西門子系統(tǒng)報警輪廓監(jiān)控故障分析及處理

西門子系統(tǒng)報警輪廓監(jiān)控故障分析及處理，西門子系統(tǒng)機床的進給軸監(jiān)控報警，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，以便使機床工作在最佳狀態(tài)。當發(fā)生某種監(jiān)控報警時，我們首先調整有關的機床數(shù)據(jù)，再做進一步的檢查處理。為了方便以后的日常維修，現(xiàn)將西門子系統(tǒng)的進給軸監(jiān)控報警功能說明，報警出現(xiàn)的結果，引起故障的原因，處理的方法歸納如下:

西門子系統(tǒng)報警輪廓監(jiān)控故障分析及處理

“輪廓監(jiān)控"

原理是測量的實際位置值和從NC 位置設定值計算出的實際位置值進行的比較。為了使得監(jiān)控系統(tǒng)在速度輕微變化時不做出響應(由于負載變化而導致的速度變化)，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)中定義的允許的實際值偏差，將發(fā)生報警25050“輪廓監(jiān)控"。報警將導致相應的坐標軸或主軸快速制動停止，制動的持續(xù)時間在機床數(shù)據(jù)MD36610中設置。

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)的計算實際值與測量系統(tǒng)檢測到的實際值之間的誤差。輪廓誤差是由位置控制環(huán)的信號失真引起的，包括線性失真和非線性失真。速度和位置調節(jié)器的數(shù)據(jù)沒有優(yōu)化，坐標軸的伺服增益設置不當，輪廓改變時坐標軸的不同動態(tài)響應，都可能引起線性失真。例:在數(shù)控車床中，如果兩坐標軸的增益設置不同，實際輪廓與設置輪廓之間就會產(chǎn)生輪廓誤差，各軸的調節(jié)器不同動態(tài)響應也可能導致輪廓誤差。產(chǎn)生非線性失真的原因很多，電流設定值超過了電流控制環(huán)的極限值，速度設定值超過了速度控制環(huán)的極限值，位置環(huán)內外的反向間隙，滑動導軌引起的摩檫，都可能引起位置控制環(huán)的非線性失真，產(chǎn)生輪廓誤差。

跟隨誤差是插補器輸出值與機床實際測量值比較的結果。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)生報警。輪廓監(jiān)控的公差帶如果設置較大就難以響應由于負載的變化引起的速度波動，但較小的公差帶又會引起系統(tǒng)頻繁報警。

引起報警的原因及處理的方法:

(1)機械傳動系統(tǒng)不良或機械部件存在干涉。如反向間隙過大，滑動導軌的摩檫力過大，機械部件卡死等。

(2)伺服驅動系統(tǒng)動態(tài)性能調整不當，機床無法跟隨指令速度?？梢詢?yōu)化速度和位置調節(jié)器的數(shù)據(jù)。

(3)CNC的位置環(huán)增益設置不當。實際“KV參數(shù)"必須符合機床數(shù)據(jù)MD 32200:POSCTRL_GAIN[n]中的設置。

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

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值。

(5)檢查各軸運行的平穩(wěn)性，修改與軸運行的有關數(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/旋轉軸)在預定的時間內到達指點，在一個程序段運行結束后(位置量=0)起動MD36020:POSITIONING_TIME(精定位延遲時間)里設定的值，并在這一時間運行結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)控始終在動作程序結束后使能(到達設定值位置)。等到已經(jīng)到達了定義的精準停位置或輸出一個新的位置值以后(如到達粗準停后程序段變化)，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)控時間結束后，“精準停"極限值還未達到，將發(fā)出報警25080“定位監(jiān)控"。

引起報警的原因及處理的方法:

(1)CNC的位置環(huán)增益設置不當。位置控制增益系數(shù)太小，實際值跟不上設定值的變化，引起較大的偏差。應在許可的范圍內增大位置調節(jié)增益系數(shù):MD:32200 POSCTRL_GAIN[n](KV-參數(shù))。

(2)定位監(jiān)控參數(shù)設定不當。定位窗口(精準停)與位置監(jiān)控時間設定過小，?改變機床數(shù)據(jù):

STOP_LIMIT_FINE (精準停)， MD 36010:

MD 36020: POSITIONIG_TIME (精準停延遲時間)。

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

“零速監(jiān)控"

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

引起報警的原因及處理的方法:

(1) 位置編碼器極性連接錯誤，形成正反饋。

(2) 伺服驅動器不良，使得機床在未接到CNC運動指令時已經(jīng)產(chǎn)生運動。 (3) CNC位置控制不良，導致速度指令錯誤發(fā)出。

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

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

36030: STANDSTILL_POS_TOL(零速公差)的值。

(6) 負載過重或自重太大，使得機床實際位置受外力移動。

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“轉速給定值監(jiān)控"

轉速給定值監(jiān)控是檢查速度調節(jié)器的輸入是否超過了驅動系統(tǒng)的最大速度設定值。對于模擬驅動系統(tǒng)，最大輸入不能超過10V。對于數(shù)字驅動系統(tǒng)，最大輸入不能超過電機允許的最高轉速。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(最大轉速設定值)中定義的最大允許轉速值。如果已超出，則將該值限制為允許的最大值，而且進給軸/主軸停止并產(chǎn)生報警。如果超過了最大的轉速給定值，且超出MD36220(轉速給定值監(jiān)控延遲時間)中的定義值，就會發(fā)出25060“轉速給定值極限"報警。

引起報警的原因及處理的方法:

(1) 伺服驅動器誤差。

(2) 在測量回路中存在測量誤差。

(3) 設定的給定值過高(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)

“實際速度監(jiān)控"

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

引起報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)和速度實際值測量反饋電路。 (3) 檢查MD 36200:AX_VELO_LIMIT(速度監(jiān)控臨界值)。必要時可增大其值。

“編碼器極限頻率監(jiān)控"

如果測量系統(tǒng)的頻率超過了在MD36300:ENC_FREQ_LIMIT[0](編碼器極限頻率)中設定的極限頻率時，則會發(fā)出21610 報警“頻率超越"。機床和控制系統(tǒng)便失去對參考點的同步性，因此也不可能進行正確的位置調節(jié)。等到進給軸停止以后，位置控制將自動恢復，相應的進給軸必須回參考點，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，該功能適用于進給軸和主軸。

引起報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，在位置實際值編碼器發(fā)出兩個零脈沖之間是否丟失脈沖。在MD 36310:ENC_ZERO_MONITORING(0)(零脈沖監(jiān)控)里記錄需要進行監(jiān)控響應的、被識別的零脈沖誤差個數(shù)。零脈沖監(jiān)控功能可以通過機床數(shù)據(jù)MD36310的設定激活。每次在打開編碼器時零脈沖誤差從“0"開始計數(shù)。如果在當前測量系統(tǒng)中零脈沖誤差達到機床數(shù)據(jù)MD36310中給定的數(shù)值，將發(fā)出25020 報警“零脈沖監(jiān)控"。 故障出現(xiàn)后，相應的坐標軸必須回參考點，才能執(zhí)行程序。

引起報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)機床數(shù)據(jù)MD36300:ENC_FREQ_LIMIT [0] (編碼器極限頻率)設置過高。