輪廓監(jiān)控故障分析

■勝動(dòng)集團(tuán)機(jī)械制造公司（山東東營(yíng) 257000）劉建軍

所謂輪廓監(jiān)控是指檢測(cè)元件測(cè)量的實(shí)際位置值和從NC位置設(shè)定值計(jì)算出的實(shí)際位置值進(jìn)行比較，當(dāng)這個(gè)差值超出軸數(shù)據(jù)所設(shè)定的值時(shí)，觸發(fā)報(bào)警，也就是說(shuō)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，軸沒(méi)有到達(dá)指定位置。輪廓監(jiān)控適用于進(jìn)給軸、位置控制主軸，故障原因可以分為電氣系統(tǒng)故障和機(jī)械系統(tǒng)故障。

1.電氣系統(tǒng)故障的原因

（1）帶有抱閘的伺服電動(dòng)機(jī)在軸使能時(shí)抱閘未打開(kāi)。

（2）用于位置實(shí)際值檢測(cè)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(qū)動(dòng)器故障。

（5）伺服電動(dòng)機(jī)故障。

（6）相關(guān)的NC參數(shù)錯(cuò)誤或丟失。相關(guān)的參數(shù)有：①輪廓監(jiān)控公差帶。②位置控制器的增益系數(shù)：此參數(shù)是系統(tǒng)為了得到較大增益，但大小是有限制的，過(guò)大系統(tǒng)會(huì)引起振蕩，從而出現(xiàn)輪廓加工誤差；過(guò)小會(huì)降低系統(tǒng)的反應(yīng)速度。原則上在保證避免輪廓誤差的前提下，該參數(shù)越大越好。③軸加速度時(shí)間參數(shù)。④精準(zhǔn)停延時(shí)時(shí)間參數(shù)。⑤軸停止時(shí)的最大速度參數(shù)。

2.機(jī)械系統(tǒng)故障

（1）傳動(dòng)系統(tǒng)故障，如導(dǎo)軌和絲杠有油泥或潤(rùn)滑差。

（2）傳動(dòng)系統(tǒng)中某個(gè)元件損壞或故障、狀態(tài)不好，使軸在運(yùn)行過(guò)程中某一段產(chǎn)生較大阻力，使滑臺(tái)或其他的運(yùn)動(dòng)部件不能勻速運(yùn)動(dòng)，從而使位控元件所監(jiān)測(cè)的實(shí)際值與給定值之間產(chǎn)生較大差距而報(bào)警。

（3）程序編制不合理或刀具磨損嚴(yán)重。

3.機(jī)械系統(tǒng)故障的原因

（1）如果有兩軸以上同時(shí)出現(xiàn)報(bào)警，則極有可能參數(shù)丟失，將備份參數(shù)回裝。

（2）更換驅(qū)動(dòng)器或與其他軸的驅(qū)動(dòng)器呼喚（要保證功率單元和控制單元相同），如果報(bào)警消除，說(shuō)明驅(qū)動(dòng)器有問(wèn)題。

（3）如果仍沒(méi)有判斷出故障原因，更換位置環(huán)反饋電纜；如果報(bào)警消除，說(shuō)明電纜有問(wèn)題；如果拔下電纜插頭，清洗后重新插入，報(bào)警消除，說(shuō)明接頭有問(wèn)題。

（4）如果仍沒(méi)有判斷出故障原因，更換位置環(huán)檢測(cè)元件，如光柵尺或編碼器；如果報(bào)警消除，說(shuō)明檢測(cè)元件有問(wèn)題。

（5）如果仍沒(méi)有判斷出故障原因，檢查電動(dòng)機(jī)是否帶有抱閘，檢查控制是否正常，可以用萬(wàn)用表測(cè)量抱閘線的電阻，然后在通電情況下，在線測(cè)量?jī)啥说碾妷菏欠裾！?/p>

（6）如果仍沒(méi)有判斷出故障原因，更換伺服電動(dòng)機(jī)或用其他軸電動(dòng)機(jī)互換；如果報(bào)警消除，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)有問(wèn)題。

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

（8）如果仍沒(méi)有判斷出故障原因，檢查軸的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或潤(rùn)滑系統(tǒng)。注意檢查時(shí)，不僅手能盤動(dòng)，而且在傳動(dòng)范圍內(nèi)受力均勻無(wú)阻礙。

（9）如果仍沒(méi)有判斷出故障原因，可以降低軸的運(yùn)動(dòng)速度；如果故障消失或次數(shù)減少，說(shuō)明傳動(dòng)部分有問(wèn)題。

（10）如果仍沒(méi)有判斷出故障原因，將閉環(huán)改為半閉環(huán)控制；如果報(bào)警消除，說(shuō)明驅(qū)動(dòng)器和執(zhí)行元件正常，位置檢測(cè)元件有問(wèn)題，或參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤。

[1]牛志斌.圖解數(shù)控機(jī)床：西門子典型系統(tǒng)維修技巧[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]展寶成，等.西門子840D數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用與維修實(shí)例詳解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.