數控龍門鏜銑床ATT識碼系統維修探討

劉清

（中國石油集團濟柴動力有限公司成都壓縮機分公司，四川 成都 610100）

2017年5月我公司一臺數控龍門鏜銑床，加工過程中，出現在1號直角附件銑頭無法轉位的問題。當轉位程序進行到附件系統識別的M49指令時，發生停頓，無法讀取銑頭數據，程序不能繼續往下執行。該機床為某機床廠生產的XKA2425×60型數控龍門鏜銑床，此時需要操作的附件銑頭為XHA2430×80-92B型直角附件銑頭。數控系統采用的是SINUMERIK 840DSL系統，附件銑頭的轉位程序，由操作者在界面里輸入附件銑頭號和轉位角度后，系統自動生成，可以排除軟件問題，因此初步診斷為該機床的附件銑頭識碼系統硬件部分出現故障，造成附件銑頭度數無法讀取。

該機床的附件銑頭識碼系統，采用的是CONTRINEX瑞士科瑞公司一套專用傳感器。科瑞公司的產品，以長檢測距離、小型化、全金屬封裝等為特色。該機床的附件銑頭識碼系統如圖1。在該系統中，附件銑頭的銑頭號及附件頭角度信息存儲在載碼器上，分別安裝在附件銑頭上端面0°、90°、180°、270°的方向上，識別器安裝在主軸的端面上與載碼器的相對位置。識別器通訊網關負責為識別器提供直流24V電源，并利用MPI電纜與數控系統NC通訊。在系統正常工作時，識別器讀取載碼器的信息，通過通訊網關，傳送給數控系統NC，協助機床數控系統完成對附件銑頭號及角度的識別。同時，我們也可以通過這套系統將附件銑頭號及角度的信息，從數控系統寫入載碼器芯片。

圖1 附件頭識別系統

針對該機床1號直角附件銑頭無法轉位的故障，我們將數控系統復位，手動操作將機床1號附件銑頭放回，再抓取2號附件銑頭，進行轉位操作，發現2號銑頭動作正常。因此可以判斷識別系統的識別器及通訊網關工作正常，問題應出在1號銑頭的載碼器芯片上。

通過SIMATIC Manager S7-300軟件，我們查閱機床PLC程序，了解到下列關于本機床附件銑頭識別系統所涉及的內部參數有：DB99.DBX 66.6 （附件頭碼封鎖標志位）、 DB305.DBW74 (寫入的附件頭號 )、DB305.DBW76 (寫入的附件頭角度 )、DB305.DBX80.0 (讀取 OK)、DB305.DBX80.1 (讀取錯誤 )、DB305.DBX80.2 (寫入 OK)、DB305.DBX80.3 （寫入錯誤 )、DB305.DBX80.4 (報警：需檢查硬件 )、DB305.DBW196 (讀取附件頭號 )、DB305.DBW198(讀取附件頭角度 )、DB305.DBX260.0 (識別器已經識別 )。

我們將1號銑頭上的載碼器分別取下，用手將載碼器貼在主軸端面識別器上，此時DB305.DBX260.0應為1，表示載碼器上信息，識別器可以識別。如果DB305.DBX260.0應為0，表示無法識別載碼器上信息，則可能是載碼器芯片上信息丟失或者是芯片損壞。在檢查過程中，我們發現1號附件銑頭0角度載碼器異常，我們先用M49指令，對芯片信息進行讀取，系統無法讀取到數據，且DB305.DBX80.1為1，表示讀取錯誤。讀取多次后，DB305.DBX80.4為1，提示檢查硬件。為了判斷是否是芯片信息丟失的問題，我們還需要對載碼器芯片進行重新寫入操作。我們在機床PLC程序中查詢到關于機床附件銑頭ATT調試寫入附件銑頭ATT號碼和角度值時使用的程序，正常情況需要進行如下操作。

第一步：先將DB99.DBX66.6置1，但切記完成寫入后一定要將該參數清零；

第二步：將附件頭號碼寫入到DB305.DBW74里，附件頭角度寫入到DB305.DBW76里；

第三步：用手將載碼體，貼在主軸端面識別器上，此時 DB305.DBX260.0 為 1，按下寫入按鍵 I7.6，即寫入OK，信號位DB305.DBX80.2為1，拿開芯片；

第四步：再貼上，在機床MDA方式下通過M49指令或者自定義按鍵來讀取數據，DB305.DBW74和DB305.DBW76內的數據自動被傳入到DB305.DBW196 、 DB305.DBW198中，讀OK信號DB305.DBX80.0為1，即完成寫入、讀取功能。

按照上面的步驟，我們先將DB99.DBX66.6置1，再將附件頭號碼“1”寫入到DB305.DBW74里，附件頭角度“0”寫入到DB305.DBW76里；然后用手將載碼體，貼在主軸端面識別器上，此時DB305.DBX260.0 為 0，按下寫入按鍵 I7.6，DB305.DBX80.3為1，芯片寫入錯誤，連續寫入幾次后，DB305.DBX80.4為1，提示檢查硬件。因此得出結論，該載碼器芯片硬件已經損壞，已無法進行讀寫操作，需要更換。購買到新的載碼器芯片，按照正常情況下步驟寫入載碼器芯片信息，1號銑頭恢復正常，可以進行轉位操作。

2017年8月，我公司另外一臺同廠生產同型號的的數控龍門鏜銑床，所有的附件銑頭都出現角度無法識別，無法轉位的故障。在初步排除操作和程序上的軟件問題以后，我們把重心還是放在對附件銑頭識碼系統硬件部分的檢查上。由于是所有的附件銑頭都出現不能識別的情況，所以，我們應可以暫時排除附件銑頭上載碼器芯片的問題，于是先檢查識別系統直流24V電源和MPI通訊電纜，一切正常。接著采用替代的方式，依次對識別器通訊網關和識別器進行檢查，發現原來的識別器通訊網關已經損壞，所以不能完成正常的通訊。在系統中換上新的通訊網關后，機床附件銑頭可以正常完成轉位操作。

通過對數控龍門鏜銑床ATT識碼系統維修作業，我們體會到，維修SINUMERIK數控機床時，我們應能熟練使用SIMATIC Manager S7軟件進行故障診斷，因為通過閱讀并分析機床的PLC程序，可以快捷地了解各種內部功能參數變化，大大提高維修效率。

另外每個廠家的機床設計者在進行機床的設計時，都有自己的思路，所以在功能實現方法上會有很大的差距，本文中所例舉的內部參數及維修方法，只針對同廠家同類型的機床適用，在其他廠家的設備中，參數會有所調整，需要去摸索。因此更說明了在維修時，掌握SIMATIC Manager S7軟件的重要。

現在的機床設備，采用進口配件的比例越來越高，當配件損壞時，往往配件的購買周期會占到維修周期的90%以上，極大的影響了機床的使用效能和維修效率。在此次維修作業中，我公司利用了1個多月，才采購到了配件，而實際現場故障判斷、維修的時間其實只有一到兩天。可以看出，因地制宜的制定常用維修件的備件計劃，開拓靈活、高效的配件采購渠道，對保障公司的設備運行的重要作用。

做維修工作，除了必須有認真負責的工作態度，還必須要有探索新知識、新技術，接受新生事物的勇氣和信心。而現在，網絡和計算機就是我們最好的老師。只有不斷的學習，不斷的實踐，不斷的總結，才能讓我們適應新時代的維修工作的需要。