輪廓監控故障分析

■勝動集團機械制造公司（山東東營 257000）劉建軍

所謂輪廓監控是指檢測元件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比較，當這個差值超出軸數據所設定的值時，觸發報警，也就是說，在規定的時間內，軸沒有到達指定位置。輪廓監控適用于進給軸、位置控制主軸，故障原因可以分為電氣系統故障和機械系統故障。

1.電氣系統故障的原因

（1）帶有抱閘的伺服電動機在軸使能時抱閘未打開。

（2）用于位置實際值檢測的編碼器或光柵尺故障。

（3）編碼器或光柵尺電纜故障。

（4）軸驅動器故障。

（5）伺服電動機故障。

（6）相關的NC參數錯誤或丟失。相關的參數有：①輪廓監控公差帶。②位置控制器的增益系數：此參數是系統為了得到較大增益，但大小是有限制的，過大系統會引起振蕩，從而出現輪廓加工誤差；過小會降低系統的反應速度。原則上在保證避免輪廓誤差的前提下，該參數越大越好。③軸加速度時間參數。④精準停延時時間參數。⑤軸停止時的最大速度參數。

2.機械系統故障

（1）傳動系統故障，如導軌和絲杠有油泥或潤滑差。

（2）傳動系統中某個元件損壞或故障、狀態不好，使軸在運行過程中某一段產生較大阻力，使滑臺或其他的運動部件不能勻速運動，從而使位控元件所監測的實際值與給定值之間產生較大差距而報警。

（3）程序編制不合理或刀具磨損嚴重。

3.機械系統故障的原因

（1）如果有兩軸以上同時出現報警，則極有可能參數丟失，將備份參數回裝。

（2）更換驅動器或與其他軸的驅動器呼喚（要保證功率單元和控制單元相同），如果報警消除，說明驅動器有問題。

（3）如果仍沒有判斷出故障原因，更換位置環反饋電纜；如果報警消除，說明電纜有問題；如果拔下電纜插頭，清洗后重新插入，報警消除，說明接頭有問題。

（4）如果仍沒有判斷出故障原因，更換位置環檢測元件，如光柵尺或編碼器；如果報警消除，說明檢測元件有問題。

（5）如果仍沒有判斷出故障原因，檢查電動機是否帶有抱閘，檢查控制是否正常，可以用萬用表測量抱閘線的電阻，然后在通電情況下，在線測量兩端的電壓是否正常。

（6）如果仍沒有判斷出故障原因，更換伺服電動機或用其他軸電動機互換；如果報警消除，說明電動機有問題。

（7）如果仍沒有判斷出故障原因，試著修改機床數據。一般情況下，增大輪廓監控公差帶參數，減小增益參數，要記住原始數據。

（8）如果仍沒有判斷出故障原因，檢查軸的傳動機構或潤滑系統。注意檢查時，不僅手能盤動，而且在傳動范圍內受力均勻無阻礙。

（9）如果仍沒有判斷出故障原因，可以降低軸的運動速度；如果故障消失或次數減少，說明傳動部分有問題。

（10）如果仍沒有判斷出故障原因，將閉環改為半閉環控制；如果報警消除，說明驅動器和執行元件正常，位置檢測元件有問題，或參數設定錯誤。

[1]牛志斌.圖解數控機床：西門子典型系統維修技巧[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2]展寶成，等.西門子840D數控系統應用與維修實例詳解[M].北京：機械工業出版社，2013.