某大型鏜銑中心測(cè)量反饋系統(tǒng)故障

（1）故障現(xiàn)象。某大型鏜銑中心采用西門子840Dsl系統(tǒng)，每當(dāng)使用附件頭TS6時(shí)，出現(xiàn)“C軸主動(dòng)編碼器硬件故障”報(bào)警，重啟機(jī)床故障復(fù)現(xiàn)。（2）故障分析及解決方案。該機(jī)床是五軸聯(lián)動(dòng)大型數(shù)控機(jī)床，帶有TS6、TS15、TS20三個(gè)附件頭，X、Y、Z是直線軸，A、B、C為旋轉(zhuǎn)軸，其中C軸是某一附件頭上自帶的旋轉(zhuǎn)軸，可參與聯(lián)動(dòng)。C軸是全閉環(huán)控制，該機(jī)床的反饋系統(tǒng)測(cè)量元件主要包括增量編碼器和磁柵尺，又根據(jù)報(bào)警提示知，屬于測(cè)量反饋系統(tǒng)故障，此故障一般情況下與C軸磁柵尺、伺服驅(qū)動(dòng)模塊、連接電纜以及機(jī)床參數(shù)設(shè)置等有關(guān)，首先檢查相關(guān)參數(shù)正常，并更換伺服模塊和連接電纜，故障復(fù)現(xiàn)，又把該C軸在另一臺(tái)同類同型號(hào)機(jī)床上測(cè)試，結(jié)果正常，說明編碼器本身正常。上述常規(guī)的可能原因均以排除，從整體上進(jìn)行分析，有可能其他原因間接導(dǎo)致該報(bào)警，考慮到磁柵尺干擾性能較差，推測(cè)有可能的原因是信號(hào)干擾，而影響信號(hào)的干擾因素有電纜屏蔽線是否良好、接地線是否虛接等。重新檢查電氣柜發(fā)現(xiàn)，C軸電機(jī)的動(dòng)力線電纜屏蔽層接地不良，且該動(dòng)力線和編碼器線走在同一管路中，而動(dòng)力線屬于強(qiáng)電，編碼器線屬于弱電，容易造成信號(hào)干擾。重新將動(dòng)力線電纜屏蔽層緊固接地，保接地良好（圖3）。經(jīng)測(cè)試，故障徹底排除。（3）小結(jié)。①數(shù)控機(jī)床自診斷功能能幫助技術(shù)人員判斷故障方向，但也不盡然。在進(jìn)行故障診斷時(shí)，有時(shí)需要“發(fā)散性思維”，盡可能從整體上考慮故障原因，不能漏掉任何一個(gè)可疑因素。②大型機(jī)床控制系統(tǒng)復(fù)雜（尤其是電氣部分），容易受到信號(hào)干擾，如電磁波干擾、供電線路干擾、信號(hào)傳輸干擾，應(yīng)采取有效措施盡量避免。（4）改進(jìn)措施。①為供電線路干擾（主要是強(qiáng)電部分），電源端安裝交流穩(wěn)壓器、電源濾波器和帶屏蔽層的隔離變壓器，且數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)離具有中高頻電源的設(shè)備。②為機(jī)床控制中的信號(hào)線路干擾（主要是弱電部分），應(yīng)保“接地”良好和采用電磁屏蔽、靜電屏蔽技術(shù)等措施，且動(dòng)力線和信號(hào)線分開走線。

2.3某大型五軸數(shù)控龍門銑床電主軸松緊故障

（1）故障現(xiàn)象。該五軸數(shù)控龍門銑床采用SIEMENS840D數(shù)控系統(tǒng)，在給電主軸裝時(shí)，機(jī)械上有緊動(dòng)作，實(shí)際上具已經(jīng)安裝到主軸并夾緊，但“緊到位”信號(hào)燈不亮，進(jìn)而造成主軸缺少“使能”，造成機(jī)床不能正常運(yùn)行。（2）故障分析及解決方案。在分析具體故障原因之前，須清楚電主軸松緊基本原理。該機(jī)床采用雙回轉(zhuǎn)擺動(dòng)銑頭，通過力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)A、C旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)，A軸擺動(dòng)體內(nèi)安裝電主軸，電主軸松緊動(dòng)作主要是由流量計(jì)、K11控制模塊和機(jī)床PLC配合完成的，三者信號(hào)傳遞關(guān)系見圖4。當(dāng)主軸松或緊時(shí)，PLC輸出開關(guān)量信號(hào)給K11模塊來控制松緊電磁閥動(dòng)作，流量計(jì)能夠檢測(cè)出液壓管路中流過油液的流量，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字脈沖信號(hào)輸送給K11模塊，再由K11模塊把數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)松到位、緊到位和無夾緊三個(gè)具位置的開關(guān)量信號(hào)輸送給PLC，PLC接收到具體信號(hào)后才能完成整套松緊動(dòng)作。由以上電主軸松緊控制原理知，電主軸松緊是否到位是由流量計(jì)檢測(cè)的，這不同于傳統(tǒng)的“位置檢測(cè)”。緊到位信號(hào)燈不亮的主要原因可能是：①流量計(jì)沒有檢測(cè)到足夠的液壓流量；②流量計(jì)已經(jīng)將足夠的脈沖信號(hào)傳遞給K11模塊，但K11模塊內(nèi)部參數(shù)設(shè)置有誤。③液壓管路中進(jìn)入空氣，影響流量計(jì)檢測(cè)信號(hào)。為進(jìn)一步診斷故障，采取以下措施：主軸松緊由單獨(dú)的液壓站來驅(qū)動(dòng)，先檢查液壓站中油量是否充足，保油量滿足需求；利用專用排氣工具保管路中空氣排盡。再次進(jìn)行松緊測(cè)試，故障復(fù)現(xiàn)。由排除法知，故障原因有可能是K11模塊（見圖5）參數(shù)設(shè)置問題，以下將進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。借助“K11-controller”軟件監(jiān)控K11模塊狀態(tài)，圖6是軟件與機(jī)床K11模塊正常連接后狀態(tài)，查看CLAMP→Short[Pulses]和Long[Pulses]中數(shù)據(jù)依次為262、304，分別代表“有夾緊”狀態(tài)的上、下限值，如果測(cè)試的數(shù)據(jù)不在上、下限值范圍內(nèi)，則出現(xiàn)信號(hào)輸出異常。首行10次“有夾緊”測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)見圖7，結(jié)果均為short（即：信號(hào)異常）。