1. 振動(dòng)的類(lèi)型

  圖20-1 所示的帶伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)床中，可能發(fā)生的振動(dòng)有機(jī)床床身的振動(dòng)、機(jī)械系共振、旋轉(zhuǎn)軸高頻共振、滾珠絲杠振動(dòng)、聯(lián)軸器振動(dòng)、工件端部振動(dòng)、指令中的振動(dòng)諧目視可見(jiàn)的低頻振動(dòng)(4~6Hz)、在定位點(diǎn)附近發(fā)生的振動(dòng)和低速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不均勻。

  圖20-1帶伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)床

  2.振動(dòng)的實(shí)質(zhì)

  機(jī)床上的振動(dòng)可以視為共振。所謂共振就是機(jī)床的固有頻率與振源的頻率相等。在機(jī)床系統(tǒng)中，振源就是伺服電動(dòng)機(jī)。當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率與機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率相等時(shí)，就發(fā)生共振。

  3. 消振的方法

  消振的方法就是使伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率避開(kāi)機(jī)床系統(tǒng)的固有頻率。避開(kāi)的方法就是使用各種濾波器過(guò)濾掉共振頻率，使伺服電動(dòng)機(jī)以非共振頻率工作。

  濾波器的設(shè)置和使用

  從指令脈沖發(fā)出到脈沖寬度調(diào)制(PWM)，特別是在速度環(huán)調(diào)諧的環(huán)節(jié)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多種濾波器用于過(guò)濾引起共振的頻率。圖 20-2 表示了這些濾波器所起作用的各個(gè)環(huán)節(jié)。

  從指令脈沖開(kāi)始，具有不同頻率的速度指令被不同的消振濾波器過(guò)濾，最后只有不引起共振的頻率。這些指令(頻率)被送到 PWM 環(huán)節(jié)，最后令伺服電動(dòng)機(jī)工作。

  圖20-2 各消振濾波器的作用環(huán)節(jié)

  如果用通俗的比喻，從速度指令發(fā)出的一系列指令脈沖，就像一群具有不同頻率的小魚(yú)，其中具有某些頻率的小魚(yú)是一些搗蛋鬼，各種濾波器就是河渠上的漁網(wǎng)，攔截了各種搗蛋的小魚(yú)，最后把這群小魚(yú)送到目的地。

  使用消振濾波器的注意事項(xiàng)如下:

  1) 消振濾波器對(duì)伺服系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是滯后因素。因此，設(shè)置了錯(cuò)誤的共振頻率，或者設(shè)置陷波特性過(guò)深、過(guò)廣時(shí)，振動(dòng)可能會(huì)變大。

  2) 機(jī)械共振不確定時(shí)，可以按從高到低的順序逐漸設(shè)置共振頻率。振動(dòng)最小時(shí)的陷波頻率就是最優(yōu)設(shè)置值。

  3) 陷波深度越深、越廣，消除機(jī)械共振的效果越好。但是幅度過(guò)大會(huì)造成相位滯后，有時(shí)反而會(huì)加強(qiáng)振動(dòng)。