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一、機(jī)床介紹

XK2414×80型數(shù)控龍門(mén)鏜銑床使用SIEMNNS840D數(shù)控系統(tǒng)，SIMODRIVE 611D數(shù)字驅(qū)動(dòng)，工作臺(tái)(X軸)采用直線導(dǎo)軌技術(shù)、全閉環(huán)控制方式，機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為雙齒輪齒條，位置檢測(cè)使用HEIDENHAIN LB382C光柵尺，最小分辨率為0.001 mm，每200mm距離有一個(gè)零點(diǎn)標(biāo)記，工作臺(tái)床身總長(zhǎng)16.5m，兩節(jié)拼接。

二、故障現(xiàn)象

該機(jī)床搬遷后首次通電調(diào)試時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)正常啟動(dòng)，機(jī)床驅(qū)動(dòng)正常上電，在REF操作方式下，Y、Z軸歸零正常，但機(jī)床X軸不能完成歸零動(dòng)作。機(jī)床在X+方向移動(dòng)200mm后停止運(yùn)動(dòng)，機(jī)床報(bào)20002號(hào)報(bào)警：通道1的X軸零參考標(biāo)記沒(méi)找到。

三、故障分析

檢查機(jī)床數(shù)據(jù)34060 REFP MAX MARKERDIST(定義觸發(fā)器啟動(dòng)和跟隨的零標(biāo)記之間的最大距離)原設(shè)定值是200，理論上X軸每移動(dòng)200mm必通過(guò)零點(diǎn)標(biāo)記，修改機(jī)床數(shù)據(jù)34060為300確保X軸歸零時(shí)移動(dòng)的距離內(nèi)有一個(gè)零點(diǎn)標(biāo)記，故障沒(méi)有解除在JOG操作方式下，X、Y、Z軸能正常點(diǎn)動(dòng)，激光檢測(cè)X軸的定位精度和重定位精度在機(jī)床允許范圍之內(nèi)。在AUTO操作方式下，加工程序不能運(yùn)行，修改機(jī)床數(shù)據(jù)20700由0改為1(定義機(jī)床不用歸零就可自動(dòng)循環(huán)執(zhí)行加工程序)后，加工程序可以自動(dòng)運(yùn)行，但機(jī)床使用G代碼(G54~G59)建立起來(lái)的工件坐標(biāo)不正確，機(jī)床其他功能正常。通過(guò)以上檢查和測(cè)試，初步判定機(jī)床X軸歸零故障的原因是機(jī)床搬遷時(shí)將光柵尺帶從光柵尺盒中抽出和回裝時(shí)損壞了零標(biāo)記。

四、故障排除

檢查光柵尺帶，發(fā)現(xiàn)光柵磁帶上有油污和刮傷痕跡，清洗后仍不能排除故障，光柵尺帶物理?yè)p傷不可修復(fù)。為了機(jī)床盡快投入生產(chǎn)(新購(gòu)光柵尺需要1~3個(gè)月的訂貨周期)，決定將X軸改為半閉環(huán)，使用X軸伺服電機(jī)內(nèi)置編碼器反饋信息作位置環(huán)，全閉環(huán)改半閉環(huán)方法如下。

修改X軸的34200號(hào)機(jī)床數(shù)據(jù)(由3改為1)，將X軸的歸零方式改為帶限位撞塊歸零方式。

制作和安裝機(jī)械撞塊，增加一個(gè)歸零用的限位行程開(kāi)關(guān)，調(diào)整限位行程開(kāi)關(guān)和機(jī)械撞塊的位置，連接限位行程開(kāi)關(guān)的輸入信號(hào)到PLC的DMP輸入模塊。

使用STEP7軟件修改PLC程序，讀取并處理限位行程開(kāi)關(guān)的輸入信號(hào)，將第二測(cè)量系統(tǒng)有效改為第一測(cè)量系統(tǒng)有效。使用STEP7軟件修改FC30功能塊內(nèi)容如下。 M009: S M59.1 (X軸進(jìn)給使能，機(jī)床準(zhǔn)備歸零) A 137.7(讀取限位行程開(kāi)關(guān)的輸入信號(hào))＝DB31.DBX12.7(開(kāi)始尋找零脈沖信號(hào)) R DB31.DB×2.1 R DB31.DB×21.7 R DB31.DB×1.6(第二測(cè)量系統(tǒng)無(wú)效) S DB31.DB×1.5(第一測(cè)量系統(tǒng)有效)。

修改X軸的32700號(hào)機(jī)床數(shù)據(jù)(由1改為0)，取消X軸的螺距誤差補(bǔ)償(全閉環(huán)時(shí)才需要)，測(cè)量X軸的反向間隙并補(bǔ)償?shù)絏軸的Back-flash (0)中。

調(diào)整X軸相關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)，降低X軸的系統(tǒng)檢查精度，將X軸的36400 Contour Tol數(shù)據(jù)值由原來(lái)的0.02調(diào)整為0.03，將X軸的36030 Stand-still pos Tol數(shù)據(jù)值由原來(lái)的0.02調(diào)整為0.03，消除由全閉環(huán)改半閉環(huán)后系統(tǒng)25050 (Axis X1 con-tour monitoring)和25040 (Axis X1 standstill moni-toring)兩個(gè)報(bào)警。通過(guò)以上步驟快速解決了數(shù)控龍門(mén)鏜銑床的故障，雖然機(jī)床X軸的精度有所下降，但機(jī)床基本功能正常，且修復(fù)后機(jī)床精度完全滿足生產(chǎn)要求。機(jī)床X軸改成半閉環(huán)后已使用1年，機(jī)床使用正常，加工的產(chǎn)品無(wú)質(zhì)量問(wèn)題。