W200HD是武鋼公司于1994年從捷克進(jìn)口的一臺數(shù)控鏜銑床，在一次使用中，發(fā)現(xiàn)機(jī)床無論走多遠(yuǎn)的距離丙唧，其坐標(biāo)顯示的距離和實際檢測的距離總有一定的誤差，有時達(dá)到幾毫米觅玻，甚至十幾毫米想际。這種定位誤差較大的現(xiàn)象，使數(shù)控機(jī)床無法正常加工溪厘。

2 故障分析及處理

1）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)胡本，它是一種中檔數(shù)控系統(tǒng)，具有三個坐標(biāo)軸聯(lián)動功能畸悬，分辨率是1μm粮锻。對于這種系統(tǒng)，出現(xiàn)上述誤差不正常蒂拯。該系統(tǒng)本身具有自診斷功能刃拼，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任肯。

定位誤差作為位置控制中的重要指標(biāo)额晶，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(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的位置控制部分出現(xiàn)了問題绿窿，使整個閉環(huán)系統(tǒng)的定位誤差過大豌挫，影響機(jī)床的正常加工。

安裝在機(jī)床工作臺上的位置傳感器（這里是光柵）將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖纹轩，該脈沖送至數(shù)控系統(tǒng)的位置測量接口泄艘，由計數(shù)器計數(shù)，計算機(jī)以固定的時間周期對該反饋值采樣缅科，采樣值與插補(bǔ)程序輸出的結(jié)果（即當(dāng)前指令位置）進(jìn)行比較宗商，得到位置誤差，該誤差經(jīng)軟件增益放大（Kc）耗跛，輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器（D/A）裕照，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课兄。如果插補(bǔ)程序不斷有進(jìn)給量產(chǎn)生牍氛，工作臺就不斷地跟隨該進(jìn)給量運(yùn)動，只有在位置誤差為零時烟阐，工作臺才停止在要求的位置上搬俊。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)的蜒茄，軟件負(fù)責(zé)位置誤差和速度環(huán)給定值的計算唉擂，硬件則接受給定值數(shù)字量，進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，為速度環(huán)提供控制電壓玩祟，驅(qū)動坐標(biāo)軸運(yùn)動腹缩，并將機(jī)床工作臺的位置反饋給數(shù)控系統(tǒng)。

根據(jù)故障現(xiàn)象分析問題的出處空扎。該機(jī)床是全閉環(huán)控制系統(tǒng)藏鹊，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碎师。機(jī)床能夠正常移動仅莲，說明機(jī)床伺服單元工作正常。在機(jī)床反饋回路中批贴，如果反饋線斷路辉茴，系統(tǒng)實際上變成開環(huán)，沒有位置反饋用噪，增量從命令增量中減去女骗，跟隨誤差會累積得越來越大，直至溢出誓籽，使驅(qū)動裝置失控镣逃，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凸脚。綜合以上分析可以看出事晶，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裂更。

該機(jī)床的伺服單元可完成電流環(huán)和速度環(huán)的控制。而位置環(huán)（即位置控制）則由數(shù)控系統(tǒng)軟件完成夏哭。數(shù)控系統(tǒng)軟件有數(shù)百個參數(shù)可由用戶設(shè)置检柬，以利于數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床本體配接的二次開發(fā)，這些參數(shù)均保存在CMOS存貯器中竖配，機(jī)床掉電后何址，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)生混亂进胯。但沒有出現(xiàn)電池不足的報警用爪，說明電池的能量還充足。如果數(shù)控系統(tǒng)的控制參數(shù)全部丟失胁镐，則機(jī)床根本不可能運(yùn)行偎血，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)生混亂盯漂，位置控制的軟件計算出現(xiàn)較大誤差颇玷，使定位誤差超出所允許范圍。機(jī)床的位置反饋測量系統(tǒng)的精度和位置環(huán)增益Kc影響到位置誤差的輸出。位置環(huán)增益反映了整個伺服系統(tǒng)的靈敏度帖渠，在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下谒亦，增益越高，定位誤差越小旬效，但機(jī)床容易振蕩炬费，不易調(diào)整；系統(tǒng)的增益越低讯匈，定位誤差越大艾蜓，但機(jī)床容易調(diào)整，不易振蕩∈β福現(xiàn)調(diào)出數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)蘑瓢，檢查位置環(huán)的增益是否選得太低，使定位誤差較大镶悟。經(jīng)校對梦铭，位置環(huán)的增益和機(jī)床調(diào)試好后的增益一致。因此辙哪，該機(jī)床的問題可能在機(jī)床的位置反饋測量系統(tǒng)的精度和控制裝置的位置調(diào)節(jié)精度不匹配上垦祭。

由于該機(jī)床采用全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，是直接從機(jī)床移動部件（工作臺）上獲得位置實際移動值沽澜，因此其檢測精度不受機(jī)械傳動精度的影響籍胯。要使位置環(huán)能夠正常工作，必須具有正確的位置調(diào)節(jié)閉環(huán)回路离福。為此必須使位置測量系統(tǒng)的脈沖與控制裝置的位置調(diào)節(jié)精度相互匹配杖狼。在該系統(tǒng)中有一個可設(shè)置參數(shù)MD5002（共8位），表示反饋輸入分辨率和位置控制分辨率妖爷，只有當(dāng)反饋輸入精度的設(shè)置和位置控制精度的設(shè)置相互匹配時蝶涩，位置環(huán)才可能正確運(yùn)算，使機(jī)床正常移動絮识，在誤差允許的范圍內(nèi)準(zhǔn)確到達(dá)指定位置绿聘。

在CNC系統(tǒng)中，定位誤差的計算是以伺服分辨率為單位的次舌，如果位置反饋輸入的精度和位置控制的精度不一致熄攘，位置誤差的計算就在非統(tǒng)一單位下進(jìn)行的，其結(jié)果就不是真正意義上的指令位置和實際位置的誤差彼念，因而工作臺就不能到達(dá)指令所要求的位置挪圾。

1）故障處理

根據(jù)以上故障分析，調(diào)出系統(tǒng)參數(shù)国拇，校對參數(shù)單元MD5002的內(nèi)容洛史，發(fā)現(xiàn)與原來調(diào)試好的參數(shù)有出入郭宪，可能是外部某種干擾，使RAM中的參數(shù)發(fā)生混亂≌硐辏現(xiàn)將該參數(shù)進(jìn)行正確修改后息扶，使機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)復(fù)位，再開動機(jī)床弹扩，經(jīng)檢測纫脚，機(jī)床的定位精度達(dá)到了正常要求，機(jī)床恢復(fù)了正常生產(chǎn)眶逐。

3 小結(jié)

通過這次故障維護(hù)可見况颈，為了能夠充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床功能多、柔性強(qiáng)洗吉、加工精度高勾奇、自動化程度高的優(yōu)勢，生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品蔼魁，以適應(yīng)市場競爭的需要摆野，就必須注意加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)工作。具體應(yīng)做到如下幾點：（1）保證數(shù)控設(shè)備的使用環(huán)境良好凛驮，符合產(chǎn)品規(guī)定的要求裆站。（2）注意數(shù)控設(shè)備使用電源的維護(hù)。特別當(dāng)增減旁邊共用交流電源的大容量設(shè)備時黔夭，必須觀察是否產(chǎn)生瞬時干擾信號宏胯，防止它破壞機(jī)內(nèi)的程序或參數(shù)，甚至造成死機(jī)本姥，影響機(jī)床的正常運(yùn)行肩袍。（3）數(shù)控設(shè)備應(yīng)有操作規(guī)程。特別防止機(jī)床操作員隨意修改內(nèi)部參數(shù)婚惫。（4）應(yīng)有維修記錄了牛。一般機(jī)床故障都具有規(guī)律性（如常發(fā)故障），維修記錄對今后工作具有指導(dǎo)意義辰妙。（5）要加強(qiáng)有關(guān)數(shù)控設(shè)備技術(shù)人員和操作員的培訓(xùn)工作，結(jié)合理論和實踐來提高他們的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)甫窟。

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