數(shù)控機床返回參考點故障診斷與維修

1、第32卷 第7期 2010-7 【129】0 引言數(shù)控機床返回參考點是建立機床坐標系的前 提,配置相對編碼器的數(shù)控機床開機后的第一動 作一般都是進行返回參考點操作。若回參考點出 現(xiàn)故障將無法進行程序加工,回參考點的位置不 準確將影響到零件的加工精度,甚至出現(xiàn)撞車等 惡性事故。所以分析和排除回參考點故障就顯得 尤為重要。1 數(shù)控機床返回參考點原理1.1 機床為什么要返回參考點回參考點時,軸先以快移速度V1向參考點方向 移動,碰到減速開關(guān)后減速,以較低速度V2繼續(xù)前 移,超越擋塊后檢測第一個零脈沖。當軸接收到第一 個零脈沖時,軸即制動到速度為零,然后再以V2速度數(shù)控機床返回參考點故障診斷與維修Ma

2、lfunction diagnosis and maintenance of cnc machine tool return reference point侯曉方 HOU Xiao-fang(陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 , 西安 710300摘 要:結(jié)合數(shù)控機床返回參考點的工作原理,對返回參考點過程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進行系統(tǒng)分析,針對不同的故障原因,提出相應的診斷和維修方法。關(guān)鍵詞:數(shù)控;參考點;故障;維修 前移參考點偏移量而停止于參考點,如圖1所示。圖1 回參考點的零脈沖方式回參考點時,軸先以快移速度V1向參考點方 向移動,碰到減速開關(guān)后速度制動到零,然后反 向以速度V2慢速移動,當反向釋放擋塊

3、后檢測第 一個零脈沖,當軸接收到第一個零脈沖時,軸即 制動到速度為零,再前移參考點偏移量而停止于 參考點,如圖2所示?；貐⒖键c時,軸先以快移速度V1向參考點方 向移動,碰到減速開關(guān)后制動到速度為零,再反 向微動直至釋放減速開關(guān),然后又沿原方向微動 撞上減速開關(guān),并且以速度V2慢速前移并超越減 速擋塊后檢測第一個零脈沖,當軸接收到第一個 零脈沖時,軸即制動到速度為零,再前移參考點 偏移量而停止于參考點,如圖3所示。收稿日期:2010-03-24作者簡介:侯曉方(1975-,男, 講師,碩士,研究方向為數(shù)控維修技術(shù)?！?30】 第32卷 第7期 2010-7 圖2 回參考點的“+”方式圖3 回參考

4、點的“+-+”方式2 回參考點常見故障診斷與維修2.1 機床回不了參考點1減速信號故障 減速開關(guān)損壞、短路、減 速開關(guān)電源斷線等都會造成不能產(chǎn)生減速信號, 故障現(xiàn)象為返回參考點時以快速移動速度向參考 點方向移動直至超程。此時要檢查減速開關(guān)是否 是否損壞,減速信號線向PLC傳遞過程中是否斷 線,以及減速開關(guān)上電源是否正常。2減速擋塊位置不正確 如果減速擋塊距離 限位開關(guān)距離過短,會造成減速后來不及檢測零 位脈沖就超程的故障,故障現(xiàn)象為有減速過程, 但直到超程仍不能找到參考點。此時要調(diào)整減速 擋塊使其處在合適的位置。3零位脈沖不良引起故障 零位脈沖不良導 致回零時找不到零位脈沖,原因可能是編碼器及

5、 接線故障或系統(tǒng)軸控制板故障。故障現(xiàn)象為以快 速移動速度向參考點方向移動,碰到減速開關(guān)后 減速,以低速移動直至超程報警。此時,在排除 減速擋塊位置無誤的前提下,檢查接線、板卡、 編碼器清洗或更換。4系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯誤 例如Fanuc系統(tǒng)坐標軸的位置跟隨誤差的設(shè)置必須保證在128m以上, 這樣坐標軸在參考點減速擋塊壓上到脫離的區(qū)間 里,至少能檢測到一個脈沖編碼器的零位脈沖輸 入,即在參考點減速行程內(nèi),必須保證伺服電機 或編碼器轉(zhuǎn)動1轉(zhuǎn)以上。5線路板故障 數(shù)控系統(tǒng)檢測放大的線路板 出錯。6機械誤差 包括導軌平行度、導軌與壓板 面平行度、導軌與絲杠的平行度超差等,此時要 重新調(diào)整機床。2.2 多次返回

6、參考點重復位置精度很差1零脈沖信號受到干擾 檢查編碼器反饋電 纜屏蔽線連接是否正確,數(shù)控機床接地是否良 好,脈沖編碼器的電纜是否布置合理等。2編碼器的供電電壓太低 檢查脈沖編碼器 的電源電壓是否在規(guī)定值范圍內(nèi),如果過低進一 步檢查電源。3伺服電機與絲杠的聯(lián)軸器松動 觀察伺服 電機與絲杠間的聯(lián)軸器是否松動,如果電機與絲 杠之間還有齒輪傳動、帶傳動等結(jié)構(gòu),則檢查齒 輪與軸之間是否松動并緊固之。4電動機扭矩過低或由于伺服調(diào)節(jié)不良,引 起跟蹤誤差過大。5零脈沖不良 可以借助示波器觀察編碼器 的輸出脈沖是否正常,如不正常則對編碼器進行 清洗或更換。6傳動鏈間隙增大 包括滾珠絲杠螺母副間 隙、傳動齒輪間隙

7、、絲杠支撐間隙等。數(shù)控機床 上的這些機械結(jié)構(gòu)都有消隙措施,比如絲杠螺母 副的雙螺母墊片式、雙螺母螺紋式、雙螺母齒差 式消隙等。調(diào)整這些機構(gòu),使之間隙消除。 2.3 回參考點發(fā)生整螺距偏移1參考點單螺距偏移 減速開關(guān)和減速擋塊 安裝位置不合理,使得減速信號與零位脈沖信號 距離過近,這時會發(fā)生單個螺距偏移。這時要調(diào) 整減速開關(guān)或減速擋塊的位置,使機床軸開始減速 的位置大概處在一個柵距或一個螺距的中間位置。2參考點發(fā)生多個螺距偏差 出現(xiàn)這種故障 現(xiàn)象的原因有:減速信號不良;減速擋塊松動引 起尋找零位脈沖的初始點發(fā)生漂移;零位脈沖不 良。診斷時檢查減速信號是否有效,接觸是否良 好;檢查減速擋塊并緊固;

8、清洗或更換碼盤。第32卷 第7期 2010-7 【131】3 維修實例1一臺加工中心在返回參考點時,Z軸返回 不成功,超程報警。診斷與排障過程:首先觀察各軸返回參考點 的狀態(tài),在返回參考點方式下,發(fā)現(xiàn)X、Y軸都能 夠正常返回,再選擇Z軸回零,觀察到Z軸在回零 的時候,壓到減速開關(guān)后并不減速,直至壓到硬 限位開關(guān)超程報警。直接將限位開關(guān)壓下,觀察 機床PLC信號狀態(tài),發(fā)現(xiàn)Z軸的減速信號沒有變 化,可以初步判斷可能是機床的減速開關(guān)故障或 者是減速信號線斷線。用萬用表逐步測量,最終發(fā)現(xiàn) 減速開關(guān)信號線斷線,用備用線換之,故障排除。2某配備FANUC 0系統(tǒng)的數(shù)控車床,Z軸回 參考點動作正常,但參考點

9、位置隨機變化,每次 停留的空間位置都不同。診斷與排障過程:由于機床回參考點動作無 誤,說明機床回參考點功能正常。進一步檢查發(fā) 現(xiàn),參考點位置雖然每次都變化,但都在減速開關(guān) 釋放后的位置附近,因此初步判斷故障的原因可能 由于脈沖編碼器的零脈沖不良或絲杠與電機的連接 不良。為縮小故障范圍,采用故障隔離的方法,脫 開電機與絲杠間的聯(lián)軸器,通過手動壓參考點減速 開關(guān),進行回參考點試驗多次后發(fā)現(xiàn),每次回參考 點完成后,電機總是停在某一固定的角度,由此可 以證明碼盤的零脈沖正常,問題應該在電機與絲杠 的連接上。仔細檢查后發(fā)現(xiàn),絲杠與聯(lián)軸器間的彈 性脹套配合間隙過大,產(chǎn)生連接松動,修整脹套, 重新安裝后故障

10、排除。3某配備FANUC 0M系統(tǒng)的數(shù)控銑床,在批量 加工零件時,某天加工的零件產(chǎn)生批量報廢。診斷與排障過程:經(jīng)過對工件測量,發(fā)現(xiàn)零件的全部尺寸相對位置正確,但Y軸的全部坐標都 相差8mm,而Y軸絲杠的螺距正是8mm。初步判斷 是Y軸返回參考點出現(xiàn)整螺距偏移引起的故障。大 部分系統(tǒng)參考點設(shè)定于減速擋塊釋放后的第一個 零脈沖的位置,減速擋塊釋放時,編碼器恰巧在 零脈沖附近,由于減速開關(guān)動作的隨機性誤差, 可能使第一個零脈沖錯失,接收的零脈沖信號就 是第二個了,此時參考點位置就發(fā)生一個絲杠螺 距的誤差。重新調(diào)整了參考點減速擋塊位置,使 減速擋塊釋放點與零脈沖位置相差半個螺距左右, 機床恢復正常,全

11、部零件加工符合精度要求。4 結(jié)束語綜上所述,數(shù)控機床回參考點故障歸納起來 不外乎三種情況:一是機床回參考點失敗;二是 機床回參考點出現(xiàn)停止位置的隨機漂移;三是機 床回參考點的位置發(fā)生整螺距的偏移。第一種情 況會有報警發(fā)生,危害性不大,而第二、三種情 況因為沒有報警容易造成零件的成批報廢,應引 起足夠警惕。維修人員應熟知回參考點的控制原 理以及常用檢測工具的使用,根據(jù)故障現(xiàn)象的分 析,羅列成因,確定合理的診斷與檢測步驟,以 便迅速排除故障。 參考文獻 :1 龔仲華.數(shù)控機床故障診斷與維修500例M.北京:機械工業(yè)出版社,2004.2 徐衡.數(shù)控機床維修M沈陽:遼寧科學技術(shù)工業(yè)出版社,2005.3

12、 朱仕學.數(shù)控機床系統(tǒng)故障診斷與維修M.北京:清華大學出版社,2007.4 周蘭,陳少艾.數(shù)控機床故障診斷與維修M.北京:人民郵電出版社,2007.5 BEIJINGFANUC OiA MAINTENANCEMANUALZ.置動作,并將數(shù)據(jù)通過CAN總線發(fā)送到上位機。 5 結(jié)束語本文詳細闡述了一種基于LINUX+ARM的新 型生物發(fā)酵罐的設(shè)計。相對與傳統(tǒng)的PLC+觸摸 屏來說大大節(jié)約開發(fā)成本,設(shè)計靈活多樣,可移 植性強。但由于LINUX的實時性不是很好。因此 對硬件電路的設(shè)計要求較高。在有充裕的研發(fā)投 入的條件下,可以考慮實時性,圖形界面更好的 WINCE操作系統(tǒng)。參考文獻 :1 馬忠梅,等.ARM&Linux嵌入式系統(tǒng)教程M.北京:北京航天航空大