机床大讲堂第102讲——西门子840D数控系统伺服跟踪功能在维修中的应用（下）

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西门子840D数控系统伺服跟踪功能在维修中的应用（下）

导读

　　介绍了西门子840D数控系统的伺服跟踪功能的使用方法和在设备维护中的应用效果。

　　(3)伺服功能也可以从程序中触发。

　　在MDA方式程序如下：

　　G500G90G0X5000

　　$AA_SCTRACE[X]=1

　　G01F10000X6000

　　M02

　　测量参数设置如图5，测量结果如图6。

　　从以上实验测试可以看出，机床X轴从5 000 mm到6 000 mm运行过程中，在不到0.2 s时间从静止加速度到10 000 mm/min就匀速行驶，将运行到6 000 mm时在不到0.2 s时间减速到停车。

　　可以根据用户需求监控坐标轴运动过程中的速度变化、电流变化、跟随误差等，X轴以F10 000 mm/min的速度往复运行2 000 mm为例，其测量参数设置如图7，测量结果如图8。

　　从图8上可以看出，Graph1：X轴从6 000 mm到5 000 mm往复运行过程中，从0加减速到10 000 mm/min 时间大概为0.2 s;Graph2：且X轴的驱动电流达到了-144.1 A，在匀速运行过程中，电流有较小的波动，说明有速度调整。从6 000 mm运行到5 000 mm跟随误差在-7.31 mm，5 000 mm运行到6 000 mm的跟随误差为4.46 mm。Graph1和Graph2进行对比分析，X轴在起停和方向运动时电流最大，在匀速行驶时，跟随误差最大。

　　该项功能不能用在虚拟轴上。

3

伺服跟踪功能的应用效果

　　例1某五轴卧式铣床在加工某工件的圆弧时，在Y向有轻微的过切，而此处并不是加工接刀位置，利用专业软件对工件进行仿真加工，却没有过切现象。利用西门子的伺服跟踪功能对Y轴运动时的电流进行测试，发现当Y轴向上运动时，电流在3.4~8.2A之间，当Y轴向下运动时，电流在0.6~3.2A,0A附近的电流消耗严重不均。根据电流数据显示需要对Y轴的平衡压力进行调整(图9)。

　　针对工件过切的地方进行验证试切，零件表面得到明显改善。

　　例2某五坐标卧式加工机床，其X轴采用的是双丝杠双电动机皮带传动，在加工某工件时，工件某一处表面有波纹。经过分析出现波纹加工程序，采用的是三坐标加工，只有X轴参与运动。通过用手动感受X轴运动状态，隐隐感觉到X轴运动到某一段时有“闷响”声，但是感觉不到有震动。空运行工件有波纹的地方，激活伺服跟踪功能，采集X1和X2轴运动时的电流情况，如图10a。

　　从测试的图10a可以看出，当X轴向负向运动时X2轴的电流比X1轴的电流要大;当X轴向正向运动时，X1轴的电流比X2轴的大。说明需要检查机床X轴的机械同步性、滚珠丝杆的预紧力和轴承支架座。

　　对X轴同步性进行检查时发现X1和X轴的轴承和轴承支架磨损严重，进一步检查X1和X2轴滚珠丝杠螺母副的预紧力时，发现X1轴的螺母副预紧垫片间隙为0.015 mm而X2轴的螺母副预紧垫片间隙为0.035 mm。通过对X轴进行机械调整后，利用伺服跟踪再次测试，其测试结果如图10b。

　　对工件波纹地方进行验证试切，波纹得到明显改善，而且机床偶尔“闷响”声消失了。

4

结语

　　西门子840D的伺服跟踪功能不仅用于机床调试，而且在数控设备维修调试中也非常有用。如果能够熟练应用其功能，不但可以减少设备维护成本，同时还能大大地提高维修效率和质量，还可以作为预防性维修的重要手段，从而保证设备的正常运转，提高产品质量。

作者：罗兴华