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通過消除刀頭振動(dòng)，最大限度地提高材料磨削率(MRR)，及促進(jìn)預(yù)測(cè)性維護(hù)，有助于優(yōu)化加工流程

利用伺服驅(qū)動(dòng)器的數(shù)字信號(hào)處理能力，革命性的快速采樣加速度計(jì)設(shè)計(jì)

2019年9月12日——NUM推出了一款革新的、基于加速度計(jì)的CNC機(jī)床主動(dòng)振動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在通過消除刀頭振動(dòng)來改善加工流程，最大限度地提高材料磨削率(MRR)來進(jìn)一步提高生產(chǎn)率，并且還可以為預(yù)測(cè)性的維護(hù)目的提供有價(jià)值的實(shí)時(shí)反饋。

該振動(dòng)控制系統(tǒng)可作為選項(xiàng)功能搭載在任何一臺(tái)MDLUX高性能數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器（作為Flexium+CNC平臺(tái)的一部分）上。

NUM的主動(dòng)振動(dòng)控制系統(tǒng)是一種極具成本效益的解決方案，可提供前所未有的動(dòng)態(tài)阻尼能力。市場(chǎng)上大多數(shù)有競(jìng)爭(zhēng)力的加速度計(jì)只能進(jìn)行低頻采樣，并且振動(dòng)信號(hào)在連接到CNC或PLC系統(tǒng)前（通常通過現(xiàn)場(chǎng)總線），需要額外的信號(hào)處理元件。而且，加速度數(shù)據(jù)只能每20毫秒檢索一次，這不足以滿足機(jī)床的減振目的。NUM新系統(tǒng)中的加速度計(jì)每100微秒采樣一次，這意味著它可以用于帶寬接近數(shù)百赫茲的閉環(huán)控制。

小巧的法蘭式加速度計(jì)傳感器結(jié)構(gòu)緊湊，可輕松安裝到機(jī)床刀頭上，靈敏度為0.02g(1.96m/sec/sec)，測(cè)量范圍為±2g(±19.6m/sec/sec)。傳感器直接連接到數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器，無需任何額外的信號(hào)處理元件。

主動(dòng)振動(dòng)控制系統(tǒng)采用NUM的MDLUX高性能數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器上的嵌入式宏(DEM-X)選項(xiàng)功能。此選項(xiàng)允許在驅(qū)動(dòng)器中嵌入實(shí)時(shí)宏，以便操縱其調(diào)節(jié)算法。因此，加速度傳感器的輸出信號(hào)可直接影響速度伺服控制回路。所有MDLUX伺服驅(qū)動(dòng)模塊均采用先進(jìn)的DSP控制技術(shù)，最大限度地提高CNC內(nèi)核-驅(qū)動(dòng)伺服總線速度，并且還具備高回路帶寬和特殊加速算法，確保速度和定位精度。

NUM 新型主動(dòng)振動(dòng)控制系統(tǒng)最有趣的應(yīng)用之一是可以根據(jù)機(jī)床不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)來分析刀具中心點(diǎn)(TCP)的振動(dòng)。在此之前，即使機(jī)床配備了高分辨率編碼器（集成在伺服電機(jī)中），也無法抑制TCP的振動(dòng)。原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)闆]有對(duì)機(jī)床刀頭進(jìn)行測(cè)量。雖然通過對(duì)機(jī)床進(jìn)行復(fù)雜的系統(tǒng)建模和狀態(tài)空間控制，可以對(duì)振動(dòng)進(jìn)行改善，但復(fù)雜性非常高，且補(bǔ)償穩(wěn)態(tài)性很弱。例如，在某些細(xì)微的參數(shù)（例如慣性）變化的情況下，補(bǔ)償效果將完全喪失。

但是，現(xiàn)在通過使用NUM的新型主動(dòng)振動(dòng)控制系統(tǒng)來測(cè)量和動(dòng)態(tài)改變X、Y和Z主軸方向的TCP加速度，可以非常精確地抑制振動(dòng)。采用該方法可以有效地消除刀頭振動(dòng)，顯著降低刀具磨損，最大限度地提高加工過程中的材料磨削率(MRR)。

所有加速度數(shù)據(jù)都在驅(qū)動(dòng)器的數(shù)字域內(nèi)處理，這意味著它可以周期性傳輸?shù)紽lexium+NCK中，并存儲(chǔ)在NCK的緩沖區(qū)。這些數(shù)據(jù)可以上傳到Windows操作系統(tǒng)以進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)估，或與NUM的過程監(jiān)控軟件一起使用。它尤其適用于預(yù)防性維護(hù)應(yīng)用，可以在早期識(shí)別潛在的機(jī)床問題，避免其發(fā)展為昂貴的維修任務(wù)。通常包括檢測(cè)由軸承問題引起的主軸振動(dòng)，檢測(cè)諸如摩擦或齒隙的增加等性能開始惡化的早期階段，以及檢測(cè)刀具過度磨損或破損。