1故障現(xiàn)象

W200HD是武鋼公司于1994年從捷克進口的一臺數(shù)控鏜銑床,在一次使用中,發(fā)現(xiàn)機床無論走多遠的距離,其坐標顯示的距離和實際檢測的距離總有一定的誤差,有時達到幾毫米,甚至十幾毫米挪钓。這種定位誤差較大的現(xiàn)象,使數(shù)控機床無法正常加工河质。

2故障分析及處理

◆故障分析

鏜銑床W200HD所配的數(shù)控系統(tǒng)是德國西門子公司的SINUMERIK系統(tǒng),它是一種中檔數(shù)控系統(tǒng),具有三個坐標軸聯(lián)動功能,分辨率是1μm。對于這種系統(tǒng),出現(xiàn)上述誤差不正常蔑歌。該系統(tǒng)本身具有自診斷功能,然而上述故障在顯示器上沒有顯示出來,需要人為判斷并加以排除羹应。

定位誤差作為位置控制中的重要指標,可較全面地判斷位置控制是否正常。由故障現(xiàn)象可以判定出機床數(shù)控系統(tǒng)的位置控制部分出現(xiàn)了問題,使整個閉環(huán)系統(tǒng)的定位誤差過大,影響機床的正常加工丐膝。

安裝在機床工作臺上的位置傳感器(這里是光柵)將機械位移轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖,該脈沖送至數(shù)控系統(tǒng)的位置測量接口,由計數(shù)器計數(shù),計算機以固定的時間周期對該反饋值采樣,采樣值與插補程序輸出的結(jié)果(即當前指令位置)進行比較,得到位置誤差,該誤差經(jīng)軟件增益放大(Kc),輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A),為伺服單元提供控制電壓,驅(qū)動工作臺向減小誤差的方向移動孽衩。如果插補程序不斷有進給量產(chǎn)生,工作臺就不斷地跟隨該進給量運動,只有在位置誤差為零時,工作臺才停止在要求的位置上。由此可見,位置控制功能是由軟件和硬件兩部分共同實現(xiàn)的,軟件負責位置誤差和速度環(huán)給定值的計算,硬件則接受給定值數(shù)字量,進行D/A轉(zhuǎn)換,為速度環(huán)提供控制電壓,驅(qū)動坐標軸運動,并將機床工作臺的位置反饋給數(shù)控系統(tǒng)焕徽。

根據(jù)故障現(xiàn)象分析問題的出處陌沟。該機床是全閉環(huán)控制系統(tǒng),位置傳感器安裝在工作臺上,理論上定位誤差不受絲杠間隙和螺距誤差的影響。機床能夠正常移動,說明機床伺服單元工作正常竹恃。在機床反饋回路中,如果反饋線斷路,系統(tǒng)實際上變成開環(huán),沒有位置反饋,增量從命令增量中減去,跟隨誤差會累積得越來越大,直至溢出,使驅(qū)動裝置失控,這時數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能會發(fā)揮作用,發(fā)出反饋回路斷開的報警信息截巢。綜合以上分析可以看出,位置控制的硬件部分沒有問題,因而故障可能出在軟件部分。

該機床的伺服單元可完成電流環(huán)和速度環(huán)的控制肘勾。而位置環(huán)(即位置控制)則由數(shù)控系統(tǒng)軟件完成呻蚪。數(shù)控系統(tǒng)軟件有數(shù)百個參數(shù)可由用戶設(shè)置,以利于數(shù)控系統(tǒng)與機床本體配接的二次開發(fā),這些參數(shù)均保存在CMOS存貯器中,機床掉電后,參數(shù)不會丟失,一旦電池不足(低于額定值的85%)或外部干擾可使參數(shù)丟失而發(fā)生混亂。但沒有出現(xiàn)電池不足的報警,說明電池的能量還充足箫废。如果數(shù)控系統(tǒng)的控制參數(shù)全部丟失,則機床根本不可能運行,因此很可能是外部的某種干擾,使位置控制的部分參數(shù)發(fā)生混亂,位置控制的軟件計算出現(xiàn)較大誤差,使定位誤差超出所允許范圍础姚。

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