西門子840D直線軸回零標(biāo)記移動(dòng)導(dǎo)致刀庫故障

張歷棟

（中國(guó)電子科技集團(tuán)第39研究所制造部，陜西西安 710065）

1 故障現(xiàn)象

單位一臺(tái)臥式加工中心，搭載西門子840D數(shù)控系統(tǒng)，在設(shè)備搬遷以后，存在主軸高轉(zhuǎn)速異響的故障，并且每次Y軸回零點(diǎn)就出現(xiàn)超硬限位的系統(tǒng)報(bào)警，機(jī)床結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 故障分析和解決辦法

2.1 主軸高轉(zhuǎn)速異響故障

對(duì)主軸電機(jī)拆除以后，發(fā)現(xiàn)主軸電機(jī)上同步帶磨損嚴(yán)重，主軸同步帶帶輪擋圈一邊丟失，帶輪擋圈掉入主軸箱，造成主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)異響，對(duì)主軸電機(jī)同步帶帶輪擋圈更換（更換的時(shí)候要注意高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)平衡問題，應(yīng)對(duì)擋圈均勻進(jìn)行鉚接），更換主軸同步帶，并對(duì)同步帶的張力松緊進(jìn)行調(diào)整。

圖1 臥式加工中心示意圖

2.2 主軸定向角度的調(diào)整

更換主軸同步帶后，要對(duì)主軸換刀時(shí)的主軸定向的角度進(jìn)行調(diào)整。有4個(gè)操作步驟。

（1）在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上吸上百分表。

（2）在MDI下執(zhí)行M19指令，此時(shí)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈后定向，數(shù)控系統(tǒng)上主軸坐標(biāo)值為00。

（3）主軸手動(dòng)模式下，用手轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，在主軸上卡刀具的突臺(tái)上壓百分表，在2個(gè)突臺(tái)上來回移動(dòng)X軸，百分表動(dòng)就用手轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，直到2個(gè)突臺(tái)和X，Z軸所在的平面平行。記下系統(tǒng)上此時(shí)主軸的角度值(42.3120)。

（4）進(jìn)入840D系統(tǒng)，輸入sunrise密碼，按軸數(shù)據(jù)按鍵，按軸+按鍵，切換軸到AX5:C，查看MD34090[0]$MA_REFP_MOVE_DIST_CORR=60.488°，用測(cè)量值 42.312°加上原有值60.488°最終修改值為102.8°。修改C軸（主軸）的參數(shù)MD34090[0]$MA_REFP_MOVE_DIST_CORR=102.8°，關(guān)機(jī)重啟，再執(zhí)行M19，此時(shí)主軸上凸臺(tái)平面就和X，Z平面平行了，滿足換刀時(shí)主軸定向角度。

2.3 Y軸回零點(diǎn)就超出行程的報(bào)警

（1）故障分析：在檢查Y軸后，發(fā)現(xiàn)Y軸已壓到限位開關(guān)了，Y軸光柵尺型號(hào)是海德漢LS186光柵尺，如圖2所示。圖上黑色的磁條是回零標(biāo)記，通過卡槽卡進(jìn)光柵尺鋁殼上，由于Y軸垂直于大地，因設(shè)備搬遷時(shí)有機(jī)械振動(dòng)，導(dǎo)致此回零標(biāo)記移動(dòng)了。

（2）解決方法：系統(tǒng)檢測(cè)到回零標(biāo)記（黑色磁條）后減速并移動(dòng)參考點(diǎn)偏移值（參考點(diǎn)偏移量MD34080加上參考點(diǎn)偏移修調(diào)量MD34090的和）才是Y軸停止位置。在系統(tǒng)上查看（MD34080[1]=51 mm，加上MD34090[1]=48 mm）經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)已經(jīng)超出Y軸限位開關(guān)位置，必然觸發(fā)硬限位報(bào)警，故調(diào)整Y軸的MD34090[1]=40 mm，使其壓上參考點(diǎn)擋塊后，Y軸移動(dòng)距離不壓上行程開關(guān)，Y軸回零點(diǎn)成功。隨后調(diào)節(jié)MD36100第一軟限位負(fù)向，MD36110第一軟限位正向，至合理數(shù)值。

圖2 海德漢LS186光柵尺

2.4 換刀故障的處理

因?yàn)閅軸回零點(diǎn)的移動(dòng)，所以換刀時(shí)主軸?？康腨軸坐標(biāo)也需要修改。通過PLC輸出點(diǎn)強(qiáng)制功能，使液壓電磁閥動(dòng)作，使機(jī)械手卡爪伸出，打表，上下移動(dòng)Y軸，調(diào)整Y軸換刀位置到合適位置，查看系統(tǒng)坐標(biāo)，調(diào)整Y軸換刀位置參數(shù)MD30600[1]。最終調(diào)整Y軸換刀位置參數(shù)為MD30600[1]=-668.0 mm。但是在MDI下，主軸上是8#刀的情況下，執(zhí)行T10 M6指令以后，刀庫旋轉(zhuǎn)10#刀到換刀點(diǎn)，主軸?？吭趽Q刀位置，主軸定向，但是換刀機(jī)械手沒有換刀動(dòng)作，MMC上顯示主軸上當(dāng)前刀號(hào)自動(dòng)變?yōu)?0#刀，系統(tǒng)認(rèn)為換刀完成。

追蹤PLC至FC35的Network 59，Y軸不在換刀點(diǎn)：

A M 60.0

A Q 5.2

AN M 202.2

A(

O DB32.DBX 60.5注釋：DB32.DBX60.5 光柵尺回零已經(jīng)成功測(cè)量2系統(tǒng)

O DB32.DBX 60.4注釋：DB32.DBX60.4 編碼器回零已經(jīng)成功測(cè)量1系統(tǒng)

)

O

A M 150.1

AN I 3.7

= M 150.1

在系統(tǒng)的PLC輸入輸出點(diǎn)監(jiān)控界面里輸入M202.2，發(fā)現(xiàn)M 202.2一直為0。

追蹤M 202.2至FC31的Network 64:

L MD 78

L -6.720000e+002 //Y＜-672

＜R

= M 203.2

L MD 78

L -6.780000e+002 //Y＞-678

＞R

= M 204.2

A M 203.2

A M 204.2

= M 202.2

FC31要求，-678mm＜MD30600[1]的值＜-672 mm，而MD30600[1]=-668.0 mm，超出范圍。故連接PLC編程電纜，修改-6.720000e+002為-6.670000e+002，換刀故障消除。

3 結(jié)語

海德漢LS186光柵尺的磁條回零標(biāo)記使用方便，但是在應(yīng)用的時(shí)候必須安裝牢靠，防止因?yàn)樗蓜?dòng)而導(dǎo)致系統(tǒng)零點(diǎn)位置的變更，影響與系統(tǒng)坐標(biāo)有關(guān)系的軸，最好在PLC里面編寫相應(yīng)的保護(hù)程序，防止當(dāng)零點(diǎn)移動(dòng)后機(jī)床發(fā)生機(jī)械碰撞事故，保證機(jī)床安全。