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

其實(shí)無(wú)論是板材切割機、管材切割機或者是復雜的立體切割設備，要想設備按照既定的圖形進(jìn)行加工，關(guān)鍵就在于參與加工的各個(gè)軸動(dòng)態(tài)響應性的高低及相互之間的配合問(wèn)題。如果在加工過(guò)程中，各軸的整體響應太慢，或者某些位置出現一個(gè)軸偏差小，另一個(gè)軸偏差大的情況，則就會(huì )出現加工輪廓變形的問(wèn)題。而導致這種偏差不一致情況出現的原因眾多，有機械的、外力的、伺服響應性、控制系統等因素，或是多因素疊加影響。因此，解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵在于各軸有較好的動(dòng)態(tài)響應性及相互之間的配合的協(xié)調性，使其能比較嚴格地按照既定目標進(jìn)行加工動(dòng)作。

1、機械因素

機械問(wèn)題相對而言比較常見(jiàn)，主要體現在設計、傳動(dòng)方式、安裝、材質(zhì)、機械磨損等方面。

2、機械共振

機械共振問(wèn)題對伺服最大的影響在于無(wú)法繼續提高伺服電機的響應性，從而使設備整體運行在比較低的響應狀態(tài)。此類(lèi)問(wèn)題在同步帶傳動(dòng)的機械中比較常見(jiàn)，另外長(cháng)距離的滾珠絲桿有時(shí)也有此類(lèi)情況。主要原因是同步帶的剛性偏低，共振頻率低，長(cháng)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(shí)安裝時(shí)的裝配工藝高低和材質(zhì)的優(yōu)劣也會(huì )對機械的共振產(chǎn)生影響。如果出現此類(lèi)問(wèn)題，除在機械上優(yōu)化外，可通過(guò)伺服的調整來(lái)彌補。主要思路就是通過(guò)伺服抑制共振的功能來(lái)完成。

3、機械抖動(dòng)

機械抖動(dòng)實(shí)質(zhì)也是機械的固有頻率問(wèn)題，通常比較多地出現在單端固定的懸梁結構中，特別是在加減速階段表現尤其明顯。低頻的抖動(dòng)在加工件中會(huì )呈現出大波浪狀的形態(tài)，較高頻的抖動(dòng)會(huì )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(kāi)轉矩指令頻率。

4、機械內應力、外力等因素

由于機械材質(zhì)和安裝的差異，設備上各傳動(dòng)軸的機械內應力、靜摩擦力等可能會(huì )不一致。如果設備中參與軌跡插補控制的兩軸中的某一軸的內應力或者靜摩擦力等更大，則會(huì )一定程度上消耗掉伺服的轉矩，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(guò)伺服驅動(dòng)器反饋生成的波形曲線(xiàn)來(lái)觀(guān)察傳動(dòng)軸的內應力問(wèn)題。

外力作用于軸上的情況也比較類(lèi)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(huì )參與切割時(shí)候的插補，而另一軸一般是非接觸的。此時(shí)管材由于受到夾具的影響，會(huì )對送管軸產(chǎn)生一個(gè)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(huì )受到影響。

5、伺服因素

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

• 伺服響應性在允許的范圍內應保持較高的水平。

• 參與插補控制的各軸應當具有比較接近的動(dòng)態(tài)響應性，可通過(guò)波形曲線(xiàn)察看實(shí)際的脈沖偏差水平。

• 慣量比應該按照比較真實(shí)的數值進(jìn)行設定，如果驅動(dòng)器自動(dòng)推算的慣量比較真實(shí)地反映了實(shí)際的負載情況，就不要隨意改變此數值。

• 響應性調整時(shí)應盡量使用自動(dòng)增益，就算需要手動(dòng)調試也要在自動(dòng)調試的基礎上調整，這樣會(huì )簡(jiǎn)化調試的難度。

   

   

6、數控系統因素

有的情況下，伺服的調試效果不明顯，此時(shí)可能就要介入對控制系統的調節了。激光切割機加工時(shí)通常線(xiàn)速度是比較恒定的，在直線(xiàn)與曲線(xiàn)上都是同一速度。這一點(diǎn)在直線(xiàn)運動(dòng)上是沒(méi)有多大問(wèn)題的，但是在曲線(xiàn)，特別是小尺寸圓弧的加工上可能會(huì )因為加速度過(guò)大導致輪廓變形的情況。因此，在切割小圓等圖形時(shí)必須對速度及加速度加以限制。并且在遇到抖動(dòng)等問(wèn)題的時(shí)候調整加速度，改變插補采樣周期等參數對抑制抖動(dòng)的效果比單純調整伺服效果更好。

特別說(shuō)明：此文章素材來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，版權歸原作者所有。