兩大案例解析檢測元件造成的數(shù)控機(jī)床故障

　　數(shù)控機(jī)床測量反饋控制裝置，是通過檢測元件檢測執(zhí)行元件(如電機(jī)、刀架、工作臺(tái)等)的速度和位移。在伺服系統(tǒng)(以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng))中，檢測元件起著重要的作用，它把所測得的信號(hào)經(jīng)過電路反饋回?cái)?shù)控裝置，構(gòu)成半閉環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)，以補(bǔ)償執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差，達(dá)到提高運(yùn)動(dòng)精度的目的。

　　在某種程度上可以說機(jī)床工作精度主要取決與閉環(huán)控制系統(tǒng)中的檢測元件的精度。

　　例1西門子8M系統(tǒng)臥式加工中心正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)床突然停止工作，CRT出現(xiàn)NC報(bào)警104，操作者關(guān)斷電源啟動(dòng)，報(bào)警消除，恢復(fù)正常工作，幾十分鐘后，故障又反復(fù)出現(xiàn)。

　　查詢NC104報(bào)警，表示為：X軸測量閉環(huán)電纜折斷短路，信號(hào)丟失，不正確的門檻信號(hào)不正確的頻率信號(hào)。本機(jī)床的X、Y、Z三軸采用光柵尺對(duì)機(jī)床位移進(jìn)行位置檢測，進(jìn)行反饋控制形成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。

　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，檢測元件如果受到灰塵油污的污染，就會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào)。檢查讀數(shù)頭和光柵尺并沒有受到油污和灰塵污染。隨后檢查差動(dòng)放大器和測量線路板。也未發(fā)現(xiàn)不良現(xiàn)象，經(jīng)過這些工作后。我們把重點(diǎn)放在反饋電纜上，測量反饋端子，發(fā)現(xiàn)13號(hào)線電壓不穩(wěn)，停電后測量發(fā)現(xiàn)隨著電纜擺動(dòng)電阻有較大變化，檢查發(fā)現(xiàn)此線在X軸向隨導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的一段似接非接，造成反饋值不穩(wěn)，導(dǎo)致電機(jī)失步，接線后，故障消除。

　　例2某配套FAGOR8030的立式加工中心。在回參考點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)參考點(diǎn)位置不穩(wěn)定。參考點(diǎn)定位精度差的故障。

　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致脈沖編碼器同步出錯(cuò)的主要原因是編碼器零位脈沖不良或回參考點(diǎn)速度太低。由于檢查參考點(diǎn)零位脈沖需要有示波器，維修時(shí)一般可以先檢查回參考點(diǎn)速度和位置增益的設(shè)置，并確認(rèn)系統(tǒng)的位置跟隨誤差值在1281xm以上。

　　若參數(shù)設(shè)置正確，可能的原因是“零脈沖”信號(hào)不良。由于零位脈沖的信號(hào)脈寬較窄，它對(duì)干擾十分敏感，因此必須針對(duì)以下幾方面進(jìn)行檢查：

　　首先是編碼器的供電電壓必須在5V O.2V的范圍內(nèi)。當(dāng)小于4.75V時(shí)，將會(huì)引起“零脈沖”的輸出干擾。其次，編碼器反饋的屏蔽線必須可靠連接，并盡可能使位置反饋電纜遠(yuǎn)離干擾源與動(dòng)力線路。此外，編碼器本身的“零脈沖”輸出必須正確，滿足系統(tǒng)對(duì)零位脈沖的要求。

　　經(jīng)檢查該機(jī)床在手動(dòng)方式下工作正常，參考點(diǎn)減速速度、位置環(huán)增益設(shè)置正確，測量編碼器5V電壓正常，回參考點(diǎn)的動(dòng)作過程正確。初步判定故障是由于編碼器零位脈沖受到干擾而引起的。檢查發(fā)現(xiàn)，該軸編碼器連接電纜的屏蔽線脫落，連接后，定位精度達(dá)到原機(jī)床要求。

　　經(jīng)常有初學(xué)者問，數(shù)控機(jī)床為什么要回參考點(diǎn)呢?不回參考點(diǎn)不行嗎?簡單地講，回參考點(diǎn)目的是為了每次上電開機(jī)后，在機(jī)床上建立一個(gè)唯一的坐標(biāo)系。因?yàn)樵跈C(jī)床加工完關(guān)斷電源后。數(shù)控系統(tǒng)就失去了對(duì)各坐標(biāo)位置記憶。在接通電源后，就得讓各坐標(biāo)回到機(jī)床一固定位置上，即坐標(biāo)系的零點(diǎn)或原點(diǎn)，也稱作基準(zhǔn)點(diǎn)或者機(jī)床參考點(diǎn)。回參考點(diǎn)操作將直接影響數(shù)控機(jī)床能否正常運(yùn)行。