機(jī)床參數(shù)排除機(jī)床故障實(shí)例

摘要：介紹了數(shù)控機(jī)床日常維修中常見(jiàn)的故障點(diǎn)及排故方法，列舉了日常工作中幾個(gè)通過(guò)調(diào)整機(jī)床參數(shù)加以排除的典型故障。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床，機(jī)床參數(shù)，排故方法

引言：在我國(guó)數(shù)控加工已成為各行業(yè)加工制造的主要手段，因此如何快速高效的診斷并排除數(shù)控機(jī)床的各種故障也越來(lái)越重要。數(shù)控機(jī)床故障現(xiàn)象紛繁復(fù)雜，故障點(diǎn)總結(jié)起來(lái)主要有機(jī)械傳動(dòng)部分、液壓氣動(dòng)部分、傳感檢測(cè)部分等；在進(jìn)行故障排查時(shí)一般要遵循先易后難、先靜后動(dòng)的原則，首先要認(rèn)真分析準(zhǔn)確判定故障點(diǎn)后在進(jìn)行操作。目前主流的數(shù)控系統(tǒng)都有著豐富的機(jī)床參數(shù)，在排故過(guò)程中，有效的利用這些參數(shù)會(huì)起到事半功倍的效果，以下是日常工作中幾個(gè)典型的故障現(xiàn)象。

故障實(shí)例1：一臺(tái)采用Fanuc 0td系統(tǒng)型號(hào)為CK7520的車床，出現(xiàn)Z軸正向軟限位超程報(bào)警，但是機(jī)床實(shí)際并不處在超程位置。對(duì)于數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)軟限位超程報(bào)警一般要從以下兩種情況進(jìn)行分析：

1）、 機(jī)床已正常完成返回參考點(diǎn)動(dòng)作，機(jī)床在加工或移動(dòng)時(shí)坐標(biāo)位置確實(shí)超出預(yù)先設(shè)定的極限值。這時(shí)需要向和超程反方向移動(dòng)機(jī)床至限位值內(nèi)即可解除報(bào)警；還有一些機(jī)床當(dāng)發(fā)生該報(bào)警時(shí)切斷伺服導(dǎo)致急停，就需要將超程坐標(biāo)的軟限位極限的設(shè)定值適當(dāng)放大來(lái)解除報(bào)警后再反方向移動(dòng)機(jī)床至正常位置。

2）、發(fā)生報(bào)警的坐標(biāo)軸并未處于超程位置，這時(shí)有兩種情況：機(jī)床未完成返回參考點(diǎn)動(dòng)作或由于其他原因?qū)е聶C(jī)床未正確完成返回參考點(diǎn)動(dòng)作（這時(shí)雖然機(jī)床已經(jīng)顯示回零但位置并不正確）而導(dǎo)致發(fā)生超程報(bào)警。第一種情況下這種情況下通常會(huì)伴隨返回參考點(diǎn)失敗報(bào)警提示。這時(shí)首先要通過(guò)參數(shù)將出現(xiàn)報(bào)警的坐標(biāo)軟限位值放大至無(wú)窮大（通常設(shè)定為999999999）后完成返回參考點(diǎn)動(dòng)作使機(jī)床正確建立坐標(biāo)原點(diǎn)后報(bào)警就可解除。而對(duì)于第二種情況就要檢查零點(diǎn)檢測(cè)擋塊是否存在松動(dòng)導(dǎo)致位置竄動(dòng)或回零開關(guān)信號(hào)受到干擾發(fā)生誤動(dòng)作使得機(jī)床回零時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，建立了不正確的坐標(biāo)原點(diǎn)。

排故方法：該機(jī)床發(fā)生軟限位超程報(bào)警時(shí)會(huì)切斷整個(gè)伺服，所以首先要將軟限位設(shè)定極限參數(shù)值放大至無(wú)窮大后反向移動(dòng)機(jī)床來(lái)確保機(jī)床Z軸所處位置在正常加工范圍內(nèi)。當(dāng)確認(rèn)機(jī)床Z軸所處位置后恢復(fù)限位參數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)床仍舊報(bào)警。這種情況下應(yīng)該考慮是由于機(jī)床在上次斷電時(shí)錯(cuò)誤建立了坐標(biāo)原點(diǎn)，機(jī)床坐標(biāo)記憶位置超出導(dǎo)致報(bào)警。重新放大參數(shù)后來(lái)完成機(jī)床返回床參考點(diǎn)動(dòng)作，這時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)床操作面板上顯示數(shù)值發(fā)生變化而機(jī)床Z軸實(shí)際位置并未發(fā)生改變，無(wú)法完成回零動(dòng)作。該機(jī)床系半閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用電機(jī)同軸的脈沖編碼器作為位置檢測(cè)。出現(xiàn)這種情況而機(jī)床卻未發(fā)生位置超差報(bào)警說(shuō)明機(jī)床伺服及驅(qū)動(dòng)電機(jī)正常，而機(jī)械傳動(dòng)部分沒(méi)有動(dòng)作，應(yīng)當(dāng)是電機(jī)與絲杠連接處脫開，判斷聯(lián)軸節(jié)存在問(wèn)題。檢查電機(jī)與絲杠的連接發(fā)現(xiàn)果然是聯(lián)軸節(jié)損壞，更換聯(lián)軸節(jié)后再次回零后恢復(fù)限位參數(shù)后機(jī)床交付。

故障實(shí)例：2：一臺(tái)采用SIEMENS 840D系統(tǒng)的龍門銑床在加工時(shí)發(fā)現(xiàn)工件Y向超差。

故障分析： 發(fā)生工件超差首先要檢查機(jī)床的定位精度與重復(fù)定位精度，檢查機(jī)床反向間隙是否過(guò)大，檢查機(jī)床零點(diǎn)開關(guān)是否松動(dòng)，檢查絲杠連接是否牢靠。對(duì)以上各項(xiàng)進(jìn)行檢查后并不存在問(wèn)題。對(duì)比之前加工的和個(gè)零件后發(fā)現(xiàn)以前該機(jī)床加工工件較小，范圍一般處于Y向中間位置，而發(fā)生故障時(shí)所加工工件較大，需要在在Y向端頭附近進(jìn)行加工。而發(fā)生超差的部分正好處于Y向端頭附近，用百分表在超差處測(cè)量可發(fā)現(xiàn)在一點(diǎn)出表的指針有大幅度跳動(dòng)。考慮到機(jī)床為新調(diào)試設(shè)備，機(jī)械存在故障的可能性較小，應(yīng)該是由于系統(tǒng)螺距補(bǔ)償不當(dāng)所致。

排故方法：在NC-active –date中選擇Meas.-system-error-comp.文件夾打開后選中Y軸補(bǔ)償文件，這是一個(gè)ini文件格式必須復(fù)制粘貼為加工程序即*.mpf文件才可以修改并執(zhí)行。該補(bǔ)償文件在Y向有12個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)，間隔200mm，對(duì)比各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值時(shí)發(fā)現(xiàn)在第10個(gè)點(diǎn)的補(bǔ)償值和其它點(diǎn)的補(bǔ)償值差異特別大。其它個(gè)點(diǎn)一般為0.01～0.13mm，而該點(diǎn)補(bǔ)償值為1.0mm，西門子840D系統(tǒng)采用線性補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ湎噜徃鼽c(diǎn)的補(bǔ)償值差異很小。再對(duì)比其相鄰的補(bǔ)償值（分別為0.09mm和0.12mm）可以判定是由于在補(bǔ)償時(shí)輸入有誤將0.10mm寫成1.0mm而導(dǎo)致螺距補(bǔ)償在該點(diǎn)出錯(cuò)。將此處補(bǔ)償值改為0.10mm，修改機(jī)床參數(shù)MD32700=0，將該補(bǔ)償文件作為零件程序執(zhí)行一次。設(shè)MD32700=1，NCK Reset，軸返回參考點(diǎn)使新的補(bǔ)償值生效，再次用百分表檢測(cè)突跳消失，機(jī)床正常。

故障實(shí)例：3：一臺(tái)采用SIEMENS 840D系統(tǒng)的加工中心Y軸光柵零點(diǎn)丟失，機(jī)床不能建立參考點(diǎn)。

故障分析： 數(shù)控機(jī)床在自動(dòng)加工之前必須進(jìn)行返回參考點(diǎn)的動(dòng)作以保證其工件原點(diǎn)不出現(xiàn)偏差，因此采用增量式編碼檢測(cè)元件的機(jī)床在進(jìn)行開關(guān)機(jī)操作后必須完成返回參考點(diǎn)的操作步驟否則不能進(jìn)行下一步的操作。針對(duì)這一故障現(xiàn)象，有以下幾個(gè)方法可以解決：

1）、直接將機(jī)床參數(shù)Md 20700：未返回參考點(diǎn)NC啟動(dòng)被禁止設(shè)置為“0”，保持機(jī)床24小時(shí)開機(jī)狀態(tài)，通過(guò)操作人員只進(jìn)行工件原點(diǎn)的偏執(zhí)來(lái)進(jìn)行加工。該方法對(duì)操作人員要求高，如有不慎會(huì)造成工件損傷甚至設(shè)備事故風(fēng)險(xiǎn)性大，不提倡這種排除方法。

2）通過(guò)修改PLC程序及相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)，對(duì)機(jī)床Y軸采用半閉環(huán)的控制方法來(lái)解決。這種方法需要安裝機(jī)械擋塊，修改機(jī)床參數(shù)Md 30200（編碼器個(gè)數(shù)）由“2”改為“1”，將PLC參數(shù)db32.dbx1.5為“1”激活第一測(cè)量循環(huán)；重新設(shè)計(jì)機(jī)床PLC程序和相關(guān)電路并連接線路。該方法工程量較大，同時(shí)由于采用了半閉環(huán)控制方式，絲杠的制造誤差及電機(jī)絲杠經(jīng)過(guò)聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)額誤差都會(huì)對(duì)機(jī)床精度造成影響，不推薦這種方法。

3）、修改機(jī)床建立參考點(diǎn)的方式并修改相關(guān)零點(diǎn)偏置，輔以機(jī)械擋塊的方式來(lái)完成機(jī)床參考點(diǎn)及工件原點(diǎn)建立，等待新的備件采購(gòu)回來(lái)后再恢復(fù)相關(guān)參數(shù)。這種方法可靠性可靠、機(jī)床精度有保證并且操作簡(jiǎn)便。在機(jī)床上電后按照正常操作來(lái)完成機(jī)床其它坐標(biāo)參考點(diǎn)的建立，在對(duì)Y軸進(jìn)行參考點(diǎn)建立之前需要將其手動(dòng)定為至事先在機(jī)床床面上安裝的位置擋塊處，按下Y軸正方向鍵機(jī)床參考點(diǎn)就會(huì)建立，并且顯示參數(shù)Md 34100中設(shè)定的坐標(biāo)值。

排故方法：相比較采用了第三種法案來(lái)解決這一故障現(xiàn)象，具體方法如下：

通過(guò)修改參數(shù)Md 34200（返回參考點(diǎn)方式）由“1”改為“0”：增量方式且立即建立參考點(diǎn)，Md 34110（返回參考點(diǎn)順序）由“3”改為“0“：不參與一鍵自動(dòng)返回參考點(diǎn)方式。執(zhí)行Y軸參考點(diǎn)的建立動(dòng)作后機(jī)床會(huì)顯示已經(jīng)建立參考點(diǎn)并且顯示當(dāng)前坐標(biāo)值為“0”。由于此時(shí)機(jī)床會(huì)隨機(jī)在當(dāng)前位置建立參考點(diǎn)因此在執(zhí)行上述過(guò)程之前應(yīng)該在床面安全位置處做一個(gè)類似回零擋塊作用的標(biāo)記來(lái)保證原點(diǎn)建立的正確性。同時(shí)根據(jù)刀庫(kù)換刀時(shí)Y軸的實(shí)際位置進(jìn)行回零后的偏置量，有兩個(gè)參數(shù)能實(shí)現(xiàn)這一目的，參數(shù)Md 34090（參考偏置）：機(jī)床會(huì)在建立零點(diǎn)后在按照該參數(shù)值運(yùn)行一段距離后停止并且顯示當(dāng)前坐標(biāo)值為“0”；參數(shù)Md 34100（參考點(diǎn)位置）：建立參考點(diǎn)后機(jī)床顯示坐標(biāo)值為該參數(shù)值。在初次回零后通過(guò)機(jī)械測(cè)量的方法來(lái)確定換刀時(shí)Y軸的位置，記錄并其坐標(biāo)再經(jīng)過(guò)計(jì)算將正確值寫入34100，上述故障排除。

參考文獻(xiàn)：[1]Fanuc 0 維修說(shuō)明書Beiing-Fanuc Ltd，1999

[2] SINUMERIK 840D 簡(jiǎn)明調(diào)試指南，2002