機床參數排除機床故障實例

摘要：介紹了數控機床日常維修中常見的故障點及排故方法，列舉了日常工作中幾個通過調整機床參數加以排除的典型故障。

關鍵詞：數控機床，機床參數，排故方法

引言：在我國數控加工已成為各行業加工制造的主要手段，因此如何快速高效的診斷并排除數控機床的各種故障也越來越重要。數控機床故障現象紛繁復雜，故障點總結起來主要有機械傳動部分、液壓氣動部分、傳感檢測部分等；在進行故障排查時一般要遵循先易后難、先靜后動的原則，首先要認真分析準確判定故障點后在進行操作。目前主流的數控系統都有著豐富的機床參數，在排故過程中，有效的利用這些參數會起到事半功倍的效果，以下是日常工作中幾個典型的故障現象。

故障實例1：一臺采用Fanuc 0td系統型號為CK7520的車床，出現Z軸正向軟限位超程報警，但是機床實際并不處在超程位置。對于數控機床出現軟限位超程報警一般要從以下兩種情況進行分析：

1）、 機床已正常完成返回參考點動作，機床在加工或移動時坐標位置確實超出預先設定的極限值。這時需要向和超程反方向移動機床至限位值內即可解除報警；還有一些機床當發生該報警時切斷伺服導致急停，就需要將超程坐標的軟限位極限的設定值適當放大來解除報警后再反方向移動機床至正常位置。

2）、發生報警的坐標軸并未處于超程位置，這時有兩種情況：機床未完成返回參考點動作或由于其他原因導致機床未正確完成返回參考點動作（這時雖然機床已經顯示回零但位置并不正確）而導致發生超程報警。第一種情況下這種情況下通常會伴隨返回參考點失敗報警提示。這時首先要通過參數將出現報警的坐標軟限位值放大至無窮大（通常設定為999999999）后完成返回參考點動作使機床正確建立坐標原點后報警就可解除。而對于第二種情況就要檢查零點檢測擋塊是否存在松動導致位置竄動或回零開關信號受到干擾發生誤動作使得機床回零時發生錯誤，建立了不正確的坐標原點。

排故方法：該機床發生軟限位超程報警時會切斷整個伺服，所以首先要將軟限位設定極限參數值放大至無窮大后反向移動機床來確保機床Z軸所處位置在正常加工范圍內。當確認機床Z軸所處位置后恢復限位參數時發現機床仍舊報警。這種情況下應該考慮是由于機床在上次斷電時錯誤建立了坐標原點，機床坐標記憶位置超出導致報警。重新放大參數后來完成機床返回床參考點動作，這時發現機床操作面板上顯示數值發生變化而機床Z軸實際位置并未發生改變，無法完成回零動作。該機床系半閉環控制系統，采用電機同軸的脈沖編碼器作為位置檢測。出現這種情況而機床卻未發生位置超差報警說明機床伺服及驅動電機正常，而機械傳動部分沒有動作，應當是電機與絲杠連接處脫開，判斷聯軸節存在問題。檢查電機與絲杠的連接發現果然是聯軸節損壞，更換聯軸節后再次回零后恢復限位參數后機床交付。

故障實例：2：一臺采用SIEMENS 840D系統的龍門銑床在加工時發現工件Y向超差。

故障分析： 發生工件超差首先要檢查機床的定位精度與重復定位精度，檢查機床反向間隙是否過大，檢查機床零點開關是否松動，檢查絲杠連接是否牢靠。對以上各項進行檢查后并不存在問題。對比之前加工的和個零件后發現以前該機床加工工件較小，范圍一般處于Y向中間位置，而發生故障時所加工工件較大，需要在在Y向端頭附近進行加工。而發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量可發現在一點出表的指針有大幅度跳動。考慮到機床為新調試設備，機械存在故障的可能性較小，應該是由于系統螺距補償不當所致。

排故方法：在NC-active –date中選擇Meas.-system-error-comp.文件夾打開后選中Y軸補償文件，這是一個ini文件格式必須復制粘貼為加工程序即*.mpf文件才可以修改并執行。該補償文件在Y向有12個補償點，間隔200mm，對比各個補償點的補償值時發現在第10個點的補償值和其它點的補償值差異特別大。其它個點一般為0.01～0.13mm，而該點補償值為1.0mm，西門子840D系統采用線性補償的方法，其相鄰各點的補償值差異很小。再對比其相鄰的補償值（分別為0.09mm和0.12mm）可以判定是由于在補償時輸入有誤將0.10mm寫成1.0mm而導致螺距補償在該點出錯。將此處補償值改為0.10mm，修改機床參數MD32700=0，將該補償文件作為零件程序執行一次。設MD32700=1，NCK Reset，軸返回參考點使新的補償值生效，再次用百分表檢測突跳消失，機床正常。

故障實例：3：一臺采用SIEMENS 840D系統的加工中心Y軸光柵零點丟失，機床不能建立參考點。

故障分析： 數控機床在自動加工之前必須進行返回參考點的動作以保證其工件原點不出現偏差，因此采用增量式編碼檢測元件的機床在進行開關機操作后必須完成返回參考點的操作步驟否則不能進行下一步的操作。針對這一故障現象，有以下幾個方法可以解決：

1）、直接將機床參數Md 20700：未返回參考點NC啟動被禁止設置為“0”，保持機床24小時開機狀態，通過操作人員只進行工件原點的偏執來進行加工。該方法對操作人員要求高，如有不慎會造成工件損傷甚至設備事故風險性大，不提倡這種排除方法。

2）通過修改PLC程序及相關系統參數，對機床Y軸采用半閉環的控制方法來解決。這種方法需要安裝機械擋塊，修改機床參數Md 30200（編碼器個數）由“2”改為“1”，將PLC參數db32.dbx1.5為“1”激活第一測量循環；重新設計機床PLC程序和相關電路并連接線路。該方法工程量較大，同時由于采用了半閉環控制方式，絲杠的制造誤差及電機絲杠經過聯軸節傳動額誤差都會對機床精度造成影響，不推薦這種方法。

3）、修改機床建立參考點的方式并修改相關零點偏置，輔以機械擋塊的方式來完成機床參考點及工件原點建立，等待新的備件采購回來后再恢復相關參數。這種方法可靠性可靠、機床精度有保證并且操作簡便。在機床上電后按照正常操作來完成機床其它坐標參考點的建立，在對Y軸進行參考點建立之前需要將其手動定為至事先在機床床面上安裝的位置擋塊處，按下Y軸正方向鍵機床參考點就會建立，并且顯示參數Md 34100中設定的坐標值。

排故方法：相比較采用了第三種法案來解決這一故障現象，具體方法如下：

通過修改參數Md 34200（返回參考點方式）由“1”改為“0”：增量方式且立即建立參考點，Md 34110（返回參考點順序）由“3”改為“0“：不參與一鍵自動返回參考點方式。執行Y軸參考點的建立動作后機床會顯示已經建立參考點并且顯示當前坐標值為“0”。由于此時機床會隨機在當前位置建立參考點因此在執行上述過程之前應該在床面安全位置處做一個類似回零擋塊作用的標記來保證原點建立的正確性。同時根據刀庫換刀時Y軸的實際位置進行回零后的偏置量，有兩個參數能實現這一目的，參數Md 34090（參考偏置）：機床會在建立零點后在按照該參數值運行一段距離后停止并且顯示當前坐標值為“0”；參數Md 34100（參考點位置）：建立參考點后機床顯示坐標值為該參數值。在初次回零后通過機械測量的方法來確定換刀時Y軸的位置，記錄并其坐標再經過計算將正確值寫入34100，上述故障排除。

參考文獻：[1]Fanuc 0 維修說明書Beiing-Fanuc Ltd，1999

[2] SINUMERIK 840D 簡明調試指南，2002