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在西门子SINUMERIK的CNC系统使用中，有时会遇到某某轴“轮廓监控”，“静止监控”或者“定位监控”等报警信息。这些轴监控信息都表示了轴位置的超差，但所代表的含义是有差别的，以下将就此问题进行详细分析，供大家参考。 1．轮廓监控 诊断手册中对于“25050轮廓监控”的描述从字面意义上说就是：当一个轴的位置环生效后，如果NCK计算出的插补给定值点与实际到达点之间的误差超过轴监控数据MD36400中规定的公差带后，就会出现“轮廓监控”报警。更简单地说：轴的位置没到。 必须注意到“轮廓监控”报警出现的时刻。“轮廓监控”一般出现在轴启动瞬间。当需要轴运动时，NC在给定指令发出后如果发现轴不能在设定的循环监测周期内到达给定的预计位置，超出了误差带，就会出现“轮廓监控”报警。 轴启动后不能如预计的那样到达预定位置，有以下几种可能：机械负载偏大，加速度设置过大，测量反馈系统有问题，伺服驱动故障。 当机械负载过大而电机选择偏小时，电机无法很快地将负载驱动起来，于是就不会在预定时间内到达预定位置，导致报警。或者机械负载虽然合适，但是为了追求过高的轴动态响应特性，将轴加速度MD32300设置得太大，也可能使得电机瞬间过载，无法将负载驱动起来，因此报警。此时可以将加速度MD32300减小些。上述两种因素从本质上说是差不多的。 测量反馈系统（如光栅尺）有问题，没有反馈信号或者反馈信号有问题，也会有“轮廓监控”报警。还有一种情况就是伺服故障。这种情况下往往由于功率模块或者控制模块出现问题，导致没有实际电流输出或者输出电流不足，电机无法驱动起负载，导致报警。有时候会只有一个“轮廓监控”报警，但也有可能还会出现“最大电流监控”或者“速度控制器输出限制”等过电流类的报警。 对于新的机电系统的设计，如果电机---负载匹配不当也会导致“轮廓监控”报警。特别是当负载的折算转动惯量和电机自身惯量不匹配的情况下，会频繁导致“轮廓监控”报警，即使能运动其运动过程也不会平顺。 对于交流同步伺服电机，比较合适的转动惯量比值是：电机惯量：负载折算惯量= 1：1，最大不超过1：3。如果超过则需要经过很好的驱动优化后才可能使用。 2．静止监控 “25040静止监控”也有时被称为“零速监控”，是指当轴处于Standstill（可以理解为“运动中的暂停静止”）时的实际位置超差。轴在standstill时使能处于满足状态，位置环是生效的，电机有力矩地带着负载处于“位置保持”状态。 如果此时出现实际位置超过了轴数据MD36030中所规定的公差带，则报警“静止监控”。轴保持不动时怎么会动了呢？一般是由于外力所致，这个外力一般是负载突然变大了。对于垂直轴来说可能是配重出现问题等，导致电机的扭矩不够了，无法保持住轴的位置，发生了变化。一般地说，对此报警，增大轴公差带数值所起的作用有限，治标不治本，还是要查具体原因。 3．定位监控 “25080定位监控”是指当轴从运动到停止瞬间出现的实际位置超差。NCK对于预计到达的位置，使得电机按预想的加速度减速停止，无论是第1测量系统（电机编码器）或者第2测量系统（如光栅尺）生效，在规定的定位时间内，测量系统反馈回来的位置数值应该先后在粗精停公差带内，就算轴到达了预定位置。而如果在规定时间内测量系统反馈回来的位置数值却显示轴没有停在精停公差带内，于是报警“定位监控”。 增大粗精停公差带参数MD36000/MD36010，或者调整位置环增益值MD32200等能起到减少报警的作用，但不是根本的解决方法，仍需要查具体原因。 一般来说，如果该轴原来一直正常使用没有修改NC数据，而后来逐渐出现这个报警，则不会是数据问题。这一般都是由于机械传动链某个部件出现问题或者由于长期磨损，导致机械惯量或者运动重复性出现变化，或者直接测量系统（如光栅尺）位置变化松动所导致。 例如，当滚珠丝杠的推力轴承出现间隙过大时就很有可能会导致“定位监控”报警。而如果光栅尺安装精度较差也容易导致轴停止时振荡不止，出现“定位监控”报警。 对于超范围使用机床，例如一个额定负载500kg的工作台被压上了700kg的零件，导致机械惯量比允许值增大很多，就很容易出现“定位监控”报警。
4．结语 可以看出，三个“轴监控”报警分别描述了三个不同阶段的位置超差情况。 25050轮廓监控---轴启动时的位置超差。通俗地说就是“让轴动怎么没发现轴动起来”？ 24040静止监控---轴暂停时的位置超差。通俗地说就是“让轴停着怎么动起来了”？ 25080定位监控---轴停止时的位置超差。通俗地说就是“让轴停下来怎么没停到位”？ 明白了各种轴监控报警其中的含义和区别，结合实际情况，分析判断问题也就比较容易了。 ——转载于《机床电器》杂志 |
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