數(shù)控機(jī)床回不了參考點(diǎn)故障的分析及排除

發(fā)布日期:2015-05-14    蘭生客服中心    瀏覽:4189

1、概 述 
    數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)時根據(jù)檢測元件的不同分絕對脈沖編碼器方式和增量脈沖編碼器方式兩種,使用絕對脈沖編碼器作為反饋元件的系統(tǒng),在機(jī)床安裝調(diào)試后,正常使用過程中,只要絕對脈沖編碼器的后備電池有效,此后的每次開機(jī),都不必再進(jìn)行回參考點(diǎn)操作。而使用增量脈沖編碼器的系統(tǒng)中,機(jī)床每次開機(jī)后都必須首先進(jìn)行回參考點(diǎn)操作,以確定機(jī)床的坐標(biāo)原點(diǎn),尋找參考點(diǎn)主要與零點(diǎn)開關(guān)、編碼器或光柵尺的零點(diǎn)脈沖有關(guān),一般有兩種方式。 
  1)軸向預(yù)定點(diǎn)方向快速運(yùn)動,擋塊壓下零點(diǎn)開關(guān)后減速向前繼續(xù)運(yùn)動,直到擋塊脫離零點(diǎn)開關(guān)后,數(shù)控系統(tǒng)開始尋找零點(diǎn),當(dāng)接收到第一個零點(diǎn)脈沖時,便以確定參考點(diǎn)位置。配FANUC系統(tǒng)和北京KND系統(tǒng)的機(jī)床目前一般采用此種回零方式。  
  2)軸快速按預(yù)定方向運(yùn)動,擋塊壓向零點(diǎn)開關(guān)后,反向減速運(yùn)動,當(dāng)又脫離零點(diǎn)開關(guān)時,軸再改變方向,向參考點(diǎn)方向移動,當(dāng)擋塊再次壓下零點(diǎn)開關(guān)時,數(shù)控系統(tǒng)開始尋找零點(diǎn),當(dāng)接收到第一個零點(diǎn)脈沖,便以確定參考點(diǎn)位置。配SIEMENS、美國AB系統(tǒng)及華中系統(tǒng)的機(jī)床一般采用這種回零方式。   采用何種方式或如何運(yùn)動,系統(tǒng)都是通過PLC的程序編制和數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床參數(shù)設(shè)定決定的,軸的運(yùn)動速度也是在機(jī)床參數(shù)中設(shè)定的,數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)的過程是 PLC系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)配合完成的,由數(shù)控系統(tǒng)給出回零命令,然后軸按預(yù)定方向運(yùn)動,壓向零點(diǎn)開關(guān)(或脫離零點(diǎn)開關(guān))后,PLC向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出減速信號,數(shù)控系統(tǒng)按預(yù)定方向減速運(yùn)動,由測量系統(tǒng)接收零點(diǎn)脈沖,收到第一個脈沖后,設(shè)計(jì)坐標(biāo)值。所有的軸都找到參考點(diǎn)后,回參考點(diǎn)的過程結(jié)束。  
  數(shù)控機(jī)床回不了參考點(diǎn)的故障常見一般有以下幾種情況:一是零點(diǎn)開關(guān)出現(xiàn)問題;二是編碼器出現(xiàn)問題;三是系統(tǒng)測量板出現(xiàn)問題;四是零點(diǎn)開關(guān)與硬(軟)限位置太近;五是系統(tǒng)參數(shù)丟失等等。下面以本人在工作中遇到的幾個實(shí)例介紹維修的過程。  
2、維修實(shí)例
  例1)XH714加工中心開機(jī)回參考點(diǎn),X軸向回參考的相反方向移動。   該機(jī)配SIEMENS810D數(shù)控系統(tǒng),采用半閉環(huán)控制方式,使用增量脈沖編碼器作為檢測反饋元件。  
  分析:機(jī)床開機(jī)X軸回參考點(diǎn)的動作過程為:回參考點(diǎn)軸先以快速移動,當(dāng)零點(diǎn)開關(guān)被擋塊壓下時,PLC輸入點(diǎn)I32.2信號由1變?yōu)?,CNC接收到該跳變信號后輸出減速指令,使X軸制動后并以低速向反方向移動,當(dāng)擋塊釋放零點(diǎn)開關(guān)時,I32.2信號由0跳變?yōu)?,X軸制動后改變方向,以回參考點(diǎn)速度向參考點(diǎn)移動,當(dāng)零點(diǎn)開關(guān)再次被擋塊壓下時,I32.2信號由1變?yōu)?,此時起,CNC接受到的增量脈沖編碼器發(fā)出的零位標(biāo)志脈沖I0時,X軸再繼續(xù)運(yùn)行到參數(shù)設(shè)定的距離后停止,參考點(diǎn)確立,回參考點(diǎn)的過程結(jié)束。  
  這種回參考點(diǎn)方式可以避免在參考點(diǎn)位置回參考點(diǎn)這種不正常操作對加工中心造成的危害。當(dāng)加工中心X軸本已在參考點(diǎn)位置,而進(jìn)行回參考點(diǎn)操作時,這時I32.2初始信號是零,CNC檢測到這種狀態(tài)后,發(fā)出向回參考點(diǎn)方向相反的方向運(yùn)動指令,在零點(diǎn)開關(guān)被釋放,即I32.2為1后,X軸制動后改變方向,以回參考點(diǎn)速度向參考點(diǎn)移動,進(jìn)行上述回參考點(diǎn)的過程。  
  根據(jù)故障現(xiàn)象,懷疑零點(diǎn)開關(guān)被壓下后,雖然X軸已經(jīng)離開參考點(diǎn),但開關(guān)不能復(fù)位。用PLC診斷檢查確認(rèn)判斷正確。  
  詢問操作人員,機(jī)床開機(jī)時各軸都在中間位置,排除了因在參考點(diǎn)位置停機(jī)減速,擋塊持續(xù)壓著零點(diǎn)開關(guān),導(dǎo)致開關(guān)彈簧疲勞失效的故障原因。也說明該減速開關(guān)在關(guān)機(jī)前已經(jīng)失效了。
  仔細(xì)觀察加工過程,發(fā)現(xiàn)每一加工循環(huán)結(jié)束后,加工中心都停止在參考點(diǎn)位置上。這大大增加了零點(diǎn)開關(guān)失效的可能性,增加了故障幾率。這可能是本次故障的真正原因。  
  由于采用CAM軟件編程生成的NC代碼,在程序的結(jié)束(M30)前,大多為G28回參考點(diǎn)格式,故建議數(shù)控編程人員在編制零件加工程序時,在程序結(jié)束(M30)前,加入回各軸中間點(diǎn)的G代碼指令,并去掉G28指令,以減少該類故障的發(fā)生。  
  例2)XH713/4加工中心回參考點(diǎn)出現(xiàn)超程報(bào)警。   該加工中心配用FANUC-OMD控制系統(tǒng),采用半閉環(huán)控制方式,使用增量脈沖編碼器作為檢測反饋元件,回參考點(diǎn)采用擋塊壓零點(diǎn)開關(guān),減速前行,脫離零點(diǎn)開關(guān),開始尋找零點(diǎn)的方式。  
  因CNC的后備電池失效,造成參數(shù)丟失。用計(jì)算機(jī)將備份參數(shù)重新裝入后,再回參考點(diǎn)時出現(xiàn)各軸在行程范圍中間位置處發(fā)生軟限位超程報(bào)警,此時用手動方式移動各軸,既使其機(jī)械位置在行程范圍中間,CRT也顯示各軸位置坐標(biāo)軟限位超程報(bào)警。  
  這是因?yàn)楹髠潆姵厥Ш螅匮b電池開機(jī)時CNC把此時的機(jī)械位置認(rèn)作回參考點(diǎn)位置。   解決的辦法是應(yīng)先將各個軸正向軟限位值設(shè)成最大值,再作三軸回參考點(diǎn),建立正確的機(jī)床零點(diǎn),仍后再將三軸軟限位改為原值。具體步驟如下: 
  1)在OFFSET菜單下,設(shè)置PWE=1。
  2)將CNC參數(shù)NO.700、702、704(X、Y、Z)三軸分別設(shè)為最大值。
  3)將XYZ手動移開機(jī)械原點(diǎn)一定距離。 
  4)在參考點(diǎn)回零模式,各軸手動回參考點(diǎn)。 
  5)仔細(xì)觀察各軸是否在回參考點(diǎn)位置上,特別是與ATC有關(guān)的Z軸。若位置不準(zhǔn)確,重復(fù)3至4步直至準(zhǔn)確。 
  6)將第二步中改過的參數(shù)重新再改回來。 
  7)將PWE重新設(shè)置為零。   這樣,回參考點(diǎn)出現(xiàn)超程報(bào)警的問題就解決了。  
  例3)V560加工中心在使用過程中Z軸回參考點(diǎn)出現(xiàn)軟限位超程報(bào)警。   該加工中心配用FANUC-OIMA控制系統(tǒng),,采用半閉環(huán)控制方式,回參考點(diǎn)采用擋塊壓零點(diǎn)開關(guān),減速前行,脫離零點(diǎn)開關(guān),開始尋找零點(diǎn)的方式。  
  觀察CRT上Z軸顯示6.01,系軟限位超程.經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn),該報(bào)警出現(xiàn)時,手動回參考點(diǎn)的過程還未完成.   在手動回參考點(diǎn)時觀察減速開關(guān)輸入PMC信號DGNX 9.3變化正常,說明減速開關(guān)無問題。將CNC參數(shù)NO.704(Z軸軟限位)設(shè)為最大值99999999,手動回參考點(diǎn)正常。NO.704重新設(shè)定為6000,回參考點(diǎn)又了出現(xiàn)超程報(bào)警。  
  分析:由于減速開關(guān)無問題,而回參考點(diǎn)的過程還未完成,且出現(xiàn)的是軟限位超程。說明擋塊沒有松勁,有可能是減速開關(guān)的位置松勁了。  
  檢查發(fā)現(xiàn),減速開關(guān)的位置的確松勁了,經(jīng)重新調(diào)整減速開關(guān)的位置,并擰緊固定鑼釘,問題解決。  
  但需要說明的是,減速開關(guān)的位置一旦松勁,機(jī)床出廠時原先設(shè)置的絲杠螺距補(bǔ)償參數(shù)就不準(zhǔn)確了。需用激光測量儀重新測量機(jī)床絲杠螺距補(bǔ)償參數(shù)后再作設(shè)置。  
  例4)某臺配備北京KND-100M的數(shù)控銑床,在開機(jī)回參考點(diǎn)時,兩XZ軸正常,但Y軸回參考點(diǎn)時,出現(xiàn)222“Y向伺服準(zhǔn)備未緒報(bào)警”。   分析:根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行針對性的檢查,在檢查到伺服驅(qū)動模塊時,發(fā)現(xiàn)有23號伺服報(bào)警。此時查故障手冊,有如下解釋:  
  1)滾珠絲杠運(yùn)動阻力過大或滾珠絲杠本身有問題。但手動移動檢查未發(fā)現(xiàn)問題。 
  2)伺服電動機(jī)損壞。通過測量其繞阻伺服也未發(fā)現(xiàn)問題 
  3)伺服驅(qū)動模塊帶載能力不夠或損壞,控制扳出現(xiàn)問題產(chǎn)生錯誤報(bào)警。   檢查伺服驅(qū)動模塊,對換相同型號的XY軸伺服驅(qū)動模塊后故障消除。由此可見,此次故障為Y軸伺服驅(qū)動模塊性能不穩(wěn)定或接觸不穩(wěn)。但幾天后又發(fā)生故障,當(dāng)X軸回參考點(diǎn)時又出現(xiàn)212X向伺服準(zhǔn)備未緒報(bào)警。根據(jù)前面的經(jīng)驗(yàn),檢查到伺服驅(qū)動模塊時,又發(fā)現(xiàn)有23號(伺服準(zhǔn)備未緒)伺服報(bào)警。似乎很容易得出結(jié)論為誤判原Y軸(現(xiàn)已更換到X軸)的伺服驅(qū)動模塊已徹底損壞。但為了進(jìn)一步確認(rèn),又一次對換相同型號的XY軸伺服驅(qū)動模塊后故障依然存在,說明此次故障與伺服驅(qū)動模塊無關(guān)。 
  原來,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),X軸正向限位開關(guān)的擋塊已向減速開關(guān)的擋塊方向移動,導(dǎo)致X軸回參考點(diǎn)時,回參考點(diǎn)動作還未完成就已擋到了硬限位開關(guān),從而引起CNC產(chǎn)生以上報(bào)警。  
  經(jīng)重新調(diào)整硬限位開關(guān)的位置,并擰緊固定鑼釘,機(jī)床回參考點(diǎn)恢復(fù)正常。  
3、總 結(jié)  
  數(shù)控機(jī)床回不了參考點(diǎn)的故障是數(shù)控機(jī)床中比較常見的故障之一。而這種故障一般又是由擋塊的松動、減速開關(guān)的失靈、參數(shù)的丟失、軟限位設(shè)置不準(zhǔn)等因素引起的。當(dāng)然,編碼器或光柵尺的損壞以及編碼器或光柵尺的零點(diǎn)脈沖出現(xiàn)問題等等也多會引起回不了參考點(diǎn)的故障,只不過編碼器和光柵尺相對來說可靠性較高,出現(xiàn)故障的概率比較低而已。只要我們掌握數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)的相關(guān)工作原理和設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu),了解其操作方法、動作順序并對故障現(xiàn)象作充分調(diào)查和分析,就一定能找到故障的原因所在,檢查修理,排除故障,最終使機(jī)床恢復(fù)正常。
更多相關(guān)信息