在西門子SINUMERIK的CNC系統(tǒng)使用中，有時(shí)會(huì)遇到某某軸“輪廓監(jiān)控”，“靜止監(jiān)控”或者“定位監(jiān)控”等報(bào)警信息。這些軸監(jiān)控信息都表示了軸位置的超差，但所代表的含義是有差別的，以下將就此問題進(jìn)行詳細(xì)分析，供大家參考。
1．輪廓監(jiān)控
診斷手冊中對于“25050輪廓監(jiān)控”的描述從字面意義上說就是：當(dāng)一個(gè)軸的位置環(huán)生效后，如果NCK計(jì)算出的插補(bǔ)給定值點(diǎn)與實(shí)際到達(dá)點(diǎn)之間的誤差超過軸監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)MD36400中規(guī)定的公差帶后，就會(huì)出現(xiàn)“輪廓監(jiān)控”報(bào)警。更簡單地說：軸的位置沒到。
必須注意到“輪廓監(jiān)控”報(bào)警出現(xiàn)的時(shí)刻?！拜喞O(jiān)控”一般出現(xiàn)在軸啟動(dòng)瞬間。當(dāng)需要軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，NC在給定指令發(fā)出后如果發(fā)現(xiàn)軸不能在設(shè)定的循環(huán)監(jiān)測周期內(nèi)到達(dá)給定的預(yù)計(jì)位置，超出了誤差帶，就會(huì)出現(xiàn)“輪廓監(jiān)控”報(bào)警。
軸啟動(dòng)后不能如預(yù)計(jì)的那樣到達(dá)預(yù)定位置，有以下幾種可能：機(jī)械負(fù)載偏大，加速度設(shè)置過大，測量反饋系統(tǒng)有問題，伺服驅(qū)動(dòng)故障。
當(dāng)機(jī)械負(fù)載過大而電機(jī)選擇偏小時(shí)，電機(jī)無法很快地將負(fù)載驅(qū)動(dòng)起來，于是就不會(huì)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)預(yù)定位置，導(dǎo)致報(bào)警。或者機(jī)械負(fù)載雖然合適，但是為了追求過高的軸動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，將軸加速度MD32300設(shè)置得太大，也可能使得電機(jī)瞬間過載，無法將負(fù)載驅(qū)動(dòng)起來，因此報(bào)警。此時(shí)可以將加速度MD32300減小些。上述兩種因素從本質(zhì)上說是差不多的。
測量反饋系統(tǒng)（如光柵尺）有問題，沒有反饋信號(hào)或者反饋信號(hào)有問題，也會(huì)有“輪廓監(jiān)控”報(bào)警。還有一種情況就是伺服故障。這種情況下往往由于功率模塊或者控制模塊出現(xiàn)問題，導(dǎo)致沒有實(shí)際電流輸出或者輸出電流不足，電機(jī)無法驅(qū)動(dòng)起負(fù)載，導(dǎo)致報(bào)警。有時(shí)候會(huì)只有一個(gè)“輪廓監(jiān)控”報(bào)警，但也有可能還會(huì)出現(xiàn)“最大電流監(jiān)控”或者“速度控制器輸出限制”等過電流類的報(bào)警。
對于新的機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如果電機(jī)---負(fù)載匹配不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致“輪廓監(jiān)控”報(bào)警。特別是當(dāng)負(fù)載的折算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和電機(jī)自身慣量不匹配的情況下，會(huì)頻繁導(dǎo)致“輪廓監(jiān)控”報(bào)警，即使能運(yùn)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)過程也不會(huì)平順。
對于交流同步伺服電機(jī)，比較合適的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比值是：電機(jī)慣量：負(fù)載折算慣量= 1：1，最大不超過1：3。如果超過則需要經(jīng)過很好的驅(qū)動(dòng)優(yōu)化后才可能使用。
2．靜止監(jiān)控
“25040靜止監(jiān)控”也有時(shí)被稱為“零速監(jiān)控”，是指當(dāng)軸處于Standstill（可以理解為“運(yùn)動(dòng)中的暫停靜止”）時(shí)的實(shí)際位置超差。軸在standstill時(shí)使能處于滿足狀態(tài)，位置環(huán)是生效的，電機(jī)有力矩地帶著負(fù)載處于“位置保持”狀態(tài)。
如果此時(shí)出現(xiàn)實(shí)際位置超過了軸數(shù)據(jù)MD36030中所規(guī)定的公差帶，則報(bào)警“靜止監(jiān)控”。軸保持不動(dòng)時(shí)怎么會(huì)動(dòng)了呢？一般是由于外力所致，這個(gè)外力一般是負(fù)載突然變大了。對于垂直軸來說可能是配重出現(xiàn)問題等，導(dǎo)致電機(jī)的扭矩不夠了，無法保持住軸的位置，發(fā)生了變化。一般地說，對此報(bào)警，增大軸公差帶數(shù)值所起的作用有限，治標(biāo)不治本，還是要查具體原因。
3．定位監(jiān)控
“25080定位監(jiān)控”是指當(dāng)軸從運(yùn)動(dòng)到停止瞬間出現(xiàn)的實(shí)際位置超差。NCK對于預(yù)計(jì)到達(dá)的位置，使得電機(jī)按預(yù)想的加速度減速停止，無論是第1測量系統(tǒng)（電機(jī)編碼器）或者第2測量系統(tǒng)（如光柵尺）生效，在規(guī)定的定位時(shí)間內(nèi)，測量系統(tǒng)反饋回來的位置數(shù)值應(yīng)該先后在粗精停公差帶內(nèi)，就算軸到達(dá)了預(yù)定位置。而如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)測量系統(tǒng)反饋回來的位置數(shù)值卻顯示軸沒有停在精停公差帶內(nèi)，于是報(bào)警“定位監(jiān)控”。
增大粗精停公差帶參數(shù)MD36000/MD36010，或者調(diào)整位置環(huán)增益值MD32200等能起到減少報(bào)警的作用，但不是根本的解決方法，仍需要查具體原因。
一般來說，如果該軸原來一直正常使用沒有修改NC數(shù)據(jù)，而后來逐漸出現(xiàn)這個(gè)報(bào)警，則不會(huì)是數(shù)據(jù)問題。這一般都是由于機(jī)械傳動(dòng)鏈某個(gè)部件出現(xiàn)問題或者由于長期磨損，導(dǎo)致機(jī)械慣量或者運(yùn)動(dòng)重復(fù)性出現(xiàn)變化，或者直接測量系統(tǒng)（如光柵尺）位置變化松動(dòng)所導(dǎo)致。
例如，當(dāng)滾珠絲杠的推力軸承出現(xiàn)間隙過大時(shí)就很有可能會(huì)導(dǎo)致“定位監(jiān)控”報(bào)警。而如果光柵尺安裝精度較差也容易導(dǎo)致軸停止時(shí)振蕩不止，出現(xiàn)“定位監(jiān)控”報(bào)警。
對于超范圍使用機(jī)床，例如一個(gè)額定負(fù)載500kg的工作臺(tái)被壓上了700kg的零件，導(dǎo)致機(jī)械慣量比允許值增大很多，就很容易出現(xiàn)“定位監(jiān)控”報(bào)警。
4．結(jié)語
可以看出，三個(gè)“軸監(jiān)控”報(bào)警分別描述了三個(gè)不同階段的位置超差情況。
25050輪廓監(jiān)控---軸啟動(dòng)時(shí)的位置超差。通俗地說就是“讓軸動(dòng)怎么沒發(fā)現(xiàn)軸動(dòng)起來”？
24040靜止監(jiān)控---軸暫停時(shí)的位置超差。通俗地說就是“讓軸停著怎么動(dòng)起來了”？
25080定位監(jiān)控---軸停止時(shí)的位置超差。通俗地說就是“讓軸停下來怎么沒停到位”？
明白了各種軸監(jiān)控報(bào)警其中的含義和區(qū)別，結(jié)合實(shí)際情況，分析判斷問題也就比較容易了。
——轉(zhuǎn)載于《機(jī)床電器》雜志
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