隨客戶對激光設(shè)備加工要求的提升，對伺服的使用要求也越來越高。在實際使用中也暴露了一些問題，尤其是加工輪廓的變形問題，是比較困擾大家的一個主要方面。

其實無論是板材切割機、管材切割機或者是復雜的立體切割設(shè)備，要想設(shè)備按照既定的圖形進行加工，關(guān)鍵就在于參與加工的各個軸動態(tài)響應(yīng)性的高低及相互之間的配合問題。如果在加工過程中，各軸的整體響應(yīng)太慢，或者某些位置出現(xiàn)一個軸偏差小，另一個軸偏差大的情況，則就會出現(xiàn)加工輪廓變形的問題。而導致這種偏差不一致情況出現(xiàn)的原因眾多，有機械的、外力的、伺服響應(yīng)性、控制系統(tǒng)等因素，或是多因素疊加影響。因此，解決此類問題的關(guān)鍵在于各軸有較好的動態(tài)響應(yīng)性及相互之間的配合的協(xié)調(diào)性，使其能比較嚴格地按照既定目標進行加工動作。

1、機械因素

機械問題相對而言比較常見，主要體現(xiàn)在設(shè)計、傳動方式、安裝、材質(zhì)、機械磨損等方面。

2、機械共振

機械共振問題對伺服最大的影響在于無法繼續(xù)提高伺服電機的響應(yīng)性，從而使設(shè)備整體運行在比較低的響應(yīng)狀態(tài)。此類問題在同步帶傳動的機械中比較常見，另外長距離的滾珠絲桿有時也有此類情況。主要原因是同步帶的剛性偏低，共振頻率低，長距離的絲桿自身慣量較大，且多有變形情況，特別是在電機容量選擇偏小的情況下比較容易起振。同時安裝時的裝配工藝高低和材質(zhì)的優(yōu)劣也會對機械的共振產(chǎn)生影響。如果出現(xiàn)此類問題，除在機械上優(yōu)化外，可通過伺服的調(diào)整來彌補。主要思路就是通過伺服抑制共振的功能來完成。

3、機械抖動

機械抖動實質(zhì)也是機械的固有頻率問題，通常比較多地出現(xiàn)在單端固定的懸梁結(jié)構(gòu)中，特別是在加減速階段表現(xiàn)尤其明顯。低頻的抖動在加工件中會呈現(xiàn)出大波浪狀的形態(tài)，較高頻的抖動會有鋸齒狀的形態(tài)。對于此種情況的基本思路是加入多種濾波器，錯開轉(zhuǎn)矩指令頻率。

4、機械內(nèi)應(yīng)力、外力等因素

由于機械材質(zhì)和安裝的差異，設(shè)備上各傳動軸的機械內(nèi)應(yīng)力、靜摩擦力等可能會不一致。如果設(shè)備中參與軌跡插補控制的兩軸中的某一軸的內(nèi)應(yīng)力或者靜摩擦力等更大，則會一定程度上消耗掉伺服的轉(zhuǎn)矩，造成此軸的加速變慢，從而導致加工輪廓變形。通常我們可以通過伺服驅(qū)動器反饋生成的波形曲線來觀察傳動軸的內(nèi)應(yīng)力問題。

外力作用于軸上的情況也比較類似。一般的板材切割機，各軸與工件之間是非接觸的，可能受到的外力有限。但某些管材切割機，送管軸會參與切割時候的插補，而另一軸一般是非接觸的。此時管材由于受到夾具的影響，會對送管軸產(chǎn)生一個反向作用力，這樣參與插補控制的兩軸受力情況不一致，切割的效果肯定會受到影響。

5、伺服因素

在機械正常的情況下，如果伺服參數(shù)偏差較大，也會引起切割的輪廓不理想的情況。因此伺服調(diào)試的時候應(yīng)該遵循的原則是：

• 伺服響應(yīng)性在允許的范圍內(nèi)應(yīng)保持較高的水平。

• 參與插補控制的各軸應(yīng)當具有比較接近的動態(tài)響應(yīng)性，可通過波形曲線察看實際的脈沖偏差水平。

• 慣量比應(yīng)該按照比較真實的數(shù)值進行設(shè)定，如果驅(qū)動器自動推算的慣量比較真實地反映了實際的負載情況，就不要隨意改變此數(shù)值。

• 響應(yīng)性調(diào)整時應(yīng)盡量使用自動增益，就算需要手動調(diào)試也要在自動調(diào)試的基礎(chǔ)上調(diào)整，這樣會簡化調(diào)試的難度。

   

   

6、數(shù)控系統(tǒng)因素

有的情況下，伺服的調(diào)試效果不明顯，此時可能就要介入對控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)了。激光切割機加工時通常線速度是比較恒定的，在直線與曲線上都是同一速度。這一點在直線運動上是沒有多大問題的，但是在曲線，特別是小尺寸圓弧的加工上可能會因為加速度過大導致輪廓變形的情況。因此，在切割小圓等圖形時必須對速度及加速度加以限制。并且在遇到抖動等問題的時候調(diào)整加速度，改變插補采樣周期等參數(shù)對抑制抖動的效果比單純調(diào)整伺服效果更好。

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