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机床的定位精度达到正常要求处于良好的运行状态
阅读:1114 发布时间:2015-4-7铣床所配数控系统是德国西门子公司的系统,它是一种中档的闭环数控系统,能够实现三个坐标轴联动,分辨率是对于这样高精度的数控系统,出现几毫米甚至十儿毫米误差,是不正常的。该系统本身具有自诊断功能,能诊断出一定范围内的故障。但此时显示器上*信息,这就需人为判断并加以排除。定位误差作为位置控制过程中一个重要的指标,可用于较全面地判断位置控制是否处于正常状态。由故障现象可以判定出机床数控系统的位置控制部分出现了问题,使得整个闭环系统的定位误差过大,影响机床的正常加工。
安装在机床工作台上的位置传感器这里是光栅将机械位移转换成数字脉冲,该脉冲送至数控系统的位置测量接口,由计数器进行计数,计算机以固定的时间周期对该反馈值进行采样,该采样值与插补程序输出的结果即当前指令位置进行比较,得到位置误差,该误差经软件增益放大长,输出给数模转换器,从而为速度伺服单元提供控制电压,通过电动机驱动工作台向减小误差的方向移动。
如果插补程序不断给出进给量,工作台就不断地跟随该进给量运动,只有在位置误差为零时,工作台才停止在要求的位置上。由此可见,位置控制功能是由软件和硬件两部分共同实现的。根据故障现象,先来分析问题是出在位置控制的硬件部分还是软件部分。机床由于是全闭环控制系统,位置传感器安装在工作台上,理论上定位误差不受丝杠间隙和螺距误差的影响。
机床能够正常移动,说明机床伺服单元工作正常。在机床反馈回路中,如果反馈线断路,系统实际上变成开环,跟随误差会累积得越来越大,直至溢出,使驱动装置失控,这时数控系统的自诊断功能会发挥作用,发出反馈回路断开的报警信息。综合以上分析可以看出,位置控制的硬件部分没有问题,因而故障可能出在软件部分。对于该机床而言,伺服单元可完成电流环和速度环的闭环控制。而位置环即位置控制则由数控系统软件来完成。
数控系统的系统软件有数百个参数可由用户设置,以利于锉铣床数控系统与机床本体配接的二次开发,这些参数均保存在中,机床下电后,参数不会丢失,一旦电池不足低于额定值的或外部干扰可使参数丢失或发生混乱。若电池不足,数控系统的自诊断程序会产生报警信息,但现在没有出现电池不足的报警信息,说明电池的能量还是充足的。
进一步如果数控系统的控制参数全部丢失,则机床根本不可能运行,因此很可能是外部的某种干扰,使位置控制环的部分参数发生混乱,导致软件计算出现较大误差。机床反馈测量系统的精度和位置环增益将影响到位置误差。位置环增益反映了整个伺服系统的灵敏度,在系统稳定的前提下,增益越高,定位误差越小,但机床容易振荡,不易调整系统的增益越低,定位误差越大,但机床容易调整,不易振荡。现调出数控系统的系统参数,检查位置环的增益是否选得太低,使定位误差较大。经核对,位置环的增益和机床调试时的增益一致,因此,该机床的问题可能出现在机床的位置反馈测量系统的精度和控制装置的位置调节精度不匹配。
由于该机床采用全闭环位置控制系统,是直接从机床移动部件工作台上获得实际移动值,因此其检测精度不受机械传动精度的影响。要使闭环位置环能够正常工作,必须使位置测量系统产生的脉冲与控制装置的位置调节精度相互匹配。在该系统中有一个可设置参数共位,表示反馈输入分辨率和位置控制分辨率,只有当反馈输入精度的设置和位置控制精度的设置相互匹配时,位置环才有可能进行正确运算,使机床正常移动,在误差允许的范围内准确到达位置。
在计算机数字控制系统中,定位误差的计算是以伺服分辨率为单位的,如果位置反馈输入的精度和位置控制的精度不一致,位置误差的计算就在非统一单位下进行的,其结果就不是真正意义上的指令位置和实际位置的误差,因而工作台就不能到达指令所要求的位置。
故障处理根据以上故障分析,调出数控系统的系统参数,核对参数单元的内容,发现其与原来机床调试好后的参数有出人,可能是由于外部某种干扰的原因,使中的该参数发生混乱。现将该参数进行正确修改后,使机床数控系统复位,再开动机床,经检测,机床的定位精度达到了正常要求,从而使机床恢复了正常生产。数控设备是机电气液一体化的技术密集型设备,必须精心维护,才能使其处于良好的运行状态。