HTC-250M車銑加工中心X軸下墜故障分析

■ 昌河飛機工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司 （江西景德鎮(zhèn) 333002） 林超青

1.HTC-250M車銑加工中心故障現(xiàn)象

一臺HTC-250M車銑加工中心在使用過程中頻繁發(fā)生X軸下墜現(xiàn)象，機床有時剛剛上電就出現(xiàn)X軸下墜現(xiàn)象，有時在移動過程中出現(xiàn)X軸下墜現(xiàn)象，或者機床上電后坐標(biāo)軸沒有運動也會出現(xiàn)X軸下墜現(xiàn)象，導(dǎo)致機床停機無法使用。機床發(fā)生故障時出現(xiàn)了比較混亂的報警信息，主要報警信息分別有：①410 SERVO ALARM: X AXIS EXCESS ERR。②416 soft disconnect。③445 unmatch feedback parameter。④421 hardware disconnect。

2.HTC-250M車銑加工中心故障分析判斷及處理的思路和方法

機床頻繁出現(xiàn)X軸下墜現(xiàn)象，并出現(xiàn)410報警，該報警的主要原因是機床坐標(biāo)軸的停止位置偏差值或坐標(biāo)軸移動時位置偏差值超過參數(shù)1828、1829的設(shè)定值。對于這種情況，原參數(shù)中1828的設(shè)定值是20000，后來把參數(shù)值設(shè)定為50000，再次進(jìn)行測試，依然沒有任何變化，因此可以排除是參數(shù)設(shè)置原因造成的故障。

引起410報警的可能因素：①機床在停止時遭到撞擊，導(dǎo)致電動機編碼器位置與光柵尺位置反饋不一致，使位置偏差超過1828參數(shù)，產(chǎn)生報警。②機床的伺服或電動機性能不好，在運動時電動機無法驅(qū)動坐標(biāo)軸而導(dǎo)致報警。③機床的絲杠或其他傳動環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。④電動機的報閘出現(xiàn)問題。⑤電動機的編碼器或編碼器的電纜出現(xiàn)問題。⑥機床坐標(biāo)軸的光柵尺或讀數(shù)頭出現(xiàn)問題，導(dǎo)致位置環(huán)和速度環(huán)的位置偏差超出允許偏差。

對于第1種情況，經(jīng)過現(xiàn)場查看和了解，機床沒有發(fā)生撞擊意外事故，操作正常，因此撞擊原因可以排除。

對于第2種原因，可以把機床改成半閉環(huán)進(jìn)行檢測，如果改成半閉環(huán)，系統(tǒng)將不會檢測光柵尺的位置讀數(shù)，位置反饋依靠電動機編碼器，如果伺服或電動機性能不好，機床在運動時故障將會重現(xiàn)。

機床改成半閉環(huán)后操作機床，發(fā)現(xiàn)機床沒有任何報警，運行正常，因此可以排除伺服或電動機出現(xiàn)故障的可能性，而這一測試同樣可以排除第4和第5種可能的原因，因為如果故障是由第4和第5種原因造成，機床半閉環(huán)狀態(tài)下也不能運轉(zhuǎn)。

同時在半閉環(huán)和全閉環(huán)測試過程中又出現(xiàn)416 soft disconnect報警，而416報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)測試結(jié)果和新出現(xiàn)的416報警，因此對光柵尺和讀數(shù)頭的線進(jìn)行檢查和測量，結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)問題。

在機床發(fā)生故障時發(fā)現(xiàn)，雖然機床X軸下墜，但是顯示器上X軸的坐標(biāo)值沒有變化。在反復(fù)測試過程中還出現(xiàn)過一次完全相反的情況，機床沒有任何動作和下墜，但是X軸的坐標(biāo)值卻一直在變化，坐標(biāo)值的跳動值達(dá)到200mm。發(fā)生這兩種現(xiàn)象時都是在全閉環(huán)的情況下，在全閉環(huán)時，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，可以確定機床X軸下墜的原因是由X軸的光柵尺系統(tǒng)出現(xiàn)問題導(dǎo)致，與機床的伺服或電動機無關(guān)。

在拆下光柵尺和讀數(shù)頭進(jìn)行檢查時發(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)問題。在對光柵尺和讀數(shù)頭進(jìn)行清潔后，重新上電，結(jié)果機床直接出現(xiàn)421 hardware disconnect，無法上電，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)行測試。光柵尺制造商測試結(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)頭安裝到機床后，機床上電測試，結(jié)果機床又發(fā)生410和416報警。由于可以排除伺服、電動機、光柵尺和讀數(shù)頭損壞（因為光柵尺和讀數(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，于是對光柵尺和讀數(shù)頭反復(fù)安裝和調(diào)整，但是機床始終只能低速用手輪移動，機床一進(jìn)行回零就會報警，同時出現(xiàn)445 unmatch feedback parameter報警，而有時即使機床不移動也會出現(xiàn)410報警。于是懷疑機床的報閘出現(xiàn)問題，時好時壞，于是把機床報閘電纜移除，機床沒有任何報警，因此可以排除報閘原因。

由于光柵尺和讀數(shù)頭返廠維修，返回時制造商做過測試，測試結(jié)果表明光柵尺和讀數(shù)頭已經(jīng)修理完好。而機床的報警表明，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，這時機床就不會有任何報警，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，只能低速運行，高速運行時，誤差增大，超過1828參數(shù)設(shè)定的偏差值，數(shù)控系統(tǒng)就發(fā)出報警信號，機床急停。由于在安裝和調(diào)試時，只對光柵尺和讀數(shù)頭安裝板進(jìn)行調(diào)整，而送修時光柵尺和讀數(shù)頭、安裝板一起送修，所以制造商做測試和維修時可能拆卸過讀數(shù)頭、安裝板，在安裝時光柵尺和讀數(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)整完畢后上電測試，機床報警消除，回零和程序運行正常，機床故障排除。

3.結(jié)語

機床出現(xiàn)報警時，特別是出現(xiàn)比較混亂的報警時，一定要從原理上進(jìn)行分析和判斷，列出可能導(dǎo)致問題出現(xiàn)的各種原因，然后對可能的原因進(jìn)行逐一排查和測試，最終確定故障原因，才能解決故障，消除報警，使機床恢復(fù)正常運行。