FANUC最优转矩加减速:为什么同一轴上行、下行不能共用一种负载判断?
依据30i-A最优转矩加减速的四种运动状态,建立带重力和摩擦的原创受力表,说明移动方向、加速度方向与驱动力方向为何不能画等号。
垂直轴向下运动时,电机仍可能向上施力;下行刹车也可能比下行加速更吃驱动余量。只用“上行重、下行轻”理解加减速,会漏掉运动方向和加速度方向的组合。
原厂功能为什么区分四种状态
FANUC 30i/31i/32i-A用户手册B-63944EN/03,§20.4,第676–678页(原厂手册公开镜像)将最优转矩加减速用于快速移动:分别考虑正向加速、正向减速、负向加速、负向减速,并按当前速度选取相应加速度曲线。功能需满足相应插补前加减速及配置条件,不能仅凭快速移动启用就假定正在生效。
先画受力方向,再看负载
原创模型设垂直运动部件质量400 kg,向上为正,重力加速度取9.8 m/s²,滑动摩擦力大小300 N,始终反向于运动。忽略平衡缸、配重及传动损耗,驱动力F向上为正,则:
F=ma+mg+300·sign(v)。
比较加速度大小均为1.2 m/s²的四种状态,mg=3920 N、ma的大小为480 N:
| 运动状态 | 速度v符号 | 加速度a符号 | 向上驱动力F |
|---|---|---|---|
| 上行加速 | + | + | 4700 N |
| 上行减速 | + | − | 3740 N |
| 下行加速 | − | − | 3140 N |
| 下行减速 | − | + | 4100 N |
下行减速时,加速度实际向上,驱动力要在承受重力之外制动运动,所以高于下行加速时的3140 N。上行减速则由重力帮助降低速度。四种F仍全部为正,说明“轴往下走”并不意味着驱动力也向下。
相同的加速度,也不意味着相同的能量状态
机械功率为Fv。在这个模型中,下行时F为正而v为负,功率为负,意味着运动侧向驱动侧回送能量。驱动力余量与制动能量处理能力因此是两个问题;不能只看一个最大转矩值就推断下降制动一定合格。
实际电机可用转矩还会随转速改变,而配重、平衡压力和摩擦状态也会改变表内结果。这正是按方向、加减速状态及速度区分能力的原因。本文没有把线性驱动力直接当成电机轴转矩;要换算还须明确丝杠导程、减速比和效率方向。
用模型解释现象,不从例题生成参数
若只在“下行减速”阶段出现负载峰值,应优先把该阶段与下行加速分别分析,而不是把整个负向行程合并平均。上述模型不包含机械弹性、伺服调节及电气制动限制,不是诊断结论或调参依据。相应功能的曲线应由机床机构和实际能力决定,相关资料见OPTION栏目。
