西門(mén)子系統報警輪廓監控故障分析及處理，西門(mén)子系統機床的進(jìn)給軸監控報警，如:輪廓監控，位置監控，零速監控等。西門(mén)子系統提供了很多誤差監控功能，以便使機床工作在最佳狀態(tài)。當發(fā)生某種監控報警時(shí)，我們首先調整有關(guān)的機床數據，再做進(jìn)一步的檢查處理。為了方便以后的日常維修，現將西門(mén)子系統的進(jìn)給軸監控報警功能說(shuō)明，報警出現的結果，引起故障的原因，處理的方法歸納如下:

西門(mén)子系統報警輪廓監控故障分析及處理

“輪廓監控"

原理是測量的實(shí)際位置值和從NC 位置設定值計算出的實(shí)際位置值進(jìn)行的比較。為了使得監控系統在速度輕微變化時(shí)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(輪廓監控公差帶)中定義的允許的實(shí)際值偏差，將發(fā)生報警25050“輪廓監控"。報警將導致相應的坐標軸或主軸快速制動(dòng)停止，制動(dòng)的持續時(shí)間在機床數據MD36610中設置。

其主要監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(shí)際值與測量系統檢測到的實(shí)際值之間的誤差。輪廓誤差是由位置控制環(huán)的信號失真引起的，包括線(xiàn)性失真和非線(xiàn)性失真。速度和位置調節器的數據沒(méi)有優(yōu)化，坐標軸的伺服增益設置不當，輪廓改變時(shí)坐標軸的不同動(dòng)態(tài)響應，都可能引起線(xiàn)性失真。例:在數控車(chē)床中，如果兩坐標軸的增益設置不同，實(shí)際輪廓與設置輪廓之間就會(huì )產(chǎn)生輪廓誤差，各軸的調節器不同動(dòng)態(tài)響應也可能導致輪廓誤差。產(chǎn)生非線(xiàn)性失真的原因很多，電流設定值超過(guò)了電流控制環(huán)的極限值，速度設定值超過(guò)了速度控制環(huán)的極限值，位置環(huán)內外的反向間隙，滑動(dòng)導軌引起的摩檫，都可能引起位置控制環(huán)的非線(xiàn)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(shí)際測量值比較的結果。它的監控就是判斷其差值是否大于規定的公差。跟隨誤差的監控功能在位置控制方式下生效，用于監控直線(xiàn)軸，旋轉軸的位置控制，系統的加減速過(guò)程和恒速過(guò)程，連續或不連續的輪廓加工過(guò)程。如果跟隨誤差超過(guò)了輪廓監控的公差帶，將發(fā)生報警。輪廓監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(dòng)，但較小的公差帶又會(huì )引起系統頻繁報警。

引起報警的原因及處理的方法:

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

(2)伺服驅動(dòng)系統動(dòng)態(tài)性能調整不當，機床無(wú)法跟隨指令速度?？梢?xún)?yōu)化速度和位置調節器的數據。

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

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

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值。

(5)檢查各軸運行的平穩性，修改與軸運行的有關(guān)數據，如加速度，最大速度等。

“定位監控"

為了確保軸(直線(xiàn)軸/旋轉軸)在預定的時(shí)間內到達指點(diǎn)，在一個(gè)程序段運行結束后(位置量=0)起動(dòng)MD36020:POSITIONING_TIME(精定位延遲時(shí)間)里設定的值，并在這一時(shí)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。定位監控始終在動(dòng)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(gè)新的位置值以后(如到達粗準停后程序段變化)，定位監控使能被取消，由零速監控取代定位監控。如果在位置監控時(shí)間結束后，“精準停"極限值還未達到，將發(fā)出報警25080“定位監控"。

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。位置控制增益系數太小，實(shí)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增益系數:MD:32200 POSCTRL_GAIN[n](KV-參數)。

(2)定位監控參數設定不當。定位窗口(精準停)與位置監控時(shí)間設定過(guò)小，?改變機床數據:

STOP_LIMIT_FINE (精準停)， MD 36010:

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

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

“零速監控"

其原理就是系統在程序段結束或位置控制結束時(shí)監控軸是否為零速。這里的零速并非是*靜止的，是指軸的運動(dòng)進(jìn)入了零速公差帶。一個(gè)動(dòng)作程序完成以后(已到達位置設定值)，當超出了MD 36040:STANDSTILL_DELAY_TIME(靜態(tài)監控延遲時(shí)間)中的定義值后，則監控進(jìn)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“零速監控"。只要沒(méi)有有效的新的進(jìn)給命令，零速監控在靜態(tài)監控延遲時(shí)間超出后始終有效。靜態(tài)監控適用于進(jìn)給軸和一個(gè)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(dòng)器不良，使得機床在未接到CNC運動(dòng)指令時(shí)已經(jīng)產(chǎn)生運動(dòng)。 (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。位置調節增益過(guò)大(位置控制環(huán)出現振蕩)，

適當減小位置環(huán)增益MD 32200: POSCTRL_GAIN(伺服增益系數) (5) 零速監控參數設定不當。零速監控窗口設置過(guò)小，適當增大機床數據MD

36030: STANDSTILL_POS_TOL(零速公差)的值。

(6) 負載過(guò)重或自重太大，使得機床實(shí)際位置受外力移動(dòng)。

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“轉速給定值監控"

轉速給定值監控是檢查速度調節器的輸入是否超過(guò)了驅動(dòng)系統的最大速度設定值。對于模擬驅動(dòng)系統，最大輸入不能超過(guò)10V。對于數字驅動(dòng)系統，最大輸入不能超過(guò)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(jìn)給軸/主軸停止并產(chǎn)生報警。如果超過(guò)了最大的轉速給定值，且超出MD36220(轉速給定值監控延遲時(shí)間)中的定義值，就會(huì )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(dòng)器誤差。

(2) 在測量回路中存在測量誤差。

(3) 設定的給定值過(guò)高(加速度，速度，伺服增益系數)

(4) 工作區域中有障礙物(如接觸到工作臺)

“實(shí)際速度監控"

是用來(lái)監控“位置測量系統1"或“位置測量系統2"提供的實(shí)際速度是否超過(guò)在MD36200:AX_VELO_LIMIT[n](速度監控臨界值)里給出的極限值。實(shí)際速度監控始終適用于進(jìn)給軸和主軸。超過(guò)速度監控臨界值將發(fā)出25030 “實(shí)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(xiàn))和速度實(shí)際值測量反饋電路。 (3) 檢查MD 36200:AX_VELO_LIMIT(速度監控臨界值)。必要時(shí)可增大其值。

“編碼器極限頻率監控"

如果測量系統的頻率超過(guò)了在MD36300:ENC_FREQ_LIMIT[0](編碼器極限頻率)中設定的極限頻率時(shí)，則會(huì )發(fā)出21610 報警“頻率超越"。機床和控制系統便失去對參考點(diǎn)的同步性，因此也不可能進(jìn)行正確的位置調節。等到進(jìn)給軸停止以后，位置控制將自動(dòng)恢復，相應的進(jìn)給軸必須回參考點(diǎn)，才能執行程序。只要接通編碼器，編碼器極限頻率監控就一直生效，該功能適用于進(jìn)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。

“零脈沖監控"

零脈沖監控用來(lái)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)(零脈沖監控)里記錄需要進(jìn)行監控響應的、被識別的零脈沖誤差個(gè)數。零脈沖監控功能可以通過(guò)機床數據MD36310的設定激活。每次在打開(kāi)編碼器時(shí)零脈沖誤差從“0"開(kāi)始計數。如果在當前測量系統中零脈沖誤差達到機床數據MD36310中給定的數值，將發(fā)出25020 報警“零脈沖監控"。 故障出現后，相應的坐標軸必須回參考點(diǎn)，才能執行程序。

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)機床數據MD36300:ENC_FREQ_LIMIT [0] (編碼器極限頻率)設置過(guò)高。