馮 強(qiáng)

(天津市第一輕工業(yè)學(xué)校,天津市 300131)

數(shù)控機(jī)床“參考點(diǎn)故障”原因及故障排除方法

馮 強(qiáng)

(天津市第一輕工業(yè)學(xué)校,天津市 300131)

機(jī)床回參考點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床的重要功能之一,能否正確地返回參考點(diǎn),不但影響機(jī)床的穩(wěn)定性,更重要的還會影響到零件的加工精度及加工尺寸的穩(wěn)定性。因此,通過分析參考點(diǎn)故障以確定更好的解決方法和策略。

數(shù)控機(jī)床;參考點(diǎn)故障;原因;排除方法

機(jī)床參考點(diǎn)是建立機(jī)床坐標(biāo)系的基準(zhǔn)點(diǎn),只有正確地返回機(jī)床參考點(diǎn)才能建立起正確的機(jī)床坐標(biāo)系,在機(jī)床坐標(biāo)系下通過對刀建立起工件坐標(biāo)系。在工件坐標(biāo)系中,按事先編好的程序加工出符合零件圖紙要求的零件。

可見,機(jī)床返回參考點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床的重要功能之一,能否正確地返回參考點(diǎn),不但影響機(jī)床的穩(wěn)定性,更重要的還會影響到零件的加工精度及加工尺寸的穩(wěn)定性,甚至?xí)霈F(xiàn)撞車事故。因此,分析和排除回歸參考點(diǎn)故障問題是非常必要的。對數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障分析是在確定了回參考點(diǎn)方式下準(zhǔn)確診斷出來的,并加以及時(shí)排除,從而進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的開動率和可靠性。

以下就導(dǎo)致“參考點(diǎn)故障”典型故障原因作出分析和故障排除措施。

一、手動回零時(shí)不減速,并伴隨超程報(bào)警

1.故障原因分析

當(dāng)選擇了回參考點(diǎn)方式(回零)后,按下某個(gè)軸的方向按鈕[+X],此時(shí)如果機(jī)床能夠快速向參考點(diǎn)方向移動,則說明方式選擇信號通過PMC接口通知了CNC。此后如果沒有減速現(xiàn)象出現(xiàn),并且還伴隨超程報(bào)警,則說明在執(zhí)行到圖1時(shí)序邏輯圖b的時(shí)候出現(xiàn)了問題——減速開關(guān)信號(3 DECn)沒有通知到CNC。

這時(shí)要關(guān)注以下兩個(gè)環(huán)節(jié),減速開關(guān)進(jìn)油或進(jìn)水,信號失效,I/O單元之前就沒有信號;減速開關(guān)正常,但PM C診斷畫面沒有反應(yīng),雖然信號已經(jīng)輸入系統(tǒng)接口板,但由于I/O接口板或輸入模塊已經(jīng)損壞,出現(xiàn)故障。由于減速開關(guān)在工作臺的下方,工作條件比較惡劣(水、油、鐵屑侵蝕),嚴(yán)重時(shí)引起24V短路,損傷接口板,從而導(dǎo)致上述兩種情況時(shí)有發(fā)生。

2.故障排除方法

首先檢查接口電路板是否已經(jīng)損壞,如果發(fā)現(xiàn)必須要進(jìn)行更換或修復(fù),同時(shí)要注意在問題解決之后,必須檢查引起上述故障現(xiàn)象的原因,及時(shí)地清理鐵屑、水、油等雜物,注意對機(jī)床的日常保養(yǎng)維護(hù),改善機(jī)床部件的工作環(huán)境。

二、手動回零有減速動作,伺服軸找不到零點(diǎn)

1.故障原因分析

從時(shí)序圖可知,FANUC數(shù)控系統(tǒng)尋找參考點(diǎn)一般是在減速開關(guān)抬起后尋找第一個(gè)一轉(zhuǎn)信號(參考圖2一轉(zhuǎn)脈沖),此時(shí)如果一轉(zhuǎn)信號缺失,就會出現(xiàn)90#報(bào)警—找不到參考點(diǎn)。

圖2 脈沖編碼器A相B相及一轉(zhuǎn)脈沖

那么以下幾種情況均容易引起柵格信號缺失,編碼器被污染,如進(jìn)水進(jìn)油;反饋信號線受外部信號干擾;反饋電纜信號衰減;編碼器接口電路故障、器件老化;伺服放大器接口電路故障。

上述前三種故障原因是維修中常遇到的現(xiàn)象,分析這一故障的關(guān)鍵點(diǎn)是“一轉(zhuǎn)信號”。數(shù)控系統(tǒng)一旦找到這一信號,返回參考點(diǎn)即告完成。

許多現(xiàn)場技術(shù)人員由于對于FANUC返回參考點(diǎn)的工作原理及過程不是很了解,往往找不到問題的關(guān)鍵。這里有一個(gè)表面現(xiàn)象常常會使維修工程師感到疑惑,脈沖反饋有PCA/3 PCA、PCB/3 PCB及PCZ/3 PCZ,所以會錯(cuò)誤地認(rèn)為,既然機(jī)床的伺服軸能夠正常地移動,哪么反饋裝置一定沒有問題。其實(shí)不然,伺服軸在常規(guī)運(yùn)動時(shí),位置環(huán)和速度環(huán)主要取決PCZ/3 PCZ、PCB/3 PCB和格雷碼信號,而僅在尋找參考點(diǎn)的時(shí)候才能采集PCZ信號,另外由于PCZ是窄脈沖,所以在同樣的污染環(huán)境下,有時(shí)候PCA/3 PCA、PCB/3 PCB可以正常工作,但是PCZ/3 PCZ信號已經(jīng)達(dá)不到門檻電壓或波形嚴(yán)重失真。這就是為什么脈沖編碼器信號可以正常工作,唯獨(dú)“柵格”信號不好的原因。信號波形圖如圖3所示。

圖3 一轉(zhuǎn)脈沖信號波形圖

2.故障二排除方法

首先檢查24V電源模塊的保險(xiǎn)是否熔斷,編碼器接口電路板及輸入模塊是否已經(jīng)損壞。如果有問題,則必須要進(jìn)行更換或修復(fù)。但要注意在問題解決之后,必須檢查引起上述故障現(xiàn)象的原因,檢查編碼器是否進(jìn)水或進(jìn)油,若發(fā)現(xiàn)是該原因,要及時(shí)地進(jìn)行編碼器的密封處理,以及改善編碼器的工作環(huán)境,及時(shí)地清理鐵屑,注意對編碼器的日常保養(yǎng)維護(hù)。非上述原因,則要檢查反饋電纜,主要采用萬用表電阻檔來測量電纜兩端的通斷。如果沒有問題,接下來采用更換法更換脈沖編碼器及伺服放大器,以確定脈沖編碼器和伺服放大器的好壞。如果尋找到故障點(diǎn),應(yīng)對相應(yīng)的硬件進(jìn)行更換或維修。

若未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn),最后確定故障是由反饋信號線受外部信號干擾及反饋電纜信號衰減造成的,主要方法是加強(qiáng)信號線的屏蔽防止干擾信號,盡量縮短反饋電纜的長度,降低線間電阻大小,提高信號幅值。

三、數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)300#報(bào)警

1.故障原因分析

當(dāng)更換電機(jī)或伺服放大器后,由于反饋線與電機(jī)航空插頭脫開,或電機(jī)反饋線與伺服放大器脫開,必將導(dǎo)致編碼器電路與電池脫開,S-RAM中的位置信息即刻丟失。在開機(jī)后會出現(xiàn)300#報(bào)警,需要重新建立參考點(diǎn)。

由于絕對位置信息是依靠伺服放大器中的電池保護(hù)數(shù)據(jù),絕對零點(diǎn)丟失的原因,即300#報(bào)警的原因如下,絕對位置編碼器后備電池掉電;更換編碼器或伺服電機(jī);更換伺服放大器;反饋電纜脫離伺服放大器或伺服電機(jī)。

2.故障三排除方法

首先,檢查反饋線與電機(jī)航空插頭、電機(jī)反饋線與伺服放大器是否連接完好,同時(shí)檢查絕對位置編碼器后備電池是否有電。方法是利用萬用表的直流電壓檔進(jìn)行檢查。其次,確認(rèn)絕對位置編碼器后備電池良好,進(jìn)行零點(diǎn)重新設(shè)置,即可恢復(fù)參考點(diǎn)。

[1]BEIJING-FANUC 0i-C BEIJING-FANUC 0i Mate-C維修說明書[Z].北京發(fā)那科機(jī)電有限公司,2006.

[2]宋松.FANUC Oi系列數(shù)控系統(tǒng)維修診斷與實(shí)踐[M].沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2008.

[3]劉漢濱.淺談數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)與故障排除[J].機(jī)械管理開發(fā),2006,(5).

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[5]張建鋼,胡大澤.數(shù)控技術(shù)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2000.

Reason of“Ref erence Point Fault”of NC Machine and Its Exclusion Method

FENG Qiang

(Tianjin First Light Industry School,Tianjin 300131 China)

Machine’s returning reference point is one of the important f unctions for NC machine.Whether the reference point is returned correctly not only influences the stability of the machine,but al2 so influences the machining accuracy and size of the part more importantly.Therefore,the best solution and strategy can be determined via diagnosing the f ault of the reference point.

NC machine;f ault of reference point;reason;method of f ault exclusion

TH164

A

1673-582X(2010)02-0021-03

圖1 數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)的時(shí)序邏輯圖

2009-10-12

馮強(qiáng)(1978-),男,天津市人,天津市第一輕工業(yè)學(xué)校講師,主要從事機(jī)電一體化、數(shù)控專業(yè)教學(xué)和實(shí)訓(xùn)工作。