某大型鏜銑中心測量反饋系統(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)，每當使用附件頭TS6時，出現(xiàn)“C軸主動編碼器硬件故障”報警，重啟機床故障復現(xiàn)。（2）故障分析及解決方案。該機床是五軸聯(lián)動大型數(shù)控機床，帶有TS6、TS15、TS20三個附件頭，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。C軸是全閉環(huán)控制，該機床的反饋系統(tǒng)測量元件主要包括增量編碼器和磁柵尺，又根據(jù)報警提示知，屬于測量反饋系統(tǒng)故障，此故障一般情況下與C軸磁柵尺、伺服驅(qū)動模塊、連接電纜以及機床參數(shù)設置等有關，首先檢查相關參數(shù)正常，并更換伺服模塊和連接電纜，故障復現(xiàn)，又把該C軸在另一臺同類同型號機床上測試，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，從整體上進行分析，有可能其他原因間接導致該報警，考慮到磁柵尺干擾性能較差，推測有可能的原因是信號干擾，而影響信號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軸電機的動力線電纜屏蔽層接地不良，且該動力線和編碼器線走在同一管路中，而動力線屬于強電，編碼器線屬于弱電，容易造成信號干擾。重新將動力線電纜屏蔽層緊固接地，保接地良好（圖3）。經(jīng)測試，故障徹底排除。（3）小結(jié)。①數(shù)控機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。在進行故障診斷時，有時需要“發(fā)散性思維”，盡可能從整體上考慮故障原因，不能漏掉任何一個可疑因素。②大型機床控制系統(tǒng)復雜（尤其是電氣部分），容易受到信號干擾，如電磁波干擾、供電線路干擾、信號傳輸干擾，應采取有效措施盡量避免。（4）改進措施。①為供電線路干擾（主要是強電部分），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)控機床遠離具有中高頻電源的設備。②為機床控制中的信號線路干擾（主要是弱電部分），應保“接地”良好和采用電磁屏蔽、靜電屏蔽技術(shù)等措施，且動力線和信號線分開走線。

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，機械上有緊動作，實際上具已經(jīng)安裝到主軸并夾緊，但“緊到位”信號燈不亮，進而造成主軸缺少“使能”，造成機床不能正常運行。（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。該機床采用雙回轉(zhuǎn)擺動銑頭，通過力矩電機驅(qū)動實現(xiàn)A、C旋轉(zhuǎn)軸運動，A軸擺動體內(nèi)安裝電主軸，電主軸松緊動作主要是由流量計、K11控制模塊和機床PLC配合完成的，三者信號傳遞關系見圖4。當主軸松或緊時，PLC輸出開關量信號給K11模塊來控制松緊電磁閥動作，流量計能夠檢測出液壓管路中流過油液的流量，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字脈沖信號輸送給K11模塊，再由K11模塊把數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化為對應松到位、緊到位和無夾緊三個具位置的開關量信號輸送給PLC，PLC接收到具體信號后才能完成整套松緊動作。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檢測的，這不同于傳統(tǒng)的“位置檢測”。緊到位信號燈不亮的主要原因可能是：①流量計沒有檢測到足夠的液壓流量；②流量計已經(jīng)將足夠的脈沖信號傳遞給K11模塊，但K11模塊內(nèi)部參數(shù)設置有誤。③液壓管路中進入空氣，影響流量計檢測信號。為進一步診斷故障，采取以下措施：主軸松緊由單獨的液壓站來驅(qū)動，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。再次進行松緊測試，故障復現(xiàn)。由排除法知，故障原因有可能是K11模塊（見圖5）參數(shù)設置問題，以下將進行參數(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，如果測試的數(shù)據(jù)不在上、下限值范圍內(nèi)，則出現(xiàn)信號輸出異常。首行10次“有夾緊”測試，測試數(shù)據(jù)見圖7，結(jié)果均為short（即：信號異常）。