数控系统典型故障分析(一)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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一、位置偏差过大报警

在 FANUC系统中出现有 4＊0及 4＊1（其中＊代表轴号）的报警。报警解释是位置偏差达大。
在 SINUMERIK810系统中有104＊报警号出现（其中＊也是代表轴号），报警解释是DAC已达到了极限。这两个报警有相似的地方，为此我们来讨论一下这个报警产生的原因及处理办法。
实际上这是位置环中的一个问题，我们讨论位置环，就应有一个共同的语言，那就是讨论偏差计数器。

fg是来自于 NC，这是经过插补运算后，由 NC向各轴发出的脉冲，这个脉冲的个数，代表NC要求各轴移动的距离。而这个脉冲的频率是NC要求这个轴运行的速度。它向这个位置偏差计数器进行的是加法计数。

fb是来自于脉冲编码器的反馈脉冲，这个反馈脉冲的个数，代表电机已经实际转过的角度，或者说是工作台运行的实际距离。而fb人的频率是代表脉冲编码器旋转的速度。它通过同步、四分频等控制和转换后送到偏差计数器中去，是减计数。那么在偏差计数器中一加一减，代表的是NC要求这个轴运行的距离还有多少没有走出来。如果这个数愈大，则表明这个距离比NC的要求差的远，这个数小则表明比要求的距离近了。因此把这个数进行D／A转换，转换成模拟量是代表速度指令。距离目标远时，要以快速接近目标，距离目标近时，就要慢慢地接近目标，可以保证准确停车。依此可知D／A转换后的数值是速度调节器的给定信号。速度调节器信号是在一10V～＋10V之间，正常给定电压是在6～8V之间（当然也可是负的，负的代表的是反转）。

偏差计数器中的数若增大，一方面说明位置偏差过大，另一方面可能是达到了 D／A转换的极限值。表明伺服系统没有按着NC所要求的速度运行。另外，这个数过大，各轴不同时，也要产生形状的偏差。也就是形状，位置公差均可能超差。因此数控机床中对这个数的大小进行了限制。
在FANUC6的系统中设定了参数074～105（或422到430对第5轴）这个参数就是根据工艺要求及加工精度设定的参数。这个参数中的内容就是偏差计数器的值一旦超过了这个值就报警，这个值是我们可以进行修改的，一旦报警，我们在设定的参数改一下值，改大一些，就可以不报警，但是，前面我们已经说过了，这个值有一个极限值，再者，这个值对加工零件的位置与形状的精度有密切的关系，所以这种修改参数的办法，应是参数设置不合理或者是参数丢失才采用。

下面再看 SINUMERIK810，它对这个偏差计数器的限定是用 D／A转换器的极限来限定的，它的输出是速度调节器给定，因此，它所用的机床参数是限定最大速度给定值，所用的MD是MD268*，MD268*是最大转速的额定值，输入范围是0～8192，标准值是8192，其单位为VELO（D／A转换的单位）。它的解释是：用这一输入确定转速额定值输出最大电压值，它根据转速调节器内可能有的额定值极限进行调节（通常10V）超出极限，则停止插补，并发出报警104＊。我们通过这一段的叙述，SINUMERIK810的104＊报警，实际上也是由同一种原因产生的报警，应该说与FANUC所给报警的内容基本一样，但也有差别；那就是报警的输出点不同，报警内容的限定参数也不同。所谓输出点不同，就是我们还要在SINUMERIK810报警中，考虑到 D／A转换器是否还有问题，这个硬件有问题，也会出现这种情况，例如产生固定为1的故障，即s—a—1。

偏差计数器中数值增大的原因：我们知道fg是加计数，fb是减计数，如果fg=fb，那么偏差计数器中的数就会不变，即使变也就是士 1个 VELO。如果fg＞fb，那么，肯定的说，在偏差计数器中的数会愈来愈大。不久，就可以超出给定的限定参数值。

数值增大的时机：首先是加速过程。也就是当给定某轴速度时，电机还没有转起来，这时只有fg向偏差计数器中加数，而电机缓慢启动，反馈的fb很小，减计数少，那么偏差计数器中的值就不断增长；当电机转到正常所要求的转数时，偏差计数器中的值不会再上升。当然，如果当fg=fb时，电机还在作加速度上升，那么可能出现反馈脉冲频率大于给定的频率，即fb＞fg，这时偏差计数器中的值，可能还会下降，因为减数大了。最后，总会达到一个平衡，即fb=fg，而且运行是稳定的，偏差计数器中的值，经过D／A转换，所得到的给定速度时，恰好产生出以fb作为反馈频率的频率值，等于给定fg的频率值。

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