浅析西门子系统监控数据调整

2016-03-12沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司

电子世界 2016年18期

关键词：设定值公差编码器

沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司　蔡　丹　金　辉　郭　茜

浅析西门子系统监控数据调整

沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司蔡丹金辉郭茜

本篇论文主要从西门子系统监控数据调整方面论述，简要介绍了西门子系统常见的几种监控数据及，着重阐述了西门子控制系统的轮廓监控、位置监控、速度监控、编码器监控原理与误差产生的方式，叙述了上述4种系统监控数据调整的方法，提高数控机床的加工效率。

轮廓监控；位置监控；速度监控

0　引言

数控设备是高精度、高效率、高自动化的机电一体化设备，它的工作原理是数控系统接收零件程序的加工信息，经过译码、数据处理、插补运算等输出控制指令驱动机床各伺服轴运动，实现加工。为了保证加工产品无失真，保证机床工作在最佳状态，西门子数控系统提供了多种误差监控功能，这些误差监控都与机床数据的设置有关，一旦出现监控报警时，首先要调整与误差监控有关的机床数据，然后再进行下一步检测，下面介绍数控系统的轮廓监控、位置监控、速度监控、编码器监控。

1　轮廓监控

轮廓误差与跟随误差为轮廓监控的主要研究对象。轮廓误差讲述的是伺服轴位置测量系统测得的位置值与指令给定值之间的误差，也就是说机床设置轮廓与实际加工轮廓之间的差值，此误差的大小直接影响机床的加工精度，例如，机床在执行圆加工轨迹时如果轮廓误差过大，那么加工出来的圆轨迹会发生变化。实际生产中轮廓误差的产生原因很多，但主要是由位置控制环的失真引起的，其中速度和位置控制环没有优化，伺服增益值设置不当，坐标轴的动态响应等引起机床的线性失真，机床电流、速度设定值均超过其控制环的极限值，轴存在反向间隙，导轨的摩擦等引起的机床的非线性失真。

跟随误差讲述的是伺服指令输出值与机床位置测量系统测得的实际值相比较的结果。其目的就是判断跟随误差是否超过了轮廓监控的公差带，以此保证机床正常运行。轮廓监控的公差带数值设置在机床数据MD36400中，数值大小要适中。如果机床在加工过程中出现25050号“轮廓监控”报警，就可以通过适当增大轮廓监控的公差带，调节伺服增益，优化驱动系统，调整轴部分机床参数等方法解决。

2　位置监控

位置监控讲述的是加工程序结束后，机床坐标轴是否在规定的位置监控时间内到达指令所要求的位置。其中位置监控时间值设置在机床数据MD36020中，通过位置监控窗口的大小或位置伺服增益的大小来调整。需要指出的是坐标轴在MD36020数值规定的时间内没有达到精确精准停位置，也可以说跟随误差在MD36020数值规定的时间内没有下降到机床数据MD36010规定的范围内，机床就会出现25080号“位置监控”报警。其解决的方法为：

1）适当调节位置调节器数据，在规定允许的范围内增大位置伺服增益系数，匹配动态响应时间常数MD32910，保证实际值与设定值的偏差较小。

2）调整位置伺服增益与精确精准停位置监控窗口、精确精准停延迟时间之间的关系。

3　速度监控

速度监控分为零速监控、速度设定值监控和速度实际值监控三种，全部应用于机床直线轴、旋转轴和主轴的位置控制。

3.1零速监控

零速监控应用在位置监控停止时，当坐标轴到达了MD36010规定的位置或是有不为零的新设定值输出，零速监控生效。零速监控并非是完全静止的，而是指零速公差带，主要是监测加工程序结束或位置控制结束时轴速是否为零或是否达到零速公差带内。零速公差设置在机床数据MD36030中，零速控制延迟时间设置在机床数据MD36040中，在MD34060监控范围内，坐标轴没有到达MD36030规定的公差带，系统就会出现25040号“零速监控”报警，解决方法如下：

1）增大机床数据MD36030中零速监控的公差值。

2）减小位置伺服增益，以减小位置环出现振荡。

3.2速度设定值、实际值监控

速度设定值监控是指监控速度输入值是否超过驱动系统速度最大设定值输入，速度最大设定值设置在机床参数MD36210中，速度设定值延迟时间设置在机床数据MD36220中。而速度实际值监控是指监控机床两个测量系统测得的实际值，此值是否超过了机床数据MD36200中设置的实际速度的极限值，若超过了，就会产生25030号“实际速度限值”报警，对于维修人员就要检查系统电气内部器件和实际的测量反馈回路及线路器件，必要时调整MD36200设定的数值。然而在速度设定值监控时，机床在MD36220设置值到达时，检测出速度设定值超过MD36210设定值，系统就会出现25060号“设置速度限制”报警，偶尔会出现轮廓误差报警，对于维修工作者要检查机床的驱动模块、测量系统，调整速度、加速度、伺服增益等数据。

4　编码器监控

编码器监控主要分两个方面，一是工作频率，一是零脉冲信号，两者都非常重要。工作频率起到了机床与控制系统位置同步的作用，一旦其超过了机床数据MD36300设置的数值，机床与控制系统位置不同步，系统就不能进行正确的位置控制，机床出现21610号“编码器超过频率”报警，此故障只有在机床停止后，坐标轴重新返回参考点，才能执行零件程序。零脉冲信号监测编码器的零脉冲，只有机床数据MD36310激活才能起作用，若脉冲信号监控无，机床出现25020号“零标志监控”报警，此故障通过调整MD36300设置值、检修测量线路、检修编码器等解决。