教學(xué)案例1機(jī)床不能正常返回參考點(diǎn)

1、教教學(xué)設(shè)計(jì)例1機(jī)床不可以正常返回參照點(diǎn)參照點(diǎn)（Referencepoint）是數(shù)控廠家經(jīng)過在伺服軸上成立一個(gè)相對(duì)堅(jiān)固不變的物理地點(diǎn)作為參考點(diǎn)，又稱電氣柵格。所謂返回參照點(diǎn)，嚴(yán)格意義上是回到電氣柵格零點(diǎn)。（數(shù)控機(jī)床分為機(jī)械坐標(biāo)零點(diǎn)、工件坐標(biāo)零點(diǎn)、電氣柵格零點(diǎn)參照點(diǎn)。我們加工時(shí)所使用的工件坐標(biāo)零點(diǎn)（G54G59），是在參照點(diǎn)的基礎(chǔ)進(jìn)步行必定量的偏置而生成的（經(jīng)過參數(shù)）。因此當(dāng)參照點(diǎn)一致性出現(xiàn)問題時(shí)，工件零點(diǎn)的一致性也喪失，加工精度更無從保證。當(dāng)前成立參照點(diǎn)的方式主要分為兩種：(1)增量方式（referencepositionwithdogs）也稱為有檔塊回零,在每次開電后，需要手動(dòng)返回參照點(diǎn)，當(dāng)“

2、機(jī)械檔塊”碰到減速開關(guān)后減速，并尋找零位脈沖，成立零點(diǎn)。一旦關(guān)斷電源，零點(diǎn)拋棄。(2)絕對(duì)坐標(biāo)方式（absolute-positiondetector）每次開電后不需要回零操作，零點(diǎn)一旦成立，通事后備電池將絕對(duì)地點(diǎn)信息保留在特定的SRAM區(qū)中，斷電后地點(diǎn)信息也不拋棄，這類形式被稱為絕對(duì)零點(diǎn)。不可以正常返回參照點(diǎn)（增量方式）故障表現(xiàn)形式為：狀況1：手動(dòng)回零時(shí)不減速，并陪伴超程報(bào)警狀況2：手動(dòng)回零有減速動(dòng)作，但減速后軸運(yùn)動(dòng)不斷止直至90#報(bào)警伺服軸找不到零點(diǎn)狀況3：手動(dòng)回零方式下根本沒有軸挪動(dòng)那么我們從分析整個(gè)返回參照點(diǎn)的工作過程和工作原理下手。原理及過程過程分析：1)回參照點(diǎn)方式有效（ZRN）（

3、MD1/MD4）對(duì)應(yīng)PMC地點(diǎn)G43.7=1，G43.0=1/G43.2=1。2)軸選擇（+/-Jx）有效對(duì)應(yīng)PMC地點(diǎn)G100G102=1。3)減速開關(guān)讀入信號(hào)（*DECx）對(duì)應(yīng)PMC地點(diǎn)X9.0X9.3或G196.03=101。4)電氣格被讀入，找到參照點(diǎn)。增量式回零過程：圖13-1回參照點(diǎn)過程這里需要詳盡說明的是“電氣柵格”。FANUC數(shù)控系統(tǒng)除了與一般數(shù)控系統(tǒng)同樣，在返回參照點(diǎn)時(shí)需要找尋真實(shí)的物理柵格編碼器的一轉(zhuǎn)信號(hào)（如圖13-1所示），或光柵尺的柵格信號(hào)（如圖13-2所示）。而且還要在物理柵格的基礎(chǔ)上再加上必定的偏移量柵格偏移量（1850#參數(shù)中設(shè)定的量），形成最后的參照點(diǎn)。也即圖1

4、3-1中的“GRID”信號(hào)，“GRID”信號(hào)可以理解為是在所找到的物理柵格基礎(chǔ)上再加上“柵格偏移量”后生成的點(diǎn)。FANUC企業(yè)使用電氣柵格“GRID”的目的，就是可以經(jīng)過1850#參數(shù)的調(diào)整，在必定量的范圍內(nèi)（小于參照計(jì)數(shù)器容量設(shè)置范圍）靈巧的微調(diào)參照點(diǎn)的精準(zhǔn)地點(diǎn)，這一點(diǎn)與西門子數(shù)控系統(tǒng)返回參照點(diǎn)方式有所不同樣。而這一“柵格偏移量”參數(shù)恰好是我們維修工程師維修、調(diào)整時(shí)應(yīng)當(dāng)用到的參數(shù)。13-2一轉(zhuǎn)脈沖故障原由分析：認(rèn)識(shí)上述的工作原理，我們就不難分析各階段故障產(chǎn)生的原由。第一我們分析上邊狀況1的故障原因及解決方案。當(dāng)我們選擇了回參照點(diǎn)方式后，按下某個(gè)軸的方向按鈕，此時(shí)假如機(jī)床可以迅速向參考點(diǎn)方向挪

5、動(dòng)時(shí)，則說明方式選擇信號(hào)經(jīng)過PMC接口通知了CNC（時(shí)序圖第步順利經(jīng)過）。此后假如沒有減速現(xiàn)象出現(xiàn)，而且還陪伴超程報(bào)警，則說明在履行到時(shí)序圖的時(shí)候出現(xiàn)了問題減速開關(guān)信號(hào)*DECn沒有通知到CNC，這時(shí)請(qǐng)關(guān)注下邊兩個(gè)環(huán)節(jié)：1)減速開關(guān)進(jìn)油或進(jìn)水，信號(hào)無效，I/O單元以前就沒有信號(hào)。2)減速開關(guān)OK，但PMC診療畫面沒有反應(yīng)，固然信號(hào)已經(jīng)輸入到系統(tǒng)接口板，但因?yàn)镮/O接口板或輸入模塊已經(jīng)破壞。因?yàn)闇p速開關(guān)在工作臺(tái)下邊，工作條件比較惡略（油、水、鐵屑損害），嚴(yán)重時(shí)引起24V短路，損害接口板，進(jìn)而致使上述兩種狀況時(shí)有發(fā)生。作為維修技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)可以熟練的判斷出上述兩種不同樣的故障，其手段比較簡(jiǎn)單用萬(wàn)用

6、表檢測(cè)開關(guān)通斷狀況，經(jīng)過PMC診療畫面察看*DECn的變化。*DECn的地點(diǎn)是X9.0X9.3或G196.0G196.3，分別代表第1軸到第4軸的減速開關(guān)的狀態(tài)，n表示第n軸。注意；這里“*表”示負(fù)邏輯，即低電平有效，正常狀況下*DECn應(yīng)當(dāng)是101的變化。只需*DECn信號(hào)可以從1變成0，則工作臺(tái)就會(huì)達(dá)成減速這一動(dòng)作，即時(shí)序圖中步可以經(jīng)過。下邊我們分析不可以夠返回參照點(diǎn)的第2種狀況有減速動(dòng)作，但工作臺(tái)減速后向來不斷的低速運(yùn)行，并最后出現(xiàn)90#報(bào)警。從圖8-4時(shí)序圖中我們應(yīng)當(dāng)注意一個(gè)細(xì)節(jié)，F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)找尋參照點(diǎn)一般是在減速開關(guān)抬起后找尋第一個(gè)一轉(zhuǎn)信號(hào)（關(guān)于編碼器，拜見圖8-5“一轉(zhuǎn)脈沖”

7、）或物理柵格，此時(shí)假如一轉(zhuǎn)信號(hào)或物理柵格信號(hào)缺失，則就會(huì)出現(xiàn)90#報(bào)警找不到參照點(diǎn)。那么什么會(huì)致使一轉(zhuǎn)信號(hào)或物理柵格信號(hào)缺失呢？經(jīng)過我們多年的實(shí)踐，下述幾種狀況均簡(jiǎn)單引起柵格信號(hào)缺失：編碼器或光柵尺被污染，如進(jìn)水進(jìn)油。反應(yīng)信號(hào)線或光柵適配器受外面信號(hào)攪亂反應(yīng)電纜信號(hào)衰減編碼器或光柵尺接口電路故障、器件老化。伺服放大器接口電路故障。上述前三種狀況是維修中常碰到的現(xiàn)象，分析這一故障的要點(diǎn)點(diǎn)是“一轉(zhuǎn)信號(hào)”或“柵格信號(hào)”。數(shù)控系一致旦找到這一信號(hào)，返回參照點(diǎn)即告達(dá)成。實(shí)例分析:實(shí)例1:龍門數(shù)控鏜銑床FANUC16iM系統(tǒng)，半閉環(huán)控制，每日開機(jī)手動(dòng)返回參照點(diǎn)時(shí)X軸有時(shí)會(huì)出現(xiàn)90#報(bào)警，找不到參照點(diǎn)，返回

8、參照點(diǎn)時(shí)工作臺(tái)有減速動(dòng)作，可是一旦手動(dòng)回參照點(diǎn)成功，重復(fù)用G28方式回零沒有任何問題。分析原由,大部分機(jī)床制造商設(shè)置在手動(dòng)返回參照點(diǎn)時(shí)，找尋并讀取PCZ信號(hào)（物理柵格信號(hào)）建立參照點(diǎn)，而在G28方式下使用計(jì)數(shù)器清零的方式返回參照點(diǎn)，不找尋物理柵格信號(hào)。從故障描繪來看要點(diǎn)應(yīng)當(dāng)檢查一轉(zhuǎn)信號(hào)。第一采納最簡(jiǎn)單易行的方法，檢查反應(yīng)電纜，用萬(wàn)用表電阻截丈量電纜兩頭通斷，結(jié)果沒有問題。接下來改換脈沖編碼器，將X軸編碼器與另一個(gè)可以回參照點(diǎn)的軸（Y軸）編碼器交換，結(jié)果沒有任何變化，即：X軸仍舊不可以夠每次找到零點(diǎn)，而Y軸回零正常，說明脈沖編碼器優(yōu)秀。此后改換伺服放大器，仍舊沒有見效。說明有關(guān)的硬件均已改換，仍

9、舊沒有找到故障點(diǎn)。認(rèn)真分析大型機(jī)床的構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)X軸反應(yīng)電纜經(jīng)過坦克鏈到伺服放大器合計(jì)50余米，初步判斷可能是因?yàn)樾盘?hào)衰減造成的一轉(zhuǎn)信號(hào)不好，最后將5V及0V線腳與電纜中節(jié)余的備用線并聯(lián)加粗，降低線間電阻，提升信號(hào)幅值，最后除去了故障。注意：FANUC系列驅(qū)動(dòng)的反應(yīng)裝置采納的是高速串行傳達(dá)，用傳統(tǒng)的示波器沒法察看波形，因此更多的是采納代替法或許借助系統(tǒng)界面診療排查故障。教教學(xué)設(shè)計(jì)例2主軸速度偏差過大報(bào)警主軸速度偏差過大報(bào)警在屏幕上的顯示內(nèi)容為：7102SPN1:EXSPEEDERROR，同時(shí)在主軸模塊上七段顯示管“02報(bào)”警。主軸速度偏差過大報(bào)警的檢出，是反應(yīng)實(shí)質(zhì)檢測(cè)到的主軸電機(jī)速度與M03或M

10、04中給定的速度指令值相差過大。這個(gè)報(bào)警也是FANUC系統(tǒng)常有的報(bào)警之一，主要引起原由是主軸速度反應(yīng)裝置或外圍負(fù)載的問題。下邊我們從主軸速度檢測(cè)下手，分析報(bào)警產(chǎn)生的原由與解決方案。工作原理分析：FANUC主軸的連結(jié)可以依據(jù)不同樣的硬件選配，產(chǎn)生多種組合，如：?jiǎn)握{(diào)電機(jī)速度反應(yīng)（用于數(shù)控銑床）、速度反應(yīng)+磁傳感器定位（多用于立式加工中心等，磁傳感器定位用于機(jī)械手換刀或鏜孔準(zhǔn)停）、速度反應(yīng)+分別地點(diǎn)編碼器（數(shù)控車床或加工中心，可進(jìn)行車削螺紋或剛性攻絲）、采納內(nèi)置高分辨磁編碼器等（用于內(nèi)裝式主軸或Cs軸控制等）。這里我們僅介紹圖13-3由主軸電機(jī)速度反應(yīng)+分別編碼器的構(gòu)造，這也是當(dāng)前比較常有的構(gòu)造。圖

11、13-3主軸電機(jī)速度反應(yīng)+分別編碼器的構(gòu)造此種構(gòu)造需要注意的是：主軸電機(jī)反應(yīng)和機(jī)械主軸地點(diǎn)編碼器反應(yīng)是兩路不同樣的通道，電機(jī)速度反應(yīng)經(jīng)過JY2進(jìn)入主軸模塊，編碼器反應(yīng)從JY4輸入到主軸模塊。FANUC速度反應(yīng)的構(gòu)造如圖一中照片所示，它是由一個(gè)小模數(shù)的測(cè)速齒輪與一個(gè)磁傳感器構(gòu)成，測(cè)速齒輪與電機(jī)軸齊心，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒面高低的變化感覺磁傳感器輸出一個(gè)正弦波，其頻次反應(yīng)主軸速度的快慢。那么磁傳感器輸出正弦波信號(hào)的質(zhì)量，決定了速度反應(yīng)質(zhì)量的利害。我們?cè)诓檎抑鬏S速度報(bào)警時(shí)，應(yīng)當(dāng)要點(diǎn)檢查這一環(huán)節(jié)。故障原由分析：引起主軸速度反應(yīng)不良的主要原由有：1)磁傳感器老化，退磁。2)反應(yīng)電纜障蔽辦理不良，受外面信號(hào)攪

12、亂，產(chǎn)生雜波。3)主軸后軸承磨損，小模數(shù)齒輪跳動(dòng)超出贊成值。4)主軸模塊接口電路破壞。5)主軸機(jī)械部分故障，機(jī)械負(fù)載過重。下邊我們經(jīng)過幾組實(shí)例分析，聯(lián)合上邊的主軸速度反應(yīng)工作原理和工作過程介紹，更為深入的理解排查此類故障的方法和思路。實(shí)例分析：某數(shù)控車，F(xiàn)ANUC0iD控制系統(tǒng)，F(xiàn)ANUC系列串行主軸，M03指令發(fā)出后出現(xiàn)主軸速度偏差過大報(bào)警，主軸模塊上的七段顯示管“02號(hào)”報(bào)警，機(jī)床沒法工作?，F(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員先后改換了主軸模塊、反應(yīng)電纜，最后判斷是主軸電機(jī)速度反應(yīng)問題，可是改換磁傳感器備件后，原故障仍舊沒有解決。后將主軸電機(jī)運(yùn)至北京，經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員檢查發(fā)現(xiàn)電氣系統(tǒng)及器件優(yōu)秀，可是主軸尾部端跳

13、0.3mm以上（正常狀況應(yīng)當(dāng)在0.010.02mm以下），致使齒面與傳感器之間的空隙顛簸太大，沒法有效調(diào)整和固定磁傳感器地點(diǎn)，引起速度偏差報(bào)警。詳盡檢查方法拜見以下列圖13-4所示。13-4檢查方法表示圖進(jìn)一步診療，發(fā)現(xiàn)主軸電機(jī)后軸承座徑向尺寸被磨大，已經(jīng)沒法固定軸承外圈，只得訂購(gòu)后軸承座備件，以備改換。此后認(rèn)識(shí)到，這一問題的出現(xiàn)是因?yàn)殂Q工改換主軸三角皮帶后張力調(diào)得過于大，致使后軸承座破壞，因此在我們此后的平時(shí)維涵養(yǎng)護(hù)中要引認(rèn)為戒。教教學(xué)設(shè)計(jì)例3螺紋加工亂牙的解決思路故障現(xiàn)象：數(shù)控系統(tǒng)采納OiMate-TD系統(tǒng)，加工螺紋時(shí)螺紋亂牙。故障原由：螺紋切削利用每轉(zhuǎn)進(jìn)給方式，即伺服的進(jìn)給量是由主軸的旋

14、轉(zhuǎn)兩來控制的，主軸旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，Z軸按照指令的距離（螺距）進(jìn)前進(jìn)給，使主軸的旋轉(zhuǎn)與Z軸的進(jìn)給保持同步。可是螺紋切削是多次的切削過程，要保證每次進(jìn)刀的地點(diǎn)都是同一個(gè)地點(diǎn)，這就需要螺紋切削的起刀點(diǎn)和主軸的轉(zhuǎn)角地點(diǎn)保持固定。這一點(diǎn)是經(jīng)過檢測(cè)地點(diǎn)編碼器的一轉(zhuǎn)信號(hào)來達(dá)成的。地點(diǎn)編碼器中的A/B信號(hào)決定了進(jìn)給的速度，Z相信號(hào)決定了螺紋的起刀點(diǎn)。地點(diǎn)編碼器與主軸相連結(jié)的表示圖如圖13-5所示。13-5地點(diǎn)編碼器與主軸連結(jié)表示圖螺紋切削要求機(jī)械精度、地點(diǎn)編碼器檢測(cè)精度、傳動(dòng)鏈精度都比較高，四周不可以有大的攪亂。依據(jù)工作原理，故障原由可能有：1)地點(diǎn)編碼器與主軸連結(jié)故障；2)Z軸聯(lián)軸器松動(dòng)或反向空隙較大；3)系統(tǒng)硬

15、件故障或存在攪亂；4)系統(tǒng)參數(shù)故障。故障分析：1)檢查地點(diǎn)編碼器與主軸的機(jī)械連結(jié)一般主軸與地點(diǎn)編碼器采納同步帶連結(jié)，不然會(huì)有傳動(dòng)打滑現(xiàn)象。地點(diǎn)編碼器的一轉(zhuǎn)信號(hào)指示的位置與主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)地點(diǎn)不一致，造成螺紋切削的起刀地點(diǎn)每次都不同樣樣，最后致使螺紋亂扣。2)Z軸聯(lián)軸器及反向空隙假如Z軸聯(lián)軸器部分松動(dòng)或許反向空隙較大，就算地點(diǎn)編碼器的一轉(zhuǎn)信號(hào)主軸同步，也會(huì)造成主軸轉(zhuǎn)角與Z軸相對(duì)地點(diǎn)的變化，造成起刀點(diǎn)的地點(diǎn)不同樣，致使螺紋亂扣。3)檢查系統(tǒng)硬件及攪亂考慮地點(diǎn)編碼器、反應(yīng)電纜及四周攪亂源（特別是電源動(dòng)力電纜）對(duì)一轉(zhuǎn)信號(hào)的影響。4)因?yàn)槭钦Ｊ褂玫臄?shù)控機(jī)床的參數(shù)沒有人為改正或拋棄，基本不需要考慮參數(shù)問題。故障解決：檢查發(fā)現(xiàn)地點(diǎn)編碼器聯(lián)軸器松動(dòng)，從頭安裝聯(lián)軸器。內(nèi)容總結(jié)（1）教教學(xué)設(shè)計(jì)例1機(jī)床不可以正常返回參照點(diǎn)參照點(diǎn)（Referencepoint）是數(shù)控廠家經(jīng)過在伺服軸上成立一個(gè)相對(duì)堅(jiān)固不變的物理地點(diǎn)作為參考點(diǎn)，又稱電氣柵格（2）（數(shù)控機(jī)床分為機(jī)械坐標(biāo)零點(diǎn)、工件坐標(biāo)零點(diǎn)、電氣柵格零點(diǎn)參照點(diǎn)（3）我們加工時(shí)所使用的工件