西門子系統(tǒng)報(bào)警輪廓監(jiān)控故障分析及處理，西門子系統(tǒng)機(jī)床的進(jìn)給軸監(jiān)控報(bào)警，如:輪廓監(jiān)控，位置監(jiān)控，零速監(jiān)控等。西門子系統(tǒng)提供了很多誤差監(jiān)控功能，以便使機(jī)床工作在最佳狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生某種監(jiān)控報(bào)警時(shí)，我們首先調(diào)整有關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù)，再做進(jìn)一步的檢查處理。為了方便以后的日常維修，現(xiàn)將西門子系統(tǒng)的進(jìn)給軸監(jiān)控報(bào)警功能說明，報(bào)警出現(xiàn)的結(jié)果，引起故障的原因，處理的方法歸納如下:

西門子系統(tǒng)報(bào)警輪廓監(jiān)控故障分析及處理

“輪廓監(jiān)控"

原理是測(cè)量的實(shí)際位置值和從NC 位置設(shè)定值計(jì)算出的實(shí)際位置值進(jìn)行的比較。為了使得監(jiān)控系統(tǒng)在速度輕微變化時(shí)不做出響應(yīng)(由于負(fù)載變化而導(dǎo)致的速度變化)，允許使用公差帶用于輪廓偏差范圍。如果超出了MD36400:CONTOUR_TOL(輪廓監(jiān)控公差帶)中定義的允許的實(shí)際值偏差，將發(fā)生報(bào)警25050“輪廓監(jiān)控"。報(bào)警將導(dǎo)致相應(yīng)的坐標(biāo)軸或主軸快速制動(dòng)停止，制動(dòng)的持續(xù)時(shí)間在機(jī)床數(shù)據(jù)MD36610中設(shè)置。

其主要監(jiān)控的是輪廓誤差和跟隨誤差。輪廓誤差是位置控制環(huán)的計(jì)算實(shí)際值與測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)到的實(shí)際值之間的誤差。輪廓誤差是由位置控制環(huán)的信號(hào)失真引起的，包括線性失真和非線性失真。速度和位置調(diào)節(jié)器的數(shù)據(jù)沒有優(yōu)化，坐標(biāo)軸的伺服增益設(shè)置不當(dāng)，輪廓改變時(shí)坐標(biāo)軸的不同動(dòng)態(tài)響應(yīng)，都可能引起線性失真。例:在數(shù)控車床中，如果兩坐標(biāo)軸的增益設(shè)置不同，實(shí)際輪廓與設(shè)置輪廓之間就會(huì)產(chǎn)生輪廓誤差，各軸的調(diào)節(jié)器不同動(dòng)態(tài)響應(yīng)也可能導(dǎo)致輪廓誤差。產(chǎn)生非線性失真的原因很多，電流設(shè)定值超過了電流控制環(huán)的極限值，速度設(shè)定值超過了速度控制環(huán)的極限值，位置環(huán)內(nèi)外的反向間隙，滑動(dòng)導(dǎo)軌引起的摩檫，都可能引起位置控制環(huán)的非線性失真，產(chǎn)生輪廓誤差。

跟隨誤差是插補(bǔ)器輸出值與機(jī)床實(shí)際測(cè)量值比較的結(jié)果。它的監(jiān)控就是判斷其差值是否大于規(guī)定的公差。跟隨誤差的監(jiān)控功能在位置控制方式下生效，用于監(jiān)控直線軸，旋轉(zhuǎn)軸的位置控制，系統(tǒng)的加減速過程和恒速過程，連續(xù)或不連續(xù)的輪廓加工過程。如果跟隨誤差超過了輪廓監(jiān)控的公差帶，將發(fā)生報(bào)警。輪廓監(jiān)控的公差帶如果設(shè)置較大就難以響應(yīng)由于負(fù)載的變化引起的速度波動(dòng)，但較小的公差帶又會(huì)引起系統(tǒng)頻繁報(bào)警。

引起報(bào)警的原因及處理的方法:

(1)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不良或機(jī)械部件存在干涉。如反向間隙過大，滑動(dòng)導(dǎo)軌的摩檫力過大，機(jī)械部件卡死等。

(2)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能調(diào)整不當(dāng)，機(jī)床無法跟隨指令速度?？梢詢?yōu)化速度和位置調(diào)節(jié)器的數(shù)據(jù)。

(3)CNC的位置環(huán)增益設(shè)置不當(dāng)。實(shí)際“KV參數(shù)"必須符合機(jī)床數(shù)據(jù)MD 32200:POSCTRL_GAIN[n]中的設(shè)置。

(4)輪廓監(jiān)控參數(shù)設(shè)定不當(dāng)。適當(dāng)增加MD36400中定義的監(jiān)控功能的公差范圍

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值。

(5)檢查各軸運(yùn)行的平穩(wěn)性，修改與軸運(yùn)行的有關(guān)數(shù)據(jù)，如加速度，最大速度等。

“定位監(jiān)控"

為了確保軸(直線軸/旋轉(zhuǎn)軸)在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)到達(dá)指點(diǎn)，在一個(gè)程序段運(yùn)行結(jié)束后(位置量=0)起動(dòng)MD36020:POSITIONING_TIME(精定位延遲時(shí)間)里設(shè)定的值，并在這一時(shí)間運(yùn)行結(jié)束后檢查誤差是否低于MD36010:STOP_LIMIT_FINE(精定位精度)的極限值。定位監(jiān)控始終在動(dòng)作程序結(jié)束后使能(到達(dá)設(shè)定值位置)。等到已經(jīng)到達(dá)了定義的精準(zhǔn)停位置或輸出一個(gè)新的位置值以后(如到達(dá)粗準(zhǔn)停后程序段變化)，定位監(jiān)控使能被取消，由零速監(jiān)控取代定位監(jiān)控。如果在位置監(jiān)控時(shí)間結(jié)束后，“精準(zhǔn)停"極限值還未達(dá)到，將發(fā)出報(bào)警25080“定位監(jiān)控"。

引起報(bào)警的原因及處理的方法:

(1)CNC的位置環(huán)增益設(shè)置不當(dāng)。位置控制增益系數(shù)太小，實(shí)際值跟不上設(shè)定值的變化，引起較大的偏差。應(yīng)在許可的范圍內(nèi)增大位置調(diào)節(jié)增益系數(shù):MD:32200 POSCTRL_GAIN[n](KV-參數(shù))。

(2)定位監(jiān)控參數(shù)設(shè)定不當(dāng)。定位窗口(精準(zhǔn)停)與位置監(jiān)控時(shí)間設(shè)定過小，?改變機(jī)床數(shù)據(jù):

STOP_LIMIT_FINE (精準(zhǔn)停)， MD 36010:

MD 36020: POSITIONIG_TIME (精準(zhǔn)停延遲時(shí)間)。

需要指出的是精準(zhǔn)停延遲時(shí)間應(yīng)根據(jù)定位窗口的大小或位置控制伺服增益的大小來修改。設(shè)置的定位窗口大，可把精準(zhǔn)停延遲時(shí)間縮短;設(shè)置的定位窗口小，可把精準(zhǔn)停延遲時(shí)間增長(zhǎng);如果伺服增益設(shè)置較小，則必須選擇較長(zhǎng)的精準(zhǔn)停延遲時(shí)間;伺服增益設(shè)置較大，可選擇較短的精準(zhǔn)停延遲時(shí)間。

“零速監(jiān)控"

其原理就是系統(tǒng)在程序段結(jié)束或位置控制結(jié)束時(shí)監(jiān)控軸是否為零速。這里的零速并非是*靜止的，是指軸的運(yùn)動(dòng)進(jìn)入了零速公差帶。一個(gè)動(dòng)作程序完成以后(已到達(dá)位置設(shè)定值)，當(dāng)超出了MD 36040:STANDSTILL_DELAY_TIME(靜態(tài)監(jiān)控延遲時(shí)間)中的定義值后，則監(jiān)控進(jìn)給軸與設(shè)定位置的距離(跟隨誤差)是否已位于MD 36030: STANDSTILL_POS_TOL(零速公差)的范圍之內(nèi)。否則，產(chǎn)生報(bào)警25040“零速監(jiān)控"。只要沒有有效的新的進(jìn)給命令，零速監(jiān)控在靜態(tài)監(jiān)控延遲時(shí)間超出后始終有效。靜態(tài)監(jiān)控適用于進(jìn)給軸和一個(gè)位置控制主軸。

引起報(bào)警的原因及處理的方法:

(1) 位置編碼器極性連接錯(cuò)誤，形成正反饋。

(2) 伺服驅(qū)動(dòng)器不良，使得機(jī)床在未接到CNC運(yùn)動(dòng)指令時(shí)已經(jīng)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。 (3) CNC位置控制不良，導(dǎo)致速度指令錯(cuò)誤發(fā)出。

(4) CNC的位置環(huán)增益設(shè)置不當(dāng)。位置調(diào)節(jié)增益過大(位置控制環(huán)出現(xiàn)振蕩)，

適當(dāng)減小位置環(huán)增益MD 32200: POSCTRL_GAIN(伺服增益系數(shù)) (5) 零速監(jiān)控參數(shù)設(shè)定不當(dāng)。零速監(jiān)控窗口設(shè)置過小，適當(dāng)增大機(jī)床數(shù)據(jù)MD

36030: STANDSTILL_POS_TOL(零速公差)的值。

(6) 負(fù)載過重或自重太大，使得機(jī)床實(shí)際位置受外力移動(dòng)。

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“轉(zhuǎn)速給定值監(jiān)控"

轉(zhuǎn)速給定值監(jiān)控是檢查速度調(diào)節(jié)器的輸入是否超過了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最大速度設(shè)定值。對(duì)于模擬驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，最大輸入不能超過10V。對(duì)于數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，最大輸入不能超過電機(jī)允許的最高轉(zhuǎn)速。速度給定值包括位置控制器的速度給定值和前饋控制值(如果前饋控制有效)。

轉(zhuǎn)速給定值監(jiān)控檢查該給定值是否超出了MD 36210:CTRLOUT_LIMIT(最大轉(zhuǎn)速設(shè)定值)中定義的最大允許轉(zhuǎn)速值。如果已超出，則將該值限制為允許的最大值，而且進(jìn)給軸/主軸停止并產(chǎn)生報(bào)警。如果超過了最大的轉(zhuǎn)速給定值，且超出MD36220(轉(zhuǎn)速給定值監(jiān)控延遲時(shí)間)中的定義值，就會(huì)發(fā)出25060“轉(zhuǎn)速給定值極限"報(bào)警。

引起報(bào)警的原因及處理的方法:

(1) 伺服驅(qū)動(dòng)器誤差。

(2) 在測(cè)量回路中存在測(cè)量誤差。

(3) 設(shè)定的給定值過高(加速度，速度，伺服增益系數(shù))

(4) 工作區(qū)域中有障礙物(如接觸到工作臺(tái))

“實(shí)際速度監(jiān)控"

是用來監(jiān)控“位置測(cè)量系統(tǒng)1"或“位置測(cè)量系統(tǒng)2"提供的實(shí)際速度是否超過在MD36200:AX_VELO_LIMIT[n](速度監(jiān)控臨界值)里給出的極限值。實(shí)際速度監(jiān)控始終適用于進(jìn)給軸和主軸。超過速度監(jiān)控臨界值將發(fā)出25030 “實(shí)際速度報(bào)警極限"報(bào)警。

引起報(bào)警的原因及處理的方法:

(1) 檢查位置控制方向

(2) 檢查速度給定值電纜(總線)和速度實(shí)際值測(cè)量反饋電路。 (3) 檢查MD 36200:AX_VELO_LIMIT(速度監(jiān)控臨界值)。必要時(shí)可增大其值。

“編碼器極限頻率監(jiān)控"

如果測(cè)量系統(tǒng)的頻率超過了在MD36300:ENC_FREQ_LIMIT[0](編碼器極限頻率)中設(shè)定的極限頻率時(shí)，則會(huì)發(fā)出21610 報(bào)警“頻率超越"。機(jī)床和控制系統(tǒng)便失去對(duì)參考點(diǎn)的同步性，因此也不可能進(jìn)行正確的位置調(diào)節(jié)。等到進(jìn)給軸停止以后，位置控制將自動(dòng)恢復(fù)，相應(yīng)的進(jìn)給軸必須回參考點(diǎn)，才能執(zhí)行程序。只要接通編碼器，編碼器極限頻率監(jiān)控就一直生效，該功能適用于進(jìn)給軸和主軸。

引起報(bào)警的原因及處理的方法:

(1) 編碼器電纜損壞。

(2) 編碼器或編碼器電子元件損壞。

“零脈沖監(jiān)控"

零脈沖監(jiān)控用來檢查，在位置實(shí)際值編碼器發(fā)出兩個(gè)零脈沖之間是否丟失脈沖。在MD 36310:ENC_ZERO_MONITORING(0)(零脈沖監(jiān)控)里記錄需要進(jìn)行監(jiān)控響應(yīng)的、被識(shí)別的零脈沖誤差個(gè)數(shù)。零脈沖監(jiān)控功能可以通過機(jī)床數(shù)據(jù)MD36310的設(shè)定激活。每次在打開編碼器時(shí)零脈沖誤差從“0"開始計(jì)數(shù)。如果在當(dāng)前測(cè)量系統(tǒng)中零脈沖誤差達(dá)到機(jī)床數(shù)據(jù)MD36310中給定的數(shù)值，將發(fā)出25020 報(bào)警“零脈沖監(jiān)控"。 故障出現(xiàn)后，相應(yīng)的坐標(biāo)軸必須回參考點(diǎn)，才能執(zhí)行程序。

引起報(bào)警的原因及處理的方法:

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(1)編碼器電纜損壞。

(2)編碼器或編碼器電子元件損壞。

(3)機(jī)床數(shù)據(jù)MD36300:ENC_FREQ_LIMIT [0] (編碼器極限頻率)設(shè)置過高。