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摘要：现代数控机床的位置检测大多采用了闭环控制，闭环控制系统对保证机床的加工精度和速度起着决定性的作用。但是在实际应用过程中，往往由于直接测量系统的损坏，为了不影响使用，采取了从系统闭环改变为半闭环控制的应急性解决对策。文章通过不同控制系统应用的实列，介绍了数控车床直接测量系统位置检测闭环与半闭环参数调整的转换方法。

文章编号:140205

天水星火机床有限责任公司 闫恩刚

闭环与半闭环参数调整的转换Conversion of the closed-loop and semi-closed loop parameter adjustment

1 概述闭环控制的位置检测装置安装

在机床的工作台上，测得的实际位置

反馈信号可以时刻跟随指令值变化，

使得实际工作位移更能够准确地反映

指令位置，从而保证机床各坐标的运

动具有很高的精度，并消除误差，提

高机床的精度，以及精度可靠性。而

半闭环控制是使用电机编码器作为位

置检测反馈元件，将位置检测装置安

装在丝杆或是伺服电机的端部，虽然

没有直接测量出工作台的实际位移，

但通过间接测量丝杆或伺服电机的角

速度从而得到工作台的实际位置，从

而对工作台的实际位移量进行补偿。

对于数控机床而言，闭环与半闭环的

实现，不同数控系统有着不同的参数

设置。机床的使用中也常常由于直接

测量位置检测系统的异常，人们不得

不将已经调整好的闭环控制的机床，

通过系统参数的调整转换为半闭环控

制，即屏蔽直接测量位置检测系统，

然而不同数控系统参数设置调整的转

换方法也都有所不同。

2 闭环与半闭环系统参数调整的转换2.1 FANUC 0iTD系统

一台FANUC 0iTD系统数控车

床，丝杠螺距为：X=5, Z=10；X轴

由伺服电机经皮带实现进给轴传动控

制，传动比为：18:20；Z轴通过伺服

电机与丝杠连接。运行过程中系统出

现轴报警：主动编码器出错，需要封

闭直接测量位置检测系统，即将机床

进给的闭环，转换为半闭环控制。由

参数调整的转换方法如下：

（1）修改伺服参数1815位置检

测器OPTx（1#）地址位，0：不使用

分离型脉冲编码器；1使用分离型脉

冲编码器；此时系统从闭环改变为半

闭环。

（ 2 ） 设 定 参 考 计 数 器 容 量 =

（18/20）*x轴丝杠螺距*1000=（18/

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20）*5*1000=4500。

　　 =（1/1）*z轴丝杠螺距

*1000=（1/1）*10*1000=10000。

（3）设定系统齿轮比参数N/M=x轴参考计数

器容量/1,000,000=4500/1,000,000=9/2000。

　　 = z轴参考计数器容量/1,00

0,000=10000/1,000,000=1/100。

（4）通过系统参数设置画面修改以上参数。

2.2 SIEMENS 系统（1）SIEMENS 810D/840D系统

一台SIEMENS 810D/840D系统数控车床，系

统出现25000号 “主动编码器硬件出错” 报警，

确认直接测量位置检测系统问题，需要封闭直接

测量位置检测系统，使用电机编码器作为位置检

测反馈。即将机床进给的闭环，转换为半闭环控

制。由参数调整的转换方法如下：

（1）在启动界面中，输入制造商级口令“SU

NRISE”。

（2）调整直接测量系统参数MD 31000 ENC_

IS_LINEAR[0]=0；1用于位置实际值检测的编码器

为线性的；0用于位置实际值检测的编码器为旋转

式的。

（3）MD 31040 ENC_ IS_DIRECT [0]=0，1

编码器直接安装在机床上；0 编码器没有直接安装

在机床上。

（4）编码器类型选择MD30240 ENC-

TYPE[4] 1增量测量系统；4绝对测量系统；0模拟

测量系统。

（5）修改完上述机床数据后，需做NCK

RESET，SIN840D数控系统关机重启，使修改

后的机床数据生效。此时，修改轴就转换为半闭

环控制轴，机床可以移动，待直接测量位置检测

系统修复后，将上面的机床数据改回原来的值即

可。

2.2.1 SIEMENS 802D系统与802D的相关参数设置的调整

（1）编码器类型选择MD30240 ENC-

TYPE[4]1增量测量系统；4绝对测量系统；0模拟

测量系统。

此处选择4绝对测量系统，可以依据不同机床

编码器类型的选择而改变。

（2）MD31020 ENC-RESOL [0]=2048编

码器的脉冲数；（此值依据实际使用编码器的脉

冲数确定，对直接测量位置检测无意义，不需调

整）。

（3）MD 34200 ENC-REFP-MODE 参考点

模式1：增量；0：绝对值编码器；原设定数据已

经存在，无需调整。

（4）直接测量系统参数MD 31000 ENC_IS_

LINEAR[0]=0；将原数值“1”，修改为“0”；

1 用于位置实际值检测的编码器为线性的；0

用于位置实际值检测的编码器为旋转式的。

（5）MD31010 ENC-GRID-POINT-DIST

测量系统栅格间距，单位为mm；原设定数据已经

存在，无需调整。

（6）MD 31040 ENC_ IS_DIRECT [0]=0；

1编码器直接安装在机床上；0编码器安装在电机

上。

此值原设定数据已经存在，无需调整；

（7）MD32110 ENC-FEEDBACK-POL；位

置反馈极性1/-1；原设定数据已经存在，无需调

整。

上述参数调整后，为了保证机床的轴向精

度，将轴坐标反向间隙值用百分表检测出来，如

果反向间隙值过大，则检查轴向丝杠轴承，并调

整滚珠丝杠预紧，进行消隙。消隙完成后，则补

偿反向间隙，然后进行试机。

3 结束语屏蔽直接测量位置检测系统，实现系统闭环

与半闭环参数设置的转换，是处理数控机床出现

问题常常采用的手段之一，也

是化解机床应急的一种方法。然而实际运

用中往往由于对系统知识的了解不够，也显示出

对其问题解决方法的束手无策。因此，需要充分

认识，认真对待，系统了解和掌握系统参数在数

控机床中的作用及其变换方法，做到灵活运用。

文章虽然仅对部分实例进行了介绍，但万变不离

其中，数控机床的工作原理大致相同，只要我们

在日常工作中，不断学习，认真总结，就能找到

更多、更巧妙的方法，使排解问题的能力更加迅

速，数控设备的利用率更高。

数控机床