進(jìn)口臥式加工中心是加工齒輪箱箱體的重要設(shè)備，在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行中出現(xiàn)位置反饋系統(tǒng)報(bào)警，導(dǎo)致設(shè)備癱瘓?；诖丝偨Y(jié)出了一套快速維修流程，以保證不延誤生產(chǎn)進(jìn)度。
1 序言
公司進(jìn)口的臥式加工中心是一臺(tái)臥式四軸聯(lián)動(dòng)加工中心，主要用于齒輪箱的鏜孔及端面的加工，其加工精度高達(dá)0.001mm。設(shè)備的高精度和穩(wěn)定性決定了齒輪箱的加工質(zhì)量。該進(jìn)口臥式加工中心的數(shù)控系統(tǒng)是Mazatrol Fusion 320，且硬件與軟件都有別于其他機(jī)床廠家的數(shù)控系統(tǒng)，故維修難度比較高。一旦設(shè)備出現(xiàn)原點(diǎn)位置丟失報(bào)警時(shí)將無(wú)法繼續(xù)加工，設(shè)備處于癱瘓狀態(tài)，從而導(dǎo)致齒輪箱的組裝停滯，產(chǎn)品交付時(shí)間面臨延期，影響公司的信譽(yù)。通過(guò)自主攻關(guān)解決這一難題，快速恢復(fù)設(shè)備的正常加工已經(jīng)刻不容緩。下面將從故障原因分析、故障問(wèn)題解決思路及解決過(guò)程總結(jié)出一套針對(duì)此故障的快速維修流程[1]。
2 故障原因分析
進(jìn)口臥式加工中心關(guān)機(jī)8天后起動(dòng)，機(jī)床顯示器上顯示010號(hào)X軸原點(diǎn)位置丟失的報(bào)警，同時(shí)X軸驅(qū)動(dòng)放大器上循環(huán)顯示21-01號(hào)報(bào)警。機(jī)床無(wú)法執(zhí)行任何動(dòng)作，處于癱瘓狀態(tài)。該故障第一次發(fā)生，維修人員沒(méi)有足夠的經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蛟诘谝粫r(shí)間解決，從而延誤了設(shè)備的生產(chǎn)進(jìn)度，公司將面臨半生產(chǎn)狀態(tài)，產(chǎn)品交付時(shí)間面臨延期。
驅(qū)動(dòng)放大器上循環(huán)顯示21-01號(hào)報(bào)警，發(fā)生此類(lèi)報(bào)警，說(shuō)明參考點(diǎn)數(shù)據(jù)丟失。由于機(jī)床位置測(cè)量采用的是全閉環(huán)測(cè)量系統(tǒng)，所以原點(diǎn)檢測(cè)裝置必定是海德漢磁柵，也就不用考慮是電動(dòng)機(jī)編碼器的問(wèn)題。根據(jù)圖樣分析故障發(fā)生可能有以下原因。
1）關(guān)機(jī)之前X軸伺服驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)保持電池電壓低下，導(dǎo)致X軸原點(diǎn)位置數(shù)據(jù)丟失。X軸反饋信號(hào)接線如圖1所示。
2）回原點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)或者連接導(dǎo)線故障。
3）讀數(shù)頭和尺身受污染、磨損。
4）讀數(shù)頭到信號(hào)采集轉(zhuǎn)換模塊的導(dǎo)線有斷點(diǎn)；信號(hào)采集轉(zhuǎn)換模塊到伺服驅(qū)動(dòng)器的導(dǎo)線有斷點(diǎn)。
5）驅(qū)動(dòng)內(nèi)部印刷電路故障，丟失而且無(wú)法保存原點(diǎn)數(shù)據(jù)[2]。
圖1 X軸反饋信號(hào)接線
3 故障處理
3.1 故障問(wèn)題解決思路
根據(jù)以上可能發(fā)生故障的原因，可以由簡(jiǎn)入難逐個(gè)測(cè)試排除，找到故障產(chǎn)生的真正原因[3]。
1）檢查X軸驅(qū)動(dòng)電池電壓。
2）回原點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)故障表現(xiàn)形式為回原點(diǎn)狀態(tài)下出現(xiàn)該報(bào)警。檢查回原點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)狀態(tài)是否異常。如果X軸在回原點(diǎn)時(shí)無(wú)法檢測(cè)到此接近開(kāi)關(guān)信號(hào)，X軸將無(wú)法進(jìn)入回原點(diǎn)格柵，也就無(wú)法完成回原點(diǎn)。
3）屏蔽X軸磁柵尺的檢測(cè)功能，即全閉環(huán)改為半閉環(huán)。此步驟完成后可以判斷磁柵、信號(hào)采集模塊、伺服驅(qū)動(dòng)和相關(guān)連接導(dǎo)線是否完好。如果屏蔽后報(bào)警消失，則說(shuō)明以上元器件至少有一個(gè)存在問(wèn)題。如果現(xiàn)場(chǎng)急著生產(chǎn)，半閉環(huán)也是可以滿足生產(chǎn)需求的，當(dāng)然也需要重新設(shè)置原點(diǎn)。后期加工任務(wù)不繁忙時(shí)再執(zhí)行以下步驟。
4）縮小故障范圍后，測(cè)量相關(guān)連接導(dǎo)線是否存在斷路或者短路。
5）導(dǎo)線如果完好，則分別采用互換法判斷磁柵尺、信號(hào)采集模塊和伺服驅(qū)動(dòng)中的故障器件。
3.2 故障解決過(guò)程
1）在開(kāi)機(jī)情況下拆下X軸驅(qū)動(dòng)電池，使用萬(wàn)用表直流擋測(cè)量電壓，觀察電壓是否有3.6V，如果在3.6V以下則及時(shí)更換。
2）檢查回原點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)，首先調(diào)整并且緊固接近開(kāi)關(guān)。然后將鐵片靠近接近開(kāi)關(guān)讀數(shù)頭，觀察其后部LED燈是否由暗變亮，如果未變亮則先測(cè)量導(dǎo)線連接是否完好，再更換接近開(kāi)關(guān)。
3）屏蔽磁柵測(cè)量系統(tǒng)，重設(shè)X軸原點(diǎn)。步驟如下。①輸入密碼。在屏幕右下角空白處輸入密碼1131。注意輸密碼時(shí)要謹(jǐn)慎，切勿輸錯(cuò)，確認(rèn)準(zhǔn)確后再按下INPUT按鍵（只有輸入密碼才會(huì)顯示SV參數(shù)條）。②修改參數(shù)。修改參數(shù)N10，進(jìn)入?yún)?shù)界面找到前綴為N的參數(shù)條，找到參數(shù)N10，將原值5改為8。修改參數(shù)SV7，進(jìn)入?yún)?shù)界面切換到SV參數(shù)條，找到參數(shù)SV7，將原值0改為1。修改參數(shù)SV17，找到參數(shù)SV17，將原值8改為0。修改參數(shù)N19，找到參數(shù)SV19，將原值32改為1000。修改參數(shù)N25，找到參數(shù)SV25，將原值82C6改為22C6。參數(shù)設(shè)置好后保存參數(shù)，重新起動(dòng)機(jī)床。③機(jī)床回原點(diǎn)工作原理。不管是磁柵還是電動(dòng)機(jī)編碼器，它們回零的信號(hào)都是回零接近開(kāi)關(guān)發(fā)出的。編碼器的格柵信號(hào)（脈沖）為3mm一次（N10內(nèi)參數(shù)），當(dāng)開(kāi)關(guān)信號(hào)為1時(shí)，必須檢測(cè)到一次格柵信號(hào)，機(jī)床繼續(xù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)信號(hào)變?yōu)?后，機(jī)床繼續(xù)運(yùn)行到下一次格柵信號(hào)的距離，此處為電氣原點(diǎn)（一般OFF點(diǎn)為格柵間距的25%～75%）。機(jī)械原點(diǎn)也就是我們說(shuō)的換刀點(diǎn)的值，是在電氣原點(diǎn)的基礎(chǔ)上加上N11參數(shù)內(nèi)的數(shù)值得出的。④執(zhí)行X/Y軸回零。起動(dòng)設(shè)備，執(zhí)行X軸、Y軸回原點(diǎn)動(dòng)作。⑤調(diào)刀位。調(diào)整物理?yè)Q刀位，X軸、Y軸回原點(diǎn)后，手動(dòng)在主軸和換刀機(jī)械臂上裝上三件套刀具中的兩套。安裝好后執(zhí)行手動(dòng)換刀步驟，機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)抓主軸上的刀，手搖X軸，直至三件套完成組合，記錄下當(dāng)前X軸數(shù)值。⑥調(diào)整回零接近開(kāi)關(guān)，記下的數(shù)值如果差得較多，則可以調(diào)整回零接近開(kāi)關(guān)或者讀數(shù)頭的位置，跟現(xiàn)在原點(diǎn)位置相差1mm以?xún)?nèi)再設(shè)置。⑦設(shè)參數(shù)。設(shè)置X軸換刀位參數(shù)N11。將測(cè)量的X軸數(shù)值補(bǔ)進(jìn)參數(shù)N11內(nèi)（原數(shù)值加上或者減掉測(cè)量數(shù)值）。⑧調(diào)試。X軸原點(diǎn)設(shè)置完成后，保存參數(shù)，重啟設(shè)備。設(shè)備開(kāi)啟后，執(zhí)行各軸回零操作，然后執(zhí)行換刀程序，檢查換刀是否順暢，如果有異響或者卡頓，就需要重復(fù)執(zhí)行步驟⑤～⑦。
4 結(jié)束語(yǔ)
目前公司有這種系列進(jìn)口臥式數(shù)控加工中心數(shù)臺(tái)，在發(fā)生運(yùn)動(dòng)軸原點(diǎn)丟失的伺服報(bào)警時(shí)，都可以直接套用此方法解決故障，大大提升了維修效率，降低了機(jī)床的停機(jī)率。對(duì)平時(shí)的維修過(guò)程進(jìn)行總結(jié)、歸納，往往會(huì)達(dá)到意想不到的效果。
