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)備長期運(yùn)行中出現(xiàn)位置反饋系統(tǒng)報警，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臥式四軸聯(lián)動加工中心，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)位置丟失報警時將無法繼續(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)品交付時間面臨延期，影響公司的信譽(yù)。通過自主攻關(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、故障問題解決思路及解決過程總結(jié)出一套針對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，機(jī)床顯示器上顯示010號X軸原點(diǎn)位置丟失的報警，同時X軸驅(qū)動放大器上循環(huán)顯示21-01號報警。機(jī)床無法執(zhí)行任何動作，處于癱瘓狀態(tài)。該故障第一次發(fā)生，維修人員沒有足夠的經(jīng)驗?zāi)軌蛟诘谝粫r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)品交付時間面臨延期。
驅(qū)動放大器上循環(huán)顯示21-01號報警，發(fā)生此類報警，說明參考點(diǎn)數(shù)據(jù)丟失。由于機(jī)床位置測量采用的是全閉環(huán)測量系統(tǒng)，所以原點(diǎn)檢測裝置必定是海德漢磁柵，也就不用考慮是電動機(jī)編碼器的問題。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軸反饋信號接線如圖1所示。
2）回原點(diǎn)接近開關(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)頭到信號采集轉(zhuǎn)換模塊的導(dǎo)線有斷點(diǎn)；信號采集轉(zhuǎn)換模塊到伺服驅(qū)動器的導(dǎo)線有斷點(diǎn)。
5）驅(qū)動內(nèi)部印刷電路故障，丟失而且無法保存原點(diǎn)數(shù)據(jù)[2]。
圖1 X軸反饋信號接線
3 故障處理
3.1 故障問題解決思路
根據(jù)以上可能發(fā)生故障的原因，可以由簡入難逐個測試排除，找到故障產(chǎn)生的真正原因[3]。
1）檢查X軸驅(qū)動電池電壓。
2）回原點(diǎn)接近開關(guān)故障表現(xiàn)形式為回原點(diǎn)狀態(tài)下出現(xiàn)該報警。檢查回原點(diǎn)接近開關(guān)狀態(tài)是否異常。如果X軸在回原點(diǎn)時無法檢測到此接近開關(guān)信號，X軸將無法進(jìn)入回原點(diǎn)格柵，也就無法完成回原點(diǎn)。
3）屏蔽X軸磁柵尺的檢測功能，即全閉環(huán)改為半閉環(huán)。此步驟完成后可以判斷磁柵、信號采集模塊、伺服驅(qū)動和相關(guān)連接導(dǎo)線是否完好。如果屏蔽后報警消失，則說明以上元器件至少有一個存在問題。如果現(xiàn)場急著生產(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)不繁忙時再執(zhí)行以下步驟。
4）縮小故障范圍后，測量相關(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、信號采集模塊和伺服驅(qū)動中的故障器件。
3.2 故障解決過程
1）在開機(jī)情況下拆下X軸驅(qū)動電池，使用萬用表直流擋測量電壓，觀察電壓是否有3.6V，如果在3.6V以下則及時更換。
2）檢查回原點(diǎn)接近開關(guān)，首先調(diào)整并且緊固接近開關(guān)。然后將鐵片靠近接近開關(guān)讀數(shù)頭，觀察其后部LED燈是否由暗變亮，如果未變亮則先測量導(dǎo)線連接是否完好，再更換接近開關(guān)。
3）屏蔽磁柵測量系統(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。注意輸密碼時要謹(jǐn)慎，切勿輸錯，確認(rèn)準(zhǔn)確后再按下INPUT按鍵（只有輸入密碼才會顯示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)，重新起動機(jī)床。③機(jī)床回原點(diǎn)工作原理。不管是磁柵還是電動機(jī)編碼器，它們回零的信號都是回零接近開關(guān)發(fā)出的。編碼器的格柵信號（脈沖）為3mm一次（N10內(nèi)參數(shù)），當(dāng)開關(guān)信號為1時，必須檢測到一次格柵信號，機(jī)床繼續(xù)運(yùn)行開關(guān)信號變?yōu)?后，機(jī)床繼續(xù)運(yùn)行到下一次格柵信號的距離，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。起動設(shè)備，執(zhí)行X軸、Y軸回原點(diǎn)動作。⑤調(diào)刀位。調(diào)整物理換刀位，X軸、Y軸回原點(diǎn)后，手動在主軸和換刀機(jī)械臂上裝上三件套刀具中的兩套。安裝好后執(zhí)行手動換刀步驟，機(jī)械手轉(zhuǎn)動來抓主軸上的刀，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)整回零接近開關(guān)或者讀數(shù)頭的位置，跟現(xiàn)在原點(diǎn)位置相差1mm以內(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
目前公司有這種系列進(jìn)口臥式數(shù)控加工中心數(shù)臺，在發(fā)生運(yùn)動軸原點(diǎn)丟失的伺服報警時，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。對平時的維修過程進(jìn)行總結(jié)、歸納，往往會達(dá)到意想不到的效果。
