参数在FANUC数控机床伺服系统维修中的应用.pdf

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1、参数在F A N U C 数控机床伺服系统维修中的应用杨雪翠王庆明3 0 0 2 2 2 天津工程师范学院机械系摘要参数设置正确设置直接影响数控机床的使用性能与正常运行，合理利用参数调整进行数控机床的故障诊断与维修有时也能达到事半功倍的效果本文着重讨论参数调整用于F A N U C 数控机床伺服系统故障诊断与维修的实际应用关键词参数数控机床伺服系统1 引言随着数控机床的应用越来越广，其故障诊断和维修已成为一个重要课题。机床参数是保证机床正常运行的一个重要环节，它的正确设置直接影响着机床的使用性能与正常运行。作为维修人员不仅只掌握机、电、液、气、光等知识，还应熟练掌握机床参数，这样才能更好的搞好

2、机床的维修工作。本文仅就针对F A N U C 数控系统，应用数控机床伺服系统相关参数，进行数控机床故障诊断与维修的方法进行探讨研究。2 数控机床参数数据分类数控系统的参数按数据的型式可分为位型、位轴型、字节型、字节轴型、字型、字轴型、双字型和双字轴型等八种，见表1【l】所示。其中轴型参数允许对每个轴分别设定参数。位型和位轴型参数统称“位参数”，字节型、字节轴型、字型、字轴型、双字型和双字轴型统称为“字参数”。表1 数据类型和数据有效范围数据类型有效数据范围备注位型O 或1位轴型字节型一1 2 8 1 2 7在一些参数中不使用符号字节轴型0 2 5 5字型-3 2 7 6 8 3 2 7 6

3、7在一些参数中不使用符号字轴型O 6 5 5 3 5双字型一9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 92 1“位参数”的意义“位参数”是以八位二进制表示的机床参数，其中每一位均有具体含义，是直接改变系统配置、功能的重要参数。基本“位参数”却可以改变功能与信号的状态，它会导致系统功能、机床动作的本质变化。因此，在机床维修与调整时，尤其要引起重视。举例如下：葶7桶苦5搿躬辱2荐l聋。圈 丁二E 囵二工二匝丑亘圆致耀号一、教撼f 嚣O 牟7 位的位置，2 6 5 2 2“字参数”的意义“字参数”是二进制表示的模拟数值，可化为十进制数。相对而言，“字参数”的变化通常仅仅是在参数(如

4、速度、位置)数值上的增减，通常情况下，它不会引起系统功能、机床动作的本质变化。回 二二二j 巫匦亟互二二数据号3 伺服系统相关参数本文仅以F A N U C0 i 0 im a t e 系统为例介绍伺服系统相关参数，根据F A N U CS e r i e s0 i M O D E LC 0 iM a t e-M O D E LC 参数说明书，与伺服系统相关参数的类别与参数号范围如表2 所示。表2 伺服系统相关参数参数类别参数号轴控制设定单位的参数l 0 0 1 1 0 2 3伺服的参数1 8 0 0 1 9 3 7a i 系列伺服电机参数2 0 0 0 2 3 9 5伺服速度检测的参数1 2

5、 2 9 0-1 2 2 9 1伺服的参数1 4 0 1 04 参数在F A N U C 数控机床伺服系统维修中的应用4“司服轴虚拟化设置当伺服模块组中有任何一个单元出现故障时。均会引起所有单元的V R D YO F F(伺服准备就绪跳掉)，有时很难判断故障点，这时就需要将某个轴“虚拟化”，或称之为“屏蔽，。也就是数控系统不向该伺服放大器发指令，同时也不读这个轴的反馈数据。即使这个轴有故障，也把这个轴的信号“屏蔽掉”，让其他伺服放大器可以吸合帆D Y 置l，使其他轴正常工作。通过调整以下参数可以实现伺服轴虚拟化：方案一：忽略伺服上电顺序(N o 1 8 0 0)，抑制轴数据传输(N O 2 0

6、 0 9)。1 8 0 0#I=I 位置控制就绪信号P R D Y 接通之前，速度控制信号V R E)Y 先接通时：0：出现伺服报警1：不出现伺服报警2 0 0 9#0=I轴抑制参数0：轴抑制无效l：轴抑制有效B J方案-C N C 侧将数控通道封闭，并忽略上电顺序。1 0 2 3 各轴的伺服轴号设定各控制轴为对应的第几号轴。如果屏蔽该轴时应将此参数设为负值，如1 2 8。另外，N O 1 8 0 0#I=I，忽略上电顺序。N O 2 0 0 9#0=I，轴抑制参数设为有效。p J4 2 机床误差的调整当伺服轴误差过大时会出现4 1 l 群、4 2 1#及4 1 0#、4 2 0#报警，之所以

7、会产生误差过大，是由于实际位置误差大于参数设定值，由于机床负载过大、润滑不好等可能会导致指令移动信号与反馈信号相差过大。从而导致伺服误差过大报警。2 6 6 机床允许误差相关参数：1 8 2 6#(各轴到位宽度)、1 8 2 7#(各轴切削进给的到位宽度)、1 8 2 8#(各轴移动中允许的最大偏差)、1 8 2 9#(各轴停止时的最大位置偏差)。当机床出现导致伺服误差过大报警时可先把机床允许误差参数调大一些如先调整到1 0 0 0 0，然后在手动进给方式下运行各轴，观察各轴是否移动，若不动应先检查伺服放大器主电路是否有电压输出，有时产生报警可能是主电路故障，导致伺服电机不转。若伺服系统无故障

8、则检查机械部分，查看机床润滑情况，若均无问题，在机床加工精度允许的情况下适当加大机床允许误差。4 3 机床全闭环振荡及全闭环改为半闭环参数调整为了提高数控机床的加工精度，全闭环在越来越多的机床上得到应用。在全闭环控制系统中，位置环的反馈信息来自光栅尺等分离位置检测装置，根据位置信息控制机床的机械位置。但在全闭环控制的共性问题是机床易发生振荡，在全闭环振荡出现后，调整位置环增益参数简便有效，位置环增益标准值F A N U C 为3 0 0 0，当遇到全闭环振荡时，减少位置环增益可减少振荡，但是减少后的值最好不低于2 0 0 0，否则跟踪误差精度非常差。各轴伺服环增益参数1 8 2 5#数据范围1

9、-9 9 9 9。若环路增益设置越大，位置控制的响应越快，但如果太大会导致伺服系统不稳定，导致机床严重振荡。若机床为全闭环控制，当机床产生严重震动时，可先将全闭环改为半闭环后运行机床，观察是否还有震动。全闭环控制的机床容易产生震动，将全闭环改为半闭环后若机床无震动了，则证明可能是增益的原因，此时可将增益设小一点试试。若机床仍然震动，则需查看机械部分原因(丝杠，导轨)和电机问题。在日常的数控维修中，将机床控制方式从全闭环改为半闭环是判断光栅尺故障最有效的方法。在机床工作过程中，光栅尺容易受到切削液、铁屑的污染，造成光栅尺反馈数据不准确或无反馈数据。此时将全闭环改为半闭环运行机床可以判断光栅尺是否

10、故障。对于F A N U Ci 系列，将全闭环改为半闭环仅需修改参数即可，不需改动任何硬件状态。所需修改参数如下：(1)N o 1 8 1 5#1=0 使用内置编码器作为位置反馈(半闭环方式)。(2)在伺服设定画面中进行柔性齿轮比N 朋的设定、位置反馈脉冲数设定、参考计数器容量设定，伺服设定画面如图1 所示。服设定0 0 0 0 0N 0 0 0 0X 轴匝皿圃圆2 5 80 0 0 0 0 0 0 0l0 2l2 5 0一l1 l8l9 21 2 5 0 04 0 0 0z 轴0 0 0 0 I O l O2 5 80 a 0 0 0 0 0 0235 0 01l l8l9 21 2 5 0

11、 06 0 0 0M DI枣木木掌曩木木簟木曩-丽1l：1 8：4 3模式)(切换)()()(图12 6 7 效数量N冲冲容位比比脉脉器定码乘轮定馈馈效m谚代倍齿m设反反计始机R令性向度置考初电枷指柔。方速位参5 结论在进行数控机床维修时利用参数的调整进行故障诊断，往往会达到事半功倍的效果，所以参数设置在数控机床维修中有很重要作用。参考文献 1 F A N U CS e r i e sO i-W O D E LC O ik a t e-M O D E LC 参数说明书2 0 0 4，1 1 2 F A N U CA cS E R V OM O T O RBiS e r i e s 参数说明书2 0 0 4。8 3 F A N U Co i 系列数控系统维修诊断与实践宋松主编辽宁科学技术出版社，2 0 0 B 42 6 8