孫銀娟

摘 要：本文就某加工中心數(shù)控機(jī)床會(huì)參考點(diǎn)故障診斷實(shí)例對(duì)數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)常見故障診斷以及處理策略做出探究，提出若干數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障處理的新思路，以望能夠提升我國(guó)數(shù)控機(jī)床會(huì)參考點(diǎn)故障診斷及處理水平。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;回參考點(diǎn);故障診斷;處理策略

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）19-0060-02

0 引言

機(jī)床廠家為機(jī)床各個(gè)進(jìn)給軸預(yù)先設(shè)置一個(gè)位置，通常這個(gè)位置都會(huì)被設(shè)置在機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)軸的正極限位置，這個(gè)位置就是所謂的機(jī)床參考點(diǎn)。機(jī)床的參考點(diǎn)是進(jìn)行機(jī)床調(diào)整的基準(zhǔn)點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床重要的功能之一就是開機(jī)之后回參考點(diǎn)的操作，若數(shù)控機(jī)床發(fā)生回參考點(diǎn)故障，零件加工的品質(zhì)以及數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率將會(huì)受到直接影響。因此，對(duì)于數(shù)控機(jī)床中回參考點(diǎn)故障進(jìn)行深入的研究，了解回參考點(diǎn)故障的原因以及現(xiàn)象，并對(duì)數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障的排除方式進(jìn)行研究能夠顯著的提升數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率以及零件加工品質(zhì)，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文總結(jié)出常見的故障類型，針對(duì)性的提出了若干排除數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障的幾種策略，并用真實(shí)數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障維修實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，以望能夠切實(shí)提升數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率以及零件加工質(zhì)量。

1 數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)常見的故障類型以及其產(chǎn)生原因

對(duì)于以往眾多數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的回參考點(diǎn)故障進(jìn)行分析，我們可以總結(jié)出數(shù)控機(jī)床常見的故障類型如下[1]：

（1）數(shù)控機(jī)床進(jìn)行手動(dòng)會(huì)參考點(diǎn)的過(guò)程中，無(wú)法準(zhǔn)確找出范考點(diǎn)或者參考點(diǎn)出現(xiàn)超程報(bào)警時(shí)，則應(yīng)當(dāng)考慮是否是因?yàn)榛貐⒖键c(diǎn)位置調(diào)整不當(dāng);導(dǎo)軌平行度、導(dǎo)軌與壓板面平行度和導(dǎo)軌與絲杠的平行度超差幾何精度超差類機(jī)床故障;機(jī)床電氣原件故障，如有油漬污染出現(xiàn)于光柵尺上;數(shù)控系統(tǒng)控制檢測(cè)放大的線路板出現(xiàn)故障;減速開關(guān)長(zhǎng)時(shí)間使用出現(xiàn)短路或者是損壞。（2）數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)回參考點(diǎn)位置不準(zhǔn)確，隨機(jī)發(fā)生變化則應(yīng)當(dāng)考慮是否是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床某部位脈編碼器反饋信號(hào)線被屏蔽引發(fā)的干擾;數(shù)控機(jī)床供電電壓不穩(wěn)定或者是數(shù)控機(jī)床某部位脈沖編碼器自身出現(xiàn)故障;伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)不良或者是零脈沖不良;鋼珠絲杠間隙增大或者是聯(lián)軸器出現(xiàn)松動(dòng)等機(jī)械方面故障。（3）當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)回參考點(diǎn)位置不準(zhǔn)確，發(fā)生單個(gè)或者多個(gè)螺距偏移或者是原點(diǎn)位置偏移的故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮是否是因?yàn)闇p速擋塊過(guò)短，減速開關(guān)與減速擋塊安裝不合理導(dǎo)致減速信號(hào)與零脈沖信號(hào)之間距離過(guò)近;零脈沖不良;參考點(diǎn)減速信號(hào)不良;機(jī)械安裝未到位，減速擋塊固定不夠牢固產(chǎn)生位移引起零脈沖初始點(diǎn)發(fā)生位移等原因?qū)е隆?/p>

2 數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障的解決策略

經(jīng)過(guò)分析我們能夠發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)回參考點(diǎn)故障的原因多種多樣。但是對(duì)其進(jìn)行針對(duì)處理的過(guò)程中，我們依然要遵循先機(jī)械后電氣的原則，采取正確的方法與步驟，就能夠?qū)崿F(xiàn)快速確定故障，診斷故障以及排除故障，確保數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定的運(yùn)行[2]。當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)回參考點(diǎn)故障時(shí)應(yīng)當(dāng)按照以下的步驟去解決故障：

（1）當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障的時(shí)候不能著急進(jìn)行維修，要對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行了解，掌握故障信息之后在進(jìn)行故障診斷排除。維修人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)查看故障記錄，向現(xiàn)場(chǎng)的工作人員了解故障發(fā)生時(shí)數(shù)控機(jī)床的具體情況，在了解故障出現(xiàn)全過(guò)程，并且對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行通電，確保其不存在安全隱患的基礎(chǔ)上通電進(jìn)行觀察，進(jìn)一步分析故障原因。（2）結(jié)合回參考點(diǎn)的相關(guān)原理知識(shí)對(duì)相關(guān)的故障進(jìn)行分析，認(rèn)真總結(jié)故障記錄中記載的故障記錄以及維修幾率，對(duì)故障的大致原因以及位置進(jìn)行初步判定，制定最初的故障排除方案。（3）要根據(jù)設(shè)定的故障排除方案借助相關(guān)的設(shè)備對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行逐級(jí)的檢測(cè)，對(duì)故障部位進(jìn)行定位，根據(jù)實(shí)際情況采取最合理的故障排除方式，將數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障盡快排除，盡快是數(shù)控機(jī)場(chǎng)恢復(fù)運(yùn)行。（4）要對(duì)故障的維修資料進(jìn)行整理，不僅僅可以提升維修經(jīng)驗(yàn)，還能夠提升維修人員業(yè)務(wù)水平，為日后數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障的修理提供參考。

3 數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障維修實(shí)例

3.1 案例一：Y軸可以進(jìn)行回參考點(diǎn)操作，找不到相應(yīng)參考點(diǎn)

某加工中心數(shù)控機(jī)床操作人員在日常開機(jī)進(jìn)行回參考點(diǎn)操作的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該數(shù)控機(jī)床的y軸參考點(diǎn)雖然可以進(jìn)行回參考點(diǎn)的動(dòng)作，但是參考點(diǎn)不能有直接找到，要想停止操作只有等與y軸限位開關(guān)，數(shù)控機(jī)床自身的系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)該機(jī)床會(huì)參考點(diǎn)錯(cuò)誤報(bào)警。工作人員發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題及時(shí)向維修人員反應(yīng)，經(jīng)過(guò)維修人員的排查對(duì)故障進(jìn)行分析得出如下結(jié)論：由于該加工中心采用的是FANUC的操作系統(tǒng)，對(duì)故障進(jìn)行檢查和分析可知，數(shù)控機(jī)床的y軸依然能進(jìn)行回參考點(diǎn)的操作說(shuō)明基本上可以排除數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)以及伺服系統(tǒng)故障;因此應(yīng)當(dāng)對(duì)于回參考點(diǎn)相關(guān)的電氣元件進(jìn)行檢查，維修人員發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有松動(dòng)的現(xiàn)象出現(xiàn)在電子元件的安裝部位，安裝一切正常，但是觀察I/O接口的狀態(tài)指示，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有參考脈沖信號(hào)送入?yún)⒖济}沖輸入口，因此，維修人員懷疑是傳輸線以及脈沖編碼器存在故障。經(jīng)過(guò)對(duì)傳輸線以及脈沖編碼器的仔細(xì)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)回參考點(diǎn)故障的原因就是因?yàn)殡姎庠}沖編碼器損壞，不能發(fā)出脈沖信號(hào)。維修人員及時(shí)的更換了脈沖編碼器，則故障解除，數(shù)控機(jī)床恢復(fù)正常的回參考點(diǎn)操作[3]。

3.2 案例二：z軸尺寸超差，毫無(wú)規(guī)律，系統(tǒng)無(wú)任何現(xiàn)實(shí)

在某加工中心數(shù)控機(jī)床操作人員進(jìn)行日常工作的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，數(shù)控機(jī)床加工尺寸z軸的方向不太穩(wěn)定，呈現(xiàn)出沒(méi)有規(guī)律的尺寸超差，同時(shí)系統(tǒng)界面并無(wú)任何顯示與反應(yīng)，數(shù)控機(jī)床加工出的很多零件都屬于報(bào)廢品，造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。操作人員發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障第一時(shí)間反應(yīng)給維修人員，維修人員對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的詢問(wèn)，得知該數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行回參考點(diǎn)時(shí)整個(gè)過(guò)程區(qū)域正常，但是呈現(xiàn)出不穩(wěn)定的加工尺寸和沒(méi)有規(guī)律的故障現(xiàn)象，因此可以初步排除伺服控制部分以及機(jī)械傳動(dòng)部分出現(xiàn)故障，這種故障是一種隨機(jī)性的故障，并不是由于系統(tǒng)原因，而是因?yàn)椴环€(wěn)定因素作用對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生作用并出現(xiàn)故障。維修人員對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行了進(jìn)一步的檢查發(fā)現(xiàn)，初步估計(jì)的伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及控制系統(tǒng)的控制脈沖也的確正常。維修人員懷疑該數(shù)控機(jī)床中出現(xiàn)的不穩(wěn)定因素應(yīng)當(dāng)是機(jī)械部分的某一個(gè)原件松動(dòng)以及電子元件工作性能的穩(wěn)定性受到了影響。為了充分?jǐn)?shù)控機(jī)床故障診斷時(shí)先機(jī)械后電機(jī)的診斷原則，維修人員對(duì)機(jī)械控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)先檢查，直接發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)的螺絲鉚釘出現(xiàn)在開關(guān)軸部壓塊上面，進(jìn)而導(dǎo)致在進(jìn)行機(jī)械加工的過(guò)程中壓塊位置毫無(wú)規(guī)律的進(jìn)行移動(dòng)，整個(gè)回參考點(diǎn)開始出現(xiàn)隨機(jī)性的移動(dòng)，z軸位移尺寸超過(guò)了預(yù)設(shè)的尺寸，帶故障運(yùn)行時(shí)所加工的所有零點(diǎn)都處于報(bào)廢狀態(tài)。維修人員對(duì)壓塊位置進(jìn)行重新的調(diào)整與緊固之后，z軸運(yùn)行回歸正常，故障消除[4]。

3.3 案例三：某工廠數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)偶發(fā)性回參考點(diǎn)不準(zhǔn)確故障

對(duì)這種故障進(jìn)行深入的分析可以得知：由于該數(shù)控機(jī)床采用的是840D的操作系統(tǒng)，在進(jìn)行回參考點(diǎn)操作的過(guò)程中，z軸能夠正常操作，但是x軸的啟動(dòng)刀架向x軸參考點(diǎn)進(jìn)行移動(dòng)的過(guò)程時(shí)遇到減速開關(guān)出現(xiàn)反向位移的情況。維修人員懷疑該數(shù)控機(jī)床的x軸位置的脈沖編碼器不能及時(shí)的將脈沖信號(hào)發(fā)送至數(shù)控系統(tǒng)中，為了證實(shí)這個(gè)猜想，維修人員暫時(shí)將840D系統(tǒng)中的10000參數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，1600號(hào)參數(shù)中&MD_ALARM_MASK_POWER_ON中的第8位就是編碼器監(jiān)測(cè)標(biāo)志位，將設(shè)x軸為Y軸，觀察系統(tǒng)主軸上界面顯示發(fā)現(xiàn)x軸在進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中數(shù)值一直在不斷變大，但是系統(tǒng)中參數(shù)值總顯示為零。因此，維修人員確定是x軸位置上的脈沖編碼器不能及時(shí)發(fā)送脈沖信號(hào)致系統(tǒng)中，猜想完全正確。維修人員將編碼器換成3500Hz/r的編碼器，在將數(shù)控機(jī)床的參數(shù)調(diào)回原來(lái)數(shù)值，數(shù)控機(jī)床中的故障直接消失。

3.4 案例四：回參考點(diǎn)過(guò)程中系統(tǒng)報(bào)警

某數(shù)控車床在進(jìn)行回參考點(diǎn)操作的過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床操作人員發(fā)現(xiàn)該840D系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床，當(dāng)數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)操作是z軸出現(xiàn)超程的情況下，系統(tǒng)監(jiān)控頁(yè)面出現(xiàn)，但是由于機(jī)床出現(xiàn)300508報(bào)警。數(shù)控機(jī)床操作人員及時(shí)向維修人員進(jìn)行反應(yīng)，并將故障發(fā)生過(guò)程的情況詳細(xì)的向維修人員進(jìn)行了講述，維修人員隨后對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行故障維修。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)操作人員的講解以及故障顯示，數(shù)控機(jī)床x軸參參考點(diǎn)能夠進(jìn)行正常的動(dòng)作，但是z軸在進(jìn)行回參考點(diǎn)的過(guò)程中當(dāng)觸碰到零點(diǎn)開關(guān)之后，有明顯的減速現(xiàn)象，但是運(yùn)動(dòng)在觸碰到限位開外之前都保持繼續(xù)，因此數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)畫面顯示超程故障報(bào)警。由于300508報(bào)警大多數(shù)情況下都是因?yàn)樗欧Ⅱ?qū)動(dòng)電機(jī)等相關(guān)位置的報(bào)警。因此維修人員首先判斷該故障并不是發(fā)生在數(shù)控機(jī)床的零點(diǎn)開關(guān)中，產(chǎn)生故障的部位應(yīng)當(dāng)是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部分，其中檢測(cè)元件故障的可能性較高。維修人員使用相關(guān)的示波器進(jìn)行檢查，可以發(fā)現(xiàn)原件編碼器并不會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)脈沖，以此可以斷定是因?yàn)閿?shù)控機(jī)的編碼器出現(xiàn)了故障導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)回參考點(diǎn)超程故障。維修人員對(duì)伺服電機(jī)的內(nèi)置編碼器進(jìn)行了更換，數(shù)控機(jī)床隨即恢復(fù)正常。

3.5 案例五：回參考點(diǎn)位置不標(biāo)準(zhǔn)故障

當(dāng)某數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行回參考點(diǎn)操作的過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床每次的回歸實(shí)際位置都不一樣，出現(xiàn)一個(gè)柵點(diǎn)或者是一個(gè)螺距的位置漂移，同樣這種情況并不固定，整個(gè)數(shù)控機(jī)床的情況時(shí)好時(shí)壞，發(fā)生回參考點(diǎn)位置不確定故障也沒(méi)有固定的規(guī)律。當(dāng)操作人員向維修人員進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)候，維修人員先對(duì)故障大體情況進(jìn)行了解，得知數(shù)控機(jī)床每次回零的實(shí)際位置不同，并且位置大多數(shù)都是一個(gè)柵點(diǎn)或者是一個(gè)螺距。因此，維修人員懷疑是因?yàn)闇p速擋塊或者是減速開關(guān)的安裝不合理的這種機(jī)械故障所導(dǎo)致的回零故障，同時(shí)不排除因?yàn)榛貐⒖键c(diǎn)開關(guān)不良或者是參數(shù)變化這種電氣原因而導(dǎo)致的回零位置不標(biāo)準(zhǔn)狀況。因此，維修人員在開展維修的過(guò)程中遵循先機(jī)械后電氣的原則進(jìn)行檢測(cè)，先將減速擋板與減速開關(guān)的位置進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在檢查減速仿版的長(zhǎng)度，發(fā)現(xiàn)減速擋板長(zhǎng)度并不符合要求，因此維修人員對(duì)減速擋板進(jìn)行更換，數(shù)控機(jī)床故障消除。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，開機(jī)后的基本操作就是回參考點(diǎn)操作，這也是數(shù)控機(jī)床經(jīng)常發(fā)生的故障之一，能夠?qū)е聰?shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障的原因有很多。因此，在排除數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)采取合理爭(zhēng)取的方法，嚴(yán)格遵循排除故障的基本原則，實(shí)現(xiàn)快速化的故障排除，為數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率做出保障。

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