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 西门子系统机床操作小技巧

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迅影
侠士

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楼主    2022-08-31 11:45:07
主题:西门子系统机床操作小技巧

关于位置环增益与跟随误,看似简单,就下面这个公式:


但多问几个问题时,好像又不太容易说清楚,今天用几个实验说明下个人学习后的理解。

问题1:上面公式对吗?

设置X轴的位置环增益为1(即MD32200 $MA_POSCTRL_GAIN=1)

然后,我们编写一段NC程序:

G01 X1000 F1000

M02

切换到系统诊断画面下,查看X轴的跟随误差(按键顺序:诊断à轴诊断à轴信息)来验证下。

按NC启动键,运行上面的程序,我们可以看到X轴的跟随误差(橙色框标出),这里紫色框标出了增益系数,数值是1,和MD32200设置的数据一样。但注意这个“增益系数”后面跟了个“(计算出的值)”,因此,它并不是MD32200,而是根据上面的公式计算出来的数值,公式里分子是速度,分母是跟随误差,当跟随误差减小时,这个计算出来的增益值就大,什么情况下跟随误差会减小?

按公式计算的跟随误差=(1m/min) / (1)= 1mm,公式没错


问题2:参与插补的轴的位置环为什么必须相同?

学习了位置环增益是如何计算的,我们必然会想到一个大家都承认的一个结论“参与插补的轴的位置环增益必须数值必须相同”,对吗?试试就知道了。

设置:

X轴的位置环增益为1(即MD32200 $MA_POSCTRL_GAIN=1)

Y轴的位置环增益为2(即MD32200 $MA_POSCTRL_GAIN=2)

然后,进行圆测试

设置:

X轴的位置环增益为1(即MD32200 $MA_POSCTRL_GAIN=1)

Y轴的位置环增益为1(即MD32200 $MA_POSCTRL_GAIN=1)

然后,进行圆测试

比较两个圆测试的结果,结论显而易见,参与插补的轴的增益如果不同,则插补出的轮廓会有很大的偏差。


问题3:那如果两根轴的增益不同,若指令是沿45度的方向从A点到B点,会是什么结果呢?终点位置不对?角度不是45度?…

同样,有了疑问就想办法去验证。执行下面程序:

G01 X1000 Y1000 F1000

M02

用伺服跟踪功能,记录整个运动过程(记录X轴和Y轴的位置值),得到结果如下:


红色是X轴与Y轴增益不同时走的45度斜线(X轴的位置环增益为1,Y轴的位置环增益为2);绿色是X轴与Y轴增益相同时走的45度斜线(X轴的位置环增益为1,Y轴的位置环增益为1)。为方便比较,认为将两次记录结果叠加在一起。对比后,可以得到如下结论:

1.即使插补的两轴增益不同,终点位置不受影响,即可以做定位运动

2.增益不同的两轴做插补,会产生轮廓偏差

上图可以看出,X轴滞后,怎么看出来的呢?

从上图看,X轴与Y轴要从A点插补到B点,某一时刻,理论上X移动距离是ΔX,Y移动距离是ΔY,但由于我们的位置控制器是反馈系统,因此存在滞后,就是我们说的跟随误差,那么,实际情况是:

如果X轴和Y轴的增益相同,那么跟随误差也相同,也就是说两根轴少走了同样的距离,比如X轴移动了ΔX’,Y轴移动了ΔY’,虽然没有到达目标点B,但是终点C也在45度的编程轮廓上。

如果X轴和Y轴的增益不同,X轴增益小,Y轴增益大,根据公式我们知道,X轴的跟随误差就比Y轴的跟随误差大,因此,实际X轴的移动距离是ΔX’’,而Y保持ΔY’,这样插补后的终点是D而不是C,偏离了编程轮廓。

同样,如果设置改为X轴的位置环增益为2,Y轴的位置环增益为1)

得到的结果如下图绿色曲线,这是Y轴滞后的实际插补轨迹


以上,介绍了下对位置环增益与跟随误差的粗浅认识。

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