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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（集團）作者：林超青

摘要：HTC-250M車銑加工中心在使用過（guò）程中頻繁發生X軸下墜現（xiàn）象，機床出（chū）現報警停機故障（zhàng），導致機床停機無法使用，該機床報警信息混亂，針（zhēn）對該問題，本（běn）文（wén）提出了分析判斷及處理的一些思路和方法。

關鍵字（zì）：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（yī）台HTC-250M車銑加工中心在使用過（guò）程中頻繁發生X軸（zhóu）下墜（zhuì）現象，機床有時剛剛上電就（jiù）出現X軸下墜現象，有時在移動過程（chéng）中出（chū）現X軸下墜（zhuì）現象，或者機床（chuáng）上電後坐標軸沒有運動也會出現X軸下墜現（xiàn）象，導致機床停機無法使用。機床發生故障時出現了比較混亂的報警信息，主（zhǔ）要報警信息（xī）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（chē）銑加工中心故障分析判斷及處理（lǐ）的思路和方法

機床頻繁出現（xiàn）X軸下墜現象，並出現410報警，該報警的主要原因是機床坐標軸的（de）停止位置偏（piān）差值或坐標軸移動時位置偏差值（zhí）超過參數1828、1829的設（shè）定值（zhí）。對於這種情況，原參數中1828的設定值（zhí）是20000，後來把參數值設（shè）定為50000，再次進行測試，依（yī）然沒有任何變化，因此可以排除是參數設置原（yuán）因造成的故（gù）障。

引起410報（bào）警（jǐng）的可（kě）能因素：

① 機床在停止時遭到撞擊，導致電動（dòng）機編碼器位置與光柵（shān）尺（chǐ）位置反饋不一致，使（shǐ）位置偏差超過1828參數，產生報警。

② 機床的（de）伺服（fú）或電動機性能不好，在運動時電（diàn）動機無法驅動坐標軸而（ér）導致警。

③ 機（jī）床的絲杠或其他傳（chuán）動環節出現（xiàn）問題。

④ 電動機的（de）報閘出現問題。

⑤ 電動機的編碼器或編碼器的電纜出（chū）現問題。

⑥ 機床坐標軸（zhóu）的光柵尺或讀數頭出現問題，導致位置環（huán）和速度環的位置偏差超出允許偏差。

對於第1種情況，經過現（xiàn）場查看和了（le）解，機床沒（méi）有發生撞（zhuàng）擊意外（wài）事故，操作正常，因此（cǐ）撞擊原（yuán）因可以排除。

對於第2種原因（yīn），可以把機床改成半閉環進行檢測，如果（guǒ）改成半閉環，係統將不會檢測光柵尺（chǐ）的位置讀數，位置反饋依靠電動機（jī）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。

機床改（gǎi）成半閉環後操作機床，發現機床沒有任何報警，運行正常，因此可以排除伺服或電動機出現故障的可能性，而（ér）這一測試同樣可以排除第（dì）4和第5種可能的原因，因為如果故障是由第（dì）4和第5種原因（yīn）造成，機床（chuáng）半閉環狀態下也不能運轉。

同（tóng）時在半（bàn）閉環和全（quán）閉（bì）環測試過程中又出現416 soft disconnect報警，而（ér）416報警是由於光柵尺的線接（jiē）觸不良等原因出（chū）現的軟故障，根據半閉環（huán）測試結果和（hé）新出（chū）現的416報警，因此對光柵（shān）尺和讀

數頭（tóu）的線進行檢查和測量（liàng），結果沒有發現問題。

在機床發生故障時發現，雖然機（jī）床（chuáng）X軸下墜，但是顯示器上X軸的坐標值沒有變化。在反複（fù）測試過程中還出現過一次完全相（xiàng）反的情況，機床沒有任何動作和下墜（zhuì），但是X軸的坐標值卻一（yī）直在變化，坐標（biāo）值的跳動值達到2 0 0 m m 。發生這兩種現象時都是在全閉環的情況下（xià），在全閉環時，由（yóu）於坐標值的變化是由（yóu）光柵尺位置（zhì）變（biàn）化、光柵尺讀數頭讀數造成的，但是機床的故（gù）障現（xiàn）象完全相反，原因就是光柵尺讀數頭誤讀數或不讀數造成，因此，可以確定機床X軸下墜（zhuì）的原因是由X軸的光柵尺係統（tǒng）出現問題導致，與機床的伺服或電動機無關。

在拆下光柵尺和讀數頭進行檢查時發（fā）現，光柵尺和讀數頭都（dōu）比較（jiào）髒，這是由於該光柵尺采用壓縮空氣防護，而廠房的壓縮空氣含有大量（liàng）的水，導致光柵尺和讀數頭受（shòu）汙染而出現問題。在對光（guāng）柵尺和讀數頭進行清潔後，重新上電，結果機床（chuáng）直接出現421 hardware disconnect，無法上（shàng）電，因此可以確定光柵（shān）尺和（hé）讀數頭出現硬件故障。於是（shì）把光柵尺和（hé）讀數頭送廠家（jiā）進行測試。光柵尺製造（zào）商測試結果反饋表明，讀數頭損壞。

把修理完成後的光柵尺和讀（dú）數頭安裝到機床後（hòu），機床上電測試，結果機床又（yòu）發生410和416報警。由於可以排除伺服、電（diàn）動機、光（guāng）柵尺和讀數頭損壞（因為光柵尺和讀數頭（tóu）已修複），導致故障發（fā）生的（de）可能原因隻有光柵尺和讀（dú）數頭安裝不良（liáng），於是對（duì）光（guāng）柵尺和讀數頭反複（fù）安裝和調整，但是機床始終隻能低速（sù）用手（shǒu）輪移動，機床一進（jìn）行回零就會（huì）報警，同時出現445 unmatch feedback arameter報警（jǐng），而有時即使（shǐ）機床不（bú）移（yí）動也會出現410報警。於是懷疑機床的報閘出現問題，時好時（shí）壞，於是把機床報閘電纜移除，機床沒有任（rèn）何報警，因此可以排除報閘原因。

由於光柵尺和讀數頭返廠維修，返回時製造商做過測試，測試結果（guǒ）表（biǎo）明光柵尺和讀數頭已經修（xiū）理完好。而機床的報警表（biǎo）明（míng），故障還是由於（yú）光柵（shān）尺和讀數頭引起，而且如果把光柵尺（chǐ）兩端的固定螺釘去掉，使光柵（shān）尺處於自由狀態，然後安裝工裝固定讀數頭（tóu）和光柵尺，這時機床就不會有任何報警，於是可以確定，故障是由於光柵尺和讀（dú）數頭安裝不良（liáng）導致，光柵尺和讀數頭安裝不良，兩者平行度不好，造成讀數不（bú）準確，隻能低速運行，高速運行時，誤差增大，超過1828參數設定的偏差（chà）值，數控（kòng）係統就發出報警信（xìn）號，機床急停。由於在安裝和調試時，隻對光柵（shān）尺和讀數頭安裝板進行調整，而送修時光柵尺和讀數（shù）頭（tóu）、安裝板一起送修，所以製造商做測試和維修時可能拆卸過讀數頭、安裝板，在安裝時光（guāng）柵（shān）尺和讀數頭、安裝板不匹配造成。於（yú）是用光柵尺安裝定位工裝固（gù）定讀數頭和光柵（shān）尺，調（diào）整讀數（shù）頭與讀（dú）數頭（tóu）安裝板的固定螺釘。調（diào）整完畢後（hòu）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（chuáng）出現報警時，特別是出現比較混亂的報警時，一定要從原理上進行分析和判斷，列出可能導致（zhì）問題出現的（de）各種原因（yīn），然後對可能的原因進行逐一排查和測（cè）試，最終確定故障原因（yīn），才能解決故障（zhàng），消除報警，使機床恢複正常運行（háng）。

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