数控机床中关于轴与光栅尺屏蔽的研究
2019-7-1 来源：沈阳飞机工业（集团）有限公司生产运营部设 作者：李 虹
摘要：在数控机床出现报警时，为了排除某种故障的原因需要暂时屏蔽报警信息，进行进一步的排查，控制轴屏蔽或光栅尺屏蔽是经常用到的，在屏蔽的过程中需要改变哪些相关参数，本文结合维修经验，介绍了SIEMENS控制系统是如何进行轴与光栅尺的屏蔽，为今后的维修和调试提供一些借鉴。
关键词：SIEMENS系统；控制轴屏蔽；光栅尺屏蔽
引言
数控机床的核心是数控系统，数控系统功能和技术指标的实现又是通过参数实现的，因此熟悉数控系统参数就可以很好的将它们应用在数控机床的维修中。本文主要介绍了在西门子系统中通过更改参数即可简单的对单个控制轴进行屏蔽，或者对光栅尺进行屏蔽，将全闭环改为半闭环。
1、控制轴的屏蔽
数控系统在启动时，要对硬件进行检测，若电机或电缆损坏，将不能通过硬件检测。为了不停止生产，此时可将该轴进行屏蔽处理，转化为虚拟轴，使机床可以继续工作。轴屏蔽是将指令信号、反馈信号、报警信号等CNC对伺服轴产生的各种信号通过参数进行处理，即将某一个轴移除，机床照样可以正常运行无报警。
1.1 SIEMENS数控系统的轴屏蔽
在西门子数控系统中，有时对某单个轴进行屏蔽，具体过程如下：
（1）在相应的MD参数，设定轴参数：
MD30130 设定值输出类型
MD30240 实际传感器类型
MENU SELECT键→START UP→MACHINE DATA→AXIS DATA→所需屏蔽的轴，更改参数30130:1→0,30240:1→0
（2）在驱动配置相应菜单里找到该轴的模块，设为“不生效”即可，此时这个轴就为虚拟轴，其相应的模块和电机就可以去掉了，将上面的参数改回原值，就可以恢复原状态。
MENU SELECT键→START UP→MACHINE DATA→DRIVE CONFIG→选择相应驱动器数据→DELETE MODULE→SAVE2光栅尺的屏蔽
相对于半闭环控制机床，全闭环控制机床有着加工精度高，响应速度快的优点，但是稳定性不易控制，其检测元件感应同步器、光栅尺等容易受到不良环境的影响，当检测元件受损，既申请备件又不想影响生产，这就需要将全闭环临时改为半闭环，提高生产效率。或者当机械传动产生较大的噪声，零件加工生产中有较大的超差，或机床无法正常进行，最快捷的办法就是全闭环改为半闭环，然后进行精度打表，可以快速的排查机械故障。因此掌握屏蔽光栅尺的方法是一种行之有效的技术。
2.1 SIEMENS数控系统的光栅尺屏蔽
西门子数控系统从全闭环切换为半闭环主要是从机床数据参数和PLC程序两方面着手，下面就从这两方面分析如何进行测量系统1、2的转换。
2.1.1 PLC程序设置
在PLC程序中，DB3X为PLC到NCK的轴信号，在PLC程序中把DB3X.DBX1.5=1，DB3X.DBX1.6=0则第一测量系统生效，若DB3X.DBX1.5=0，DB3X.DBX1.6=1，则第二测量系统生效。
2.1.2 机床数据参数
MD30200 编码器的个数
MD31000 是否激活光栅尺（可不改）
同时要注意检查与编码器相关的机床数据是否正确。
MD31030 丝杠螺距
MD31040 编码器安装在丝杠端
MD31050 MD31060 齿轮箱传动比
MD31070 MD31080 测量系统传动比
MD32450 反向间隙
由全闭环更改为半闭环控制系统要想正常的工作，一个重要问题就是传动比如何设置，在西门子840D中可以在诊断页面中，可看到电机的实际转速，同时又可通过进给轴速度计算出电机实际速度（电机实际速度=进给轴速度/传动比×导程），将两个实际速度对比一下，如果相差不大，代表传动比正确。只有传动比设置正确，才能保证数控机床控制轴的速度环正确，运行无误。
反向间隙参数MD32450在半闭环控制中，是十分重要的参数，它是在轴换向时产生的精度误差，会影响半闭环数控机床的定位精度和重复定位精度。如果该轴有两个测量系统，由于两个测量系统的安装方式不同，它们的反向间隙值也可能不同，在两个测量系统相互转换时，可方便进行补偿。
3、结论
在数控系统的维修中，经常能用到的排故方法就是屏蔽，屏蔽控制轴和屏蔽光栅尺又是一个非常重要的维修手段。屏蔽控制轴手段是排除轴相关报警，快速维修的方法之一，再一个就是提高机床的使用效率，在等备件的同时做到不停机，不等待。同时有很多光栅尺相关联的故障，遇到这种故障首先都是要先把光栅尺屏蔽，在我遇到这方面的问题多半是机械本身出了问题，这说明光栅尺可以把数控机床潜在的机械存在的问题检测出来，并以故障的形式表现出来。因此掌握这两种基本的屏蔽维修的方法对我们今后维修有很大的帮助。
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