上世紀(jì)80~90年代國內(nèi)引進(jìn)為數(shù)不少的德國維爾納公司TC系列加工中心侨直。以下介紹TC800/TC1000臥式加工中心控制系統(tǒng)的構(gòu)成渐苏、常見故障及處理方法勒葱。與同行交流。

　　一惰拱、控制系統(tǒng)的構(gòu)成

　　TC800/TC1000臥式加工中心裝備了西門子850M數(shù)控系統(tǒng)和兩個(gè)西門子S5 150S可編程序控制器雌贱，其中PLC1執(zhí)行整機(jī)邏輯控制功能LC2主要是刀庫刀具管理中的信息存儲(chǔ)和刷新。

　　主軸控制配置了西門子直流電機(jī)及6RA27系列驅(qū)動(dòng)器搜栽。X、Y、Z治弯、B锣石、W(刀庫)軸采用德國REXROTH indramat交流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器。

　　X犁鹤、Y责肯、Z位置檢測(cè)采用德國海德漢LS701光柵尺構(gòu)成位置全閉環(huán)反饋系統(tǒng)。B舞轧、W軸采用圓光柵位置半閉環(huán)反饋系統(tǒng)诬翩。

　　二、系統(tǒng)故障　　

　　西門子850M數(shù)控系統(tǒng)是西門子80年代中期推出的過度產(chǎn)品饶几。從十幾年的使用經(jīng)驗(yàn)看其穩(wěn)定性不是很好价秉，系統(tǒng)容易出現(xiàn)混亂，機(jī)床無法進(jìn)入工作狀態(tài)暮态○惺辏　　

　　1.系統(tǒng)接通電源屏幕無顯示(黑屏)∥蟊ぃ可能是系統(tǒng)電源直流24V故障或相關(guān)保護(hù)電路跳閘古话，或是NC—PLC數(shù)據(jù)交換故障雏吭。這時(shí)系統(tǒng)板6FX1120紅燈一直亮著。檢查并排除供電電路故障陪踩，復(fù)位或重新啟動(dòng)系統(tǒng)杖们，必要時(shí)重裝系統(tǒng)參數(shù)。

　　2.系統(tǒng)接通電源屏幕有顯示肩狂，但出現(xiàn)報(bào)警40(公共CPU故障)或43 (1 PLC-CPU故障)摘完。這種情況一般是PLC/或PLC2有問題，一般重新啟動(dòng)PLC即可恢復(fù)傻谁。如果多次啟動(dòng)仍不能恢復(fù)正常孝治，則可能要清除PLC或重裝系統(tǒng)參數(shù)。西門子850系統(tǒng)有以下幾種參數(shù)：COMDATA审磁、PLCDATA谈飒、SET-DATA，還有主程序(用戶加工程序)和子程序态蒂。這些數(shù)據(jù)非常重要隅昌，一定要做好備份，以防系統(tǒng)出現(xiàn)混亂或丟失赤蚜。有條件的要備有西門子PG(專用計(jì)算機(jī)或編程器)琼护。因?yàn)樗俏鏖T子數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和PLC控制編程不可缺少的工具。

　　3.另外系統(tǒng)數(shù)據(jù)維持電池電量低報(bào)警6(機(jī)床數(shù)據(jù)電池過低)枕篡，則需要更換電池;報(bào)警16嫩柑、17、18等是數(shù)控系統(tǒng)與外部數(shù)據(jù)輸入輸出裝置交換數(shù)據(jù)時(shí)生香，相關(guān)的RS232接日故障報(bào)警舌捡。根據(jù)系統(tǒng)說明書設(shè)置好相應(yīng)的機(jī)床參數(shù)即可排除。

　　三藐病、伺服軸故障

　　1.104*報(bào)警(指令值太高)主要是由于以下兩個(gè)報(bào)警(112*渐位、132*)的故障引起∩兔恚“*”可以是0栋昙、1、2鸯乃、3鲸阻、4等分別對(duì)應(yīng)于X、Y缨睡、Z鸟悴、B、W軸的報(bào)警，如果是機(jī)床參數(shù)细诸，解釋相同(下同)沛贪。　　

　　2.112*報(bào)警(夾緊檢查)是由于軸的位移指令值與軸移動(dòng)位置檢測(cè)值之間有誤差震贵，超過機(jī)床參數(shù)NC MD212*(軸參數(shù))設(shè)定值利赋。產(chǎn)生報(bào)警有以下兩種情況。

　　(1)軸移動(dòng)機(jī)械阻力過大猩系。比如導(dǎo)軌線性軸承故障媚送，導(dǎo)軌導(dǎo)向塊調(diào)整間隙過緊，滾珠絲桿螺母副間隙調(diào)整過松蝙眶、過緊或滾珠絲桿螺母副磨損等;

　　(2)位置檢測(cè)系統(tǒng)故障季希。位置檢測(cè)系統(tǒng)包括標(biāo)尺光柵、指示光柵(讀頭)牵深、信號(hào)電纜、信號(hào)放大器等喷围。一般故障是由于冷卻液水分蒸發(fā)造成潮濕粉越，或是鐵屑油污造成標(biāo)尺光柵或讀頭被污染，或器件老化讀頭性能下降码杆，而造成位置檢測(cè)信號(hào)的缺失薄罕、信號(hào)電平低等系統(tǒng)無法檢測(cè)到正確的位置信號(hào)，這時(shí)常常伴有軸失控現(xiàn)象(移動(dòng)速度大大超過設(shè)定值)磁应。因此需要清洗光柵妆崇、讀頭;必要時(shí)需要更換讀頭。

　　報(bào)警(控制環(huán)硬件故障)說明位置檢測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障部糠，現(xiàn)象和處理方法與上述“位置檢測(cè)系統(tǒng)故障”類似猜休。如果是啟動(dòng)機(jī)床，報(bào)警即出現(xiàn)提甚，此時(shí)光柵讀頭或信號(hào)放大電路板損壞的幾率較大飞灰。

　　四、主軸故障

　　TC800/TC1000的控制系統(tǒng)不直接對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)器的故障產(chǎn)生診斷報(bào)警褪储。如果主軸系統(tǒng)有故障卵渴，控制系統(tǒng)通常是關(guān)閉機(jī)床。主軸驅(qū)動(dòng)器本身的報(bào)警也比較簡單鲤竹，一般報(bào)警F3浪读、F4(電源頻率超差或電源故障等)，但這是關(guān)閉機(jī)床后主軸驅(qū)動(dòng)器主電源被切斷的報(bào)警辛藻，無實(shí)際意義碘橘。

　　主軸驅(qū)動(dòng)器有四塊電路板：主控制板(098043-A1200)、多功能板(098043-A 1210 )、主回路輸出板(可控硅及脈沖輸出電路)蛹屿、勵(lì)磁控制及輸出板屁奏。可以通過代換法或檢測(cè)判斷故障點(diǎn)错负。有過以下故障：主控板上EEPROM 2804存儲(chǔ)器損壞坟瓢、勵(lì)磁電路一個(gè)降壓電阻燒斷、C98043-A1210電路板損壞等犹撒。同時(shí)由于采用的是直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)折联，因此直流電機(jī)和測(cè)速發(fā)電機(jī)的維護(hù)(碳刷更換和碳粉清潔)必須按要求進(jìn)行。直流電機(jī)損壞也偶有發(fā)生栈站。

　　五疟弹、刀具管理與換刀故障

　　一般加工中心刀具的管理是：刀具編號(hào)(刀具號(hào))與刀庫編號(hào)(刀座號(hào))嚴(yán)格一一對(duì)應(yīng)，一旦確定將“固定”不變(除非人為改變)歇刺，即程序調(diào)用的刀具加工完畢后放回原來取該刀時(shí)的刀座福晋，是一種靜態(tài)管理。而TC800/TC1000刀具管理采用的是刀具號(hào)與刀座號(hào)的關(guān)系是隨機(jī)章慌、動(dòng)態(tài)管理逼税，即程序調(diào)用的刀具加工完畢后就近入庫，不管就近的刀座原來放的是什么刀恳繁，只要規(guī)格(占刀座數(shù))一致就放置惜选。這種動(dòng)態(tài)的管理方式可以節(jié)省存放刀時(shí)間。但是要占用系統(tǒng)資源擎骄，因此TC800/TC1000專門用一個(gè)PLC(PLC2)來管理刀具的信息且仔，并提供一個(gè)刀具管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)界面(VPC表)。通過該界面可以了解到刀庫隔屠、機(jī)械手(左夾和右夾)及主軸的刀具數(shù)據(jù)和運(yùn)行情況凹蜂。這種刀具管理方式，計(jì)算機(jī)時(shí)時(shí)刻刻記住刀具號(hào)與刀座號(hào)的關(guān)系及其變化和每把刀所占的刀座數(shù)藐俺。管理程序龐大而復(fù)雜炊甲，也容易出錯(cuò)，特別是換刀失敗欲芹，手動(dòng)干預(yù)時(shí)往往會(huì)丟失刀具數(shù)據(jù)卿啡，甚至整個(gè)刀庫數(shù)據(jù)混亂而必須重裝刀具數(shù)據(jù)。

　　如果由于某種原因出現(xiàn)換刀終止菱父，可進(jìn)入PLC執(zhí)行強(qiáng)制輸出颈娜，參照相關(guān)界面使換刀動(dòng)作按順序完成，但前提條件是機(jī)床參考點(diǎn)保持建立浙宜。如果是某把刀具數(shù)據(jù)丟失可進(jìn)入相關(guān)界面重新輸入官辽，但若刀具系統(tǒng)混亂只能清除PLC2和用戶程序重裝系統(tǒng)才能使系統(tǒng)恢復(fù)蛹磺。由于換刀機(jī)構(gòu)使用了大量的電感式接近開關(guān)，比如刀具在主軸上的夾緊與放松同仆、刀具在刀庫換刀位的夾緊與放松萤捆、機(jī)械手的伸出與縮回、旋轉(zhuǎn)等俗批。出現(xiàn)換刀故障時(shí)长笋，根據(jù)機(jī)械動(dòng)作的到位情況和動(dòng)作順序，通過查看PLC的I/O狀態(tài)(IW26式亥、27枷此、28、QW14纸藕、15臣锣、16)和相應(yīng)接近開關(guān)狀態(tài)是否吻合，從而判斷故障所在冗炊。一般故障除機(jī)械故障外多半是接近開關(guān)失效所致蔬设，所以應(yīng)備有相應(yīng)型號(hào)規(guī)格的接近開關(guān)。

　　六刘耀、修改機(jī)床參數(shù)排除設(shè)備故障

　　西門子850M數(shù)控系統(tǒng)為最終用戶提供了大量可以修改的機(jī)床參數(shù)泉互。常用的有軸增益、軸零點(diǎn)漂移補(bǔ)償召藻、軸速度限制、軸容差值偿尘，還有與硬件相匹配的機(jī)床數(shù)據(jù)等忆某。這些機(jī)床參數(shù)非常有用，因?yàn)闄C(jī)器在長期的使用中元器件的特性會(huì)發(fā)生一些變化阔蛉，因而引起系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化弃舒，這樣機(jī)床參數(shù)的調(diào)整就顯得很重要。比如TC800機(jī)器驗(yàn)收使用一段時(shí)間后状原，W軸出現(xiàn)指令能執(zhí)行聋呢，但執(zhí)行完指令后軸不停地振動(dòng)而不能靜止，將W軸增益參數(shù)(2604)適當(dāng)減小颠区，振動(dòng)馬上停止削锰。又如TC1000的Y軸回參考點(diǎn)運(yùn)動(dòng)已經(jīng)停止，但參考點(diǎn)完成信號(hào)(標(biāo)志)總是不出現(xiàn)毕莱，同時(shí)指示燈亮器贩，說明Y軸的運(yùn)動(dòng)尚未結(jié)束，通過調(diào)整Y軸零點(diǎn)漂移補(bǔ)償參數(shù)(2721)故障得以解決朋截。

　　七蛹稍、結(jié)束語

　　TC800/TC1000在我公司使用已有16年的歷史，目前仍保持良好的機(jī)械精度。西門子850系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的控制功能订薛，但是由于系統(tǒng)比較大竖沦，功能冗余量大，因此而顯復(fù)雜窑赂。從長期使用經(jīng)驗(yàn)看舍屠，TC800/TC1000存在兩大突出的問題：一是刀庫管理復(fù)雜和換刀故障多;二是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)容易混亂，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性差奶匆，經(jīng)常需要重裝系統(tǒng)对夹。因此要做好機(jī)床數(shù)據(jù)的備份，最好配備西門子編程器以保證機(jī)床的正常工作晕围，減少故障停機(jī)時(shí)間极哨。

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