淺析西門子系統監控數據調整

沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司　蔡　丹　金　輝　郭　茜

淺析西門子系統監控數據調整

沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司蔡丹金輝郭茜

本篇論文主要從西門子系統監控數據調整方面論述，簡要介紹了西門子系統常見的幾種監控數據及，著重闡述了西門子控制系統的輪廓監控、位置監控、速度監控、編碼器監控原理與誤差產生的方式，敘述了上述4種系統監控數據調整的方法，提高數控機床的加工效率。

輪廓監控；位置監控；速度監控

0　引言

數控設備是高精度、高效率、高自動化的機電一體化設備，它的工作原理是數控系統接收零件程序的加工信息，經過譯碼、數據處理、插補運算等輸出控制指令驅動機床各伺服軸運動，實現加工。為了保證加工產品無失真，保證機床工作在最佳狀態，西門子數控系統提供了多種誤差監控功能，這些誤差監控都與機床數據的設置有關，一旦出現監控報警時，首先要調整與誤差監控有關的機床數據，然后再進行下一步檢測，下面介紹數控系統的輪廓監控、位置監控、速度監控、編碼器監控。

1　輪廓監控

輪廓誤差與跟隨誤差為輪廓監控的主要研究對象。輪廓誤差講述的是伺服軸位置測量系統測得的位置值與指令給定值之間的誤差，也就是說機床設置輪廓與實際加工輪廓之間的差值，此誤差的大小直接影響機床的加工精度，例如，機床在執行圓加工軌跡時如果輪廓誤差過大，那么加工出來的圓軌跡會發生變化。實際生產中輪廓誤差的產生原因很多，但主要是由位置控制環的失真引起的，其中速度和位置控制環沒有優化，伺服增益值設置不當，坐標軸的動態響應等引起機床的線性失真，機床電流、速度設定值均超過其控制環的極限值，軸存在反向間隙，導軌的摩擦等引起的機床的非線性失真。

跟隨誤差講述的是伺服指令輸出值與機床位置測量系統測得的實際值相比較的結果。其目的就是判斷跟隨誤差是否超過了輪廓監控的公差帶，以此保證機床正常運行。輪廓監控的公差帶數值設置在機床數據MD36400中，數值大小要適中。如果機床在加工過程中出現25050號“輪廓監控”報警，就可以通過適當增大輪廓監控的公差帶，調節伺服增益，優化驅動系統，調整軸部分機床參數等方法解決。

2　位置監控

位置監控講述的是加工程序結束后，機床坐標軸是否在規定的位置監控時間內到達指令所要求的位置。其中位置監控時間值設置在機床數據MD36020中，通過位置監控窗口的大小或位置伺服增益的大小來調整。需要指出的是坐標軸在MD36020數值規定的時間內沒有達到精確精準停位置，也可以說跟隨誤差在MD36020數值規定的時間內沒有下降到機床數據MD36010規定的范圍內，機床就會出現25080號“位置監控”報警。其解決的方法為：

1）適當調節位置調節器數據，在規定允許的范圍內增大位置伺服增益系數，匹配動態響應時間常數MD32910，保證實際值與設定值的偏差較小。

2）調整位置伺服增益與精確精準停位置監控窗口、精確精準停延遲時間之間的關系。

3　速度監控

速度監控分為零速監控、速度設定值監控和速度實際值監控三種，全部應用于機床直線軸、旋轉軸和主軸的位置控制。

3.1零速監控

零速監控應用在位置監控停止時，當坐標軸到達了MD36010規定的位置或是有不為零的新設定值輸出，零速監控生效。零速監控并非是完全靜止的，而是指零速公差帶，主要是監測加工程序結束或位置控制結束時軸速是否為零或是否達到零速公差帶內。零速公差設置在機床數據MD36030中，零速控制延遲時間設置在機床數據MD36040中，在MD34060監控范圍內，坐標軸沒有到達MD36030規定的公差帶，系統就會出現25040號“零速監控”報警，解決方法如下：

1）增大機床數據MD36030中零速監控的公差值。

2）減小位置伺服增益，以減小位置環出現振蕩。

3.2速度設定值、實際值監控

速度設定值監控是指監控速度輸入值是否超過驅動系統速度最大設定值輸入，速度最大設定值設置在機床參數MD36210中，速度設定值延遲時間設置在機床數據MD36220中。而速度實際值監控是指監控機床兩個測量系統測得的實際值，此值是否超過了機床數據MD36200中設置的實際速度的極限值，若超過了，就會產生25030號“實際速度限值”報警，對于維修人員就要檢查系統電氣內部器件和實際的測量反饋回路及線路器件，必要時調整MD36200設定的數值。然而在速度設定值監控時，機床在MD36220設置值到達時，檢測出速度設定值超過MD36210設定值，系統就會出現25060號“設置速度限制”報警，偶爾會出現輪廓誤差報警，對于維修工作者要檢查機床的驅動模塊、測量系統，調整速度、加速度、伺服增益等數據。

4　編碼器監控

編碼器監控主要分兩個方面，一是工作頻率，一是零脈沖信號，兩者都非常重要。工作頻率起到了機床與控制系統位置同步的作用，一旦其超過了機床數據MD36300設置的數值，機床與控制系統位置不同步，系統就不能進行正確的位置控制，機床出現21610號“編碼器超過頻率”報警，此故障只有在機床停止后，坐標軸重新返回參考點，才能執行零件程序。零脈沖信號監測編碼器的零脈沖，只有機床數據MD36310激活才能起作用，若脈沖信號監控無，機床出現25020號“零標志監控”報警，此故障通過調整MD36300設置值、檢修測量線路、檢修編碼器等解決。

5　總結

根據以上論述，我們可以了解到輪廓監控、位置監控、速度監控、編碼器監控產生的原因，機床一旦出現這幾種監控報警我們應怎樣調整及解決。同時了解到調整數控系統監控報警的機床數據：

MD36400----輪廓監控的公差帶

MD36020----精準停延遲時間

MD36010----精確精準停

MD32910----動態響應時間常數

MD36040----零速控制延遲時間

MD36030----零速公差

MD36210----最大速度設定值

MD36220----速度設定值監控延遲時間

MD36200----實際速度監控門檻值

MD36300----編碼器極限頻率

MD36300----激活編碼器零脈沖信號

希望給機床維修人員提供一些幫助。

［1］王洪波.數控機床電氣維修技術［M］.電子工業出版社，2007，12.

［2］蔣洪平.數控設備故障診斷與維修［M］.北京理工大學出版社，2006，8.

［3］張吉平，蔣林敏.數控加工設備［M］.大連理工大學出版社，2007，1.

［4］李夢群.現代數控機床故障診斷及維修［M］.國防工業出版社，2009，3.

蔡丹（1978—），遼寧沈陽人，大學本科，高級工程師，現供職于沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，研究方向：數控技術。