機床的振蕩故障通常發(fā)生在機械部分和進給伺服系統(tǒng)。產生振蕩的原因有很多，陳了機械方面存在不可消除的傳動間隙、彈性變形、摩擦阻力等諸多因素外，伺服系統(tǒng)的有關參數的影響也是重要的一方面。伺服系統(tǒng)有交流和直流之分，本文主要討論直流伺服系統(tǒng)因參數影響引起的振蕩。大部分數控機床采用的是全閉環(huán)方式。

　　引起伺服系統(tǒng)振動的原因大致有四種情況：a位置環(huán)不良又引起輸出電壓不穩(wěn);b速度環(huán)不良引起的振動;c伺服系統(tǒng)可調定位器太大引起電壓輸出失真;d傳動機械裝如絲杠間隙太大。這些控制環(huán)的輸出參數失真或機械傳動裝置間隙太大都是引起振動的主要因素。它們都可以通過伺服控制系統(tǒng)進行參數優(yōu)化。

　　應該如何進行消除振蕩?

　　1.閉環(huán)伺服系統(tǒng)造成的振蕩：有些數控伺服系統(tǒng)采用的是半閉環(huán)裝置，而全閉環(huán)伺服系統(tǒng)必須是在其局部半閉環(huán)系統(tǒng)不發(fā)生振蕩的前提下進行參數調整，所以兩者大同小異，本文只討論全閉環(huán)情況下的參數優(yōu)化方法。

　　2.降低位置環(huán)增益：在伺服系統(tǒng)中有參考的標準值，例如FANUC0-C系列為3000，西門子3系統(tǒng)為1666，出現振蕩可適當降低增益，但不能降太多，因為要保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。

　　3.降低負載慣量比：負載慣量比一般設置在發(fā)生振動時所示參數的70%左右，如不能消除故障，不宜繼續(xù)降低該參數值。

　　4.加入比例微積分器(PID)：比例微積分器是一個多功能控制器，它不僅能有效地對電流電壓信號進行比例增益，同時可調節(jié)輸出信號滯后成超前的問題，振蕩故障有時因輸出電流電壓發(fā)生滯后成超前情況而產生，這時可通過PID來調節(jié)輸出電流電壓相位。

　　5.采用高頻抑制功能：以上討論的是有關低頻振蕩時參數優(yōu)化方法，而有時數控系統(tǒng)會因機械上某些振蕩原因產生反饋信號中含有高頻諧波，這使輸出轉矩里不恒定，從而產生振動。對于這種高頻振蕩情況，可在速度環(huán)上加入一階低通濾波環(huán)節(jié)，即為轉矩濾波器。

　　速度指令與速度反饋信號經速度控制器轉化為轉矩信號，轉矩信號通過一階濾波環(huán)節(jié)將高頻成分截止，從而得到有效的轉矩控制信號。通過調節(jié)參數可將機械產生的100Hz以上的頻率截止，從而達到消除高頻振蕩的效果。綜上所述，利用雙位反饋可使系統(tǒng)在全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種方式下進行，從而大大提高了系統(tǒng)的調節(jié)范圍，也增加了系統(tǒng)的調節(jié)參數。從時間常數上可知，該系統(tǒng)可在停止狀態(tài)下進行全閉環(huán)誤差調整，在過渡狀態(tài)下可進行半閉環(huán)調整?，F以FANUC0-C為例，將具體參數調整過程進行簡單介紹。首先設參數P8411#(DPFB)為1，即為選擇雙位置反饋功能;P8499為位置反饋的最大振幅，一般設置為0;P8478(分子)和P8479(分母)為中位轉換環(huán)節(jié)的常數設置，可根據要求設置;P8480為一階延時環(huán)節(jié)的參數設置代號，其設置范圍為：10——300mS，一般設定為100mS左右;P8481為零點幅度，一般情況下為0，但因振蕩可適當調高一點。雙位反饋功能是一種比較靈活的誤差修正方式，在系統(tǒng)調試過程中有很好的參數優(yōu)化和保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的功能。

　　數控系統(tǒng)的振蕩現象已成為數控全閉環(huán)系統(tǒng)的共同性問題。系統(tǒng)振蕩時會造成機床產生爬行與振動故障，尤其在臥式帶立柱的軸和旋轉數控工作臺軸其系統(tǒng)出現振蕩的頻率較高。該問題已成為影響數控設備正常使用的重要因素之一。