HTC-250M車(chē)銑加工中心X軸下墜故障分析
2020-3-13 來(lái)源：昌河飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)） 作者：林超青
摘要：HTC-250M車(chē)銑加工中心在使用過(guò)程中頻繁發(fā)生X軸下墜現(xiàn)象，機(jī)床出現(xiàn)報(bào)警停機(jī)故障，導(dǎo)致機(jī)床停機(jī)無(wú)法使用，該機(jī)床報(bào)警信息混亂，針對(duì)該問(wèn)題，本文提出了分析判斷及處理的一些思路和方法。
關(guān)鍵字：車(chē)銑加工中心 X軸 故障分析 光柵尺
1、HTC-250M車(chē)銑加工中心故障現(xiàn)象
一臺(tái)HTC-250M車(chē)銑加工中心在使用過(guò)程中頻繁發(fā)生X軸下墜現(xiàn)象，機(jī)床有時(shí)剛剛上電就出現(xiàn)X軸下墜現(xiàn)象，有時(shí)在移動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)X軸下墜現(xiàn)象，或者機(jī)床上電后坐標(biāo)軸沒(méi)有運(yùn)動(dòng)也會(huì)出現(xiàn)X軸下墜現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)床停機(jī)無(wú)法使用。機(jī)床發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)了比較混亂的報(bào)警信息，主要報(bào)警信息分別有：①410 S E RV O ALARM: X AXIS EXCESS ERR。②416 soft disconnect。③445 unmatch feedback parameter。④421 hardware disconnect。
2、HTC-250M車(chē)銑加工中心故障分析判斷及處理的思路和方法
機(jī)床頻繁出現(xiàn)X軸下墜現(xiàn)象，并出現(xiàn)410報(bào)警，該報(bào)警的主要原因是機(jī)床坐標(biāo)軸的停止位置偏差值或坐標(biāo)軸移動(dòng)時(shí)位置偏差值超過(guò)參數(shù)1828、1829的設(shè)定值。對(duì)于這種情況，原參數(shù)中1828的設(shè)定值是20000，后來(lái)把參數(shù)值設(shè)定為50000，再次進(jìn)行測(cè)試，依然沒(méi)有任何變化，因此可以排除是參數(shù)設(shè)置原因造成的故障。
引起410報(bào)警的可能因素：
① 機(jī)床在停止時(shí)遭到撞擊，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)編碼器位置與光柵尺位置反饋不一致，使位置偏差超過(guò)1828參數(shù)，產(chǎn)生報(bào)警。
② 機(jī)床的伺服或電動(dòng)機(jī)性能不好，在運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)無(wú)法驅(qū)動(dòng)坐標(biāo)軸而導(dǎo)致警。
③ 機(jī)床的絲杠或其他傳動(dòng)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題。
④ 電動(dòng)機(jī)的報(bào)閘出現(xiàn)問(wèn)題。
⑤ 電動(dòng)機(jī)的編碼器或編碼器的電纜出現(xiàn)問(wèn)題。
⑥ 機(jī)床坐標(biāo)軸的光柵尺或讀數(shù)頭出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致位置環(huán)和速度環(huán)的位置偏差超出允許偏差。
對(duì)于第1種情況，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查看和了解，機(jī)床沒(méi)有發(fā)生撞擊意外事故，操作正常，因此撞擊原因可以排除。
對(duì)于第2種原因，可以把機(jī)床改成半閉環(huán)進(jìn)行檢測(cè)，如果改成半閉環(huán)，系統(tǒng)將不會(huì)檢測(cè)光柵尺的位置讀數(shù)，位置反饋依靠電動(dòng)機(jī)編碼器，如果伺服或電動(dòng)機(jī)性能不好，機(jī)床在運(yùn)動(dòng)時(shí)故障將會(huì)重現(xiàn)。
機(jī)床改成半閉環(huán)后操作機(jī)床，發(fā)現(xiàn)機(jī)床沒(méi)有任何報(bào)警，運(yùn)行正常，因此可以排除伺服或電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障的可能性，而這一測(cè)試同樣可以排除第4和第5種可能的原因，因?yàn)槿绻收鲜怯傻?和第5種原因造成，機(jī)床半閉環(huán)狀態(tài)下也不能運(yùn)轉(zhuǎn)。
同時(shí)在半閉環(huán)和全閉環(huán)測(cè)試過(guò)程中又出現(xiàn)416 soft disconnect報(bào)警，而416報(bào)警是由于光柵尺的線接觸不良等原因出現(xiàn)的軟故障，根據(jù)半閉環(huán)測(cè)試結(jié)果和新出現(xiàn)的416報(bào)警，因此對(duì)光柵尺和讀
數(shù)頭的線進(jìn)行檢查和測(cè)量，結(jié)果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
在機(jī)床發(fā)生故障時(shí)發(fā)現(xiàn) ，雖然機(jī)床X軸下墜，但是顯示器上X軸的坐標(biāo)值沒(méi)有變化。在反復(fù)測(cè)試過(guò)程中還出現(xiàn)過(guò)一次完全相反的情況，機(jī)床沒(méi)有任何動(dòng)作和下墜，但是X軸的坐標(biāo)值卻一直在變化，坐標(biāo)值的跳動(dòng)值達(dá)到2 0 0 m m 。發(fā)生這兩種現(xiàn)象時(shí)都是在全閉環(huán)的情況下，在全閉環(huán)時(shí)，由于坐標(biāo)值的變化是由光柵尺位置變化、光柵尺讀數(shù)頭讀數(shù)造成的，但是機(jī)床的故障現(xiàn)象完全相反，原因就是光柵尺讀數(shù)頭誤讀數(shù)或不讀數(shù)造成，因此，可以確定機(jī)床X軸下墜的原因是由X軸的光柵尺系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致，與機(jī)床的伺服或電動(dòng)機(jī)無(wú)關(guān)。
在拆下光柵尺和讀數(shù)頭進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，光柵尺和讀數(shù)頭都比較臟，這是由于該光柵尺采用壓縮空氣防護(hù)，而廠房的壓縮空氣含有大量的水，導(dǎo)致光柵尺和讀數(shù)頭受污染而出現(xiàn)問(wèn)題。在對(duì)光柵尺和讀數(shù)頭進(jìn)行清潔后，重新上電，結(jié)果機(jī)床直接出現(xiàn)421 hardware disconnect，無(wú)法上電，因此可以確定光柵尺和讀數(shù)頭出現(xiàn)硬件故障。于是把光柵尺和讀數(shù)頭送廠家進(jìn)行測(cè)試。光柵尺制造商測(cè)試結(jié)果反饋表明，讀數(shù)頭損壞。
把修理完成后的光柵尺和讀數(shù)頭安裝到機(jī)床后，機(jī)床上電測(cè)試，結(jié)果機(jī)床又發(fā)生410和416報(bào)警。由于可以排除伺服、電動(dòng)機(jī)、光柵尺和讀數(shù)頭損壞（因?yàn)楣鈻懦吆妥x數(shù)頭已修復(fù)），導(dǎo)致故障發(fā)生的可能原因只有光柵尺和讀數(shù)頭安裝不良，于是對(duì)光柵尺和讀數(shù)頭反復(fù)安裝和調(diào)整，但是機(jī)床始終只能低速用手輪移動(dòng)，機(jī)床一進(jìn)行回零就會(huì)報(bào)警，同時(shí)出現(xiàn)445 unmatch feedback arameter報(bào)警，而有時(shí)即使機(jī)床不移動(dòng)也會(huì)出現(xiàn)410報(bào)警。于是懷疑機(jī)床的報(bào)閘出現(xiàn)問(wèn)題，時(shí)好時(shí)壞，于是把機(jī)床報(bào)閘電纜移除，機(jī)床沒(méi)有任何報(bào)警，因此可以排除報(bào)閘原因。
由于光柵尺和讀數(shù)頭返廠維修，返回時(shí)制造商做過(guò)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明光柵尺和讀數(shù)頭已經(jīng)修理完好。而機(jī)床的報(bào)警表明，故障還是由于光柵尺和讀數(shù)頭引起，而且如果把光柵尺兩端的固定螺釘去掉，使光柵尺處于自由狀態(tài)，然后安裝工裝固定讀數(shù)頭和光柵尺，這時(shí)機(jī)床就不會(huì)有任何報(bào)警，于是可以確定，故障是由于光柵尺和讀數(shù)頭安裝不良導(dǎo)致，光柵尺和讀數(shù)頭安裝不良，兩者平行度不好，造成讀數(shù)不準(zhǔn)確，只能低速運(yùn)行，高速運(yùn)行時(shí)，誤差增大，超過(guò)1828參數(shù)設(shè)定的偏差值，數(shù)控系統(tǒng)就發(fā)出報(bào)警信號(hào)，機(jī)床急停。由于在安裝和調(diào)試時(shí)，只對(duì)光柵尺和讀數(shù)頭安裝板進(jìn)行調(diào)整，而送修時(shí)光柵尺和讀數(shù)頭、安裝板一起送修，所以制造商做測(cè)試和維修時(shí)可能拆卸過(guò)讀數(shù)頭、安裝板，在安裝時(shí)光柵尺和讀數(shù)頭、安裝板不匹配造成。于是用光柵尺安裝定位工裝固定讀數(shù)頭和光柵尺，調(diào)整讀數(shù)頭與讀數(shù)頭安裝板的固定螺釘。調(diào)整完畢后上電測(cè)試，機(jī)床報(bào)警消除，回零和程序運(yùn)行正常，機(jī)床故障排除。
3、結(jié)語(yǔ)
機(jī)床出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，特別是出現(xiàn)比較混亂的報(bào)警時(shí)，一定要從原理上進(jìn)行分析和判斷，列出可能導(dǎo)致問(wèn)題出現(xiàn)的各種原因，然后對(duì)可能的原因進(jìn)行逐一排查和測(cè)試，最終確定故障原因，才能解決故障，消除報(bào)警，使機(jī)床恢復(fù)正常運(yùn)行。
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