HTC-250M車銑加工中心X軸下墜故障分析
2020-3-13 來源：昌河飛機工業(yè)（集團） 作者：林超青
摘要：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，機床出現(xiàn)報警停機故障，導致機床停機無法使用，該機床報警信息混亂，針對該問題，本文提出了分析判斷及處理的一些思路和方法。
關(guān)鍵字：車銑加工中心 X軸 故障分析 光柵尺
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軸沒有運動也會出現(xiàn)X軸下墜現(xiàn)象，導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 S E RV O 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軸的停止位置偏差值或坐標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)動坐標軸而導致警。
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 機床坐標軸的光柵尺或讀數(shù)頭出現(xiàn)問題，導致位置環(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軸的坐標值沒有變化。在反復測試過程中還出現(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軸的坐標值卻一直在變化，坐標值的跳動值達到2 0 0 m m 。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，而廠房的壓縮空氣含有大量的水，導致光柵尺和讀數(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），導致故障發(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，機床一進行回零就會報警，同時出現(xiàn)445 unmatch feedback arameter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，一定要從原理上進行分析和判斷，列出可能導致問題出現(xiàn)的各種原因，然后對可能的原因進行逐一排查和測試，最終確定故障原因，才能解決故障，消除報警，使機床恢復正常運行。
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