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数控加工中心排除故障实例分析
发布时间: 2012-4-23

  1、一客户加工中心在铣外圆时,在45°方向出现椭圆度误差达0.13ram。
  经过调整参数#2205后,其误差减XJ/至lJ0.06mm;在对反向间隙做进一步的测定和补偿后。其误差减小:至lj0.04mm;进一步调整干扰补偿滤波器参数#2243,#2244后,误差减小到0.03mm。此后调整各参数均无效。
  讨论:不圆度为什么在45度方向达到最大
  在45度方向,x轴,Y轴的插补量相等。x轴,Y轴的运动速度相等。这一点最具有代表性。如果两轴的摩擦干扰不同。或两轴的垂直度不标准,机械移动量的综合误差必然在这点反映最大。所以数控系统的调整必须首先要求机床的两轴垂直度达到标准。
  从以上分析来看:反向间隙不是影响不圆度因素。因为在45°位置。运动速度和运动方向并未出现反向,但反向间隙是可能影响A、B、C、D点向外或向内凸起台阶的因素之一。
  1.1产生不圆度的原因:其一是机械的垂直度:其二是外部对伺服电机运动的阻碍(例如摩擦,联轴器的弹簧扭矩);其三是伺服系统的参数;对于调试工程师来说,首先磐须要求机械精度在标准范围,各连接部分牢固。刀具夹持牢固,无振动影响。在以上精度假定完好的情况下,再开始伺服系统参数的调试。
  #2205(VGN)当然是最重要,最有效的参数。但必须注意,在铣床上x轴与Y轴的负载是不一样的。X轴直接带动工作台,Y轴带动本身的工作台和x轴的工作台。所以从理论上说:Y轴的:#2205(VGN)要大于x轴的#2205(VGN)。这在设定时必须注意。(从共振频率点#2238的设定上也可以证明,Y轴负载质量大,其共振频率就小,当#2238设定与x轴一样时。Y轴就会有共振,当#2238设定比x轴小时,Y轴共振就消失了。)
  1.2其次应该调整的参数是″干扰补偿滤波器″参数::#:2243#2244
  #2243——干扰补偿滤波器频率;
  #2244——干扰补偿滤波器增益:
  干扰补偿滤波器其作用是对外部干扰信号的干扰动作进行补偿,即外部非正常信号如果对控制器指令形成干扰时,能滤波掉干扰信号,同Iq-T以补偿。
  补偿的响应强度就是——增益。
  因此用两个参数来确定″干扰补偿滤波器″的工作特征:
  #2243——干扰补偿滤波器频率;表示滤波器需要滤波掉的干扰频率:目,PT-扰信号的工作频率:
  #2244——干扰补偿滤波器增益;——即对干扰进行补偿的强度。该参数设置越大,系统反应越强烈,设置过大就容易引起共振。现场设置时,即使机床还未开始运行也多次出现共振呜叫。
  对三菱数控系统而言:当铣园时出现不圆度超标时,调整参数#2243,#2244解决不圆度问题是有一定效果的。
  在为上述客户进行调试时,调整该参数,不圆度(两45。偏差)Ao.04mm减少到O.03mm。有一点作用,继续再调试该参数就不起作用了。
  1.3采取下列措施,也可对解决不圆度问题有所帮助:
  刀具问题;
  如果材料硬度大,夹具不良,会出现让刀现象。
  如果在工艺上和切削要素上选择不当,容易出现不圆度超标。为此可在工艺上将园分2次 削,或用搪刀搪。最好采用短柄刀具和用强力夹头。
  2、调试中出现的故障及排除:
  某客户的大型工作机械,采用三菱c64系统,其伺服电机与伺服驱动器之间距离超过20米,系统不时出现内部报警,不能正常工作。而同一台设备另外几套伺服系统却不发生报警,其差别在于伺服电机与伺服驱动器之间距离小于10米。
  判断是编码器电缆制作有问题,仔细检查编码器电缆制作图,当电缆长度大干1 5米时,其制作方法于小-T-1 5米时有所不同,在电缆长度大于1 5米时,要求对电源线实行3根线并联绞合,而且要求每条电线粗0.5平方毫米。
  检查实际制作的电缆,电源线只用了1根0.1 2平方毫米的电线,这当然不符合编码器电缆制作要求,由于电缆线太细,电缆过长,造成电源电压压降过大,以致编码器工作电压不足,所以编码器不能正常工作,造成系统报警。
  处理:按编码器电缆制作要求:将3根0.5平方毫米线绞合并联制作电源线,故障消除并且没有再发生。
  这种现象在使用三菱通用伺服系统MR—J2S.MR—J3S也曾经遇到,按同样方式也可以解决。
  3、三菱数控c64系统Nc轴:5轴使用绝对值检测系统;
  其故障现象是:5个轴的绝对值原点全部能正常设置,无报警;但点动试运行时,第1 第4轴能正常运行,第5轴不能正常运行,一运动就出现″过极限报警″。
  检查第5轴软极限参数#2013,#2014设置正常。该参数没有问题。
  将第5轴改为″相对值检测系统″,可点动运行。不出现″过极限报警″。客户称该系统参数是直接从另一多轴(8轴)系统复制过来。
  分析:如果该现象与″绝对值检测系统″有关.为何其他4轴能在″绝对值检测系统″下正常工作?如果与轴数有关,同样系统已使用多次。如果与参数有关,为何在″相对值检测系统″下能够点动7这使人感到迷惑。
  判断:既然第5轴在″绝对值检测系统″下点动出现″过极限报警″报警,而在″相对值检测系统″又可正常工作.该系统可控制Nc轴为8轴。所以可判定系统硬件无问题,问题仍然是参数问题,要么有某一参数在起作用,要么有参数互相冲突。
  处理:继续检查参数,特别是检查″绝对值检测系统″与和软极限有关的参数,当检查到参数#8024时,发现第5轴参数与其他轴不同,将其修改后,第5轴能够正常运行:
  参数#8024(过行程负值)的含义:参数#8202,#8203.#8204,#8205都与行程范围有关;参数#8204,#8205规定了第2类行程限制范围。
  而参数#8202,#8203规定了对第2类行程限制范围的检查是有效还是无效,一般默认值是有效;所以一旦对第2类行程限制范围设定了数值(设定了参数#8204,#8205的数值),上电后就进行检查。
  对于上述的故障现象而言:在使用″绝对值检测系统″时,系统在上电后就实施了原点设置,系统已经建立了坐标系。如果对第2类行程极限也进行了设置,系统一直在进行检测,当行程极限很小时,一点动就会出现报警。
  而使用″相对值检测系统″时,上电后并未进行回原点操作,系统尚未建立坐标系,所以系统未进行″过行程检测″。但可进行点动操作.所以不报警。
  这就是造成令人迷惑的原因。
  4、客户报告
  数控系统出现:正,负极限同时报警;
  检查:检查正,负极限开关有效性。发现全部失效。检查输入其他输入信号也全部失效。
  判断:输入信号公共端掉线。经检查确实输入信号公共端继电器故障。
  处理:更换继电器后故障排除
  5、故障现象:三菱M64系统,开机后显示器闪烁,显示帧翻滚;最后呈黑点逐渐浸入状。
  判断:显示器故障或从控制器到显示器的连接电缆F098故障。
  检查:F098电缆的外观无异常。(以前曾经有多例F098电缆被烧坏融化现象)。虽然无异常现象,但系统接地不良会导致F098电缆烧毁或损坏。
  处理:更换F098电缆后故障消除。要求客户进一步检查数控系统接地问题。
  6、客户报告数控系统不受控制:
  检查:所有输入信号无效,但外部输入线路正常;
  判断:可能基本I/o板失效。
  进一步检查:意外发现站号开关被拨动。基本I/0板站号应该为0,1但被拨动为2,3。所以输入信号无法接收。
  处理:准确设置。基本i/o板站号为0.1。故障消除。
  7、在天气潮湿,连续下雨的季节同时有三例客户报告主轴编码器信号紊乱;一例报告显示器黑屏。天气好转后。以上故障全部消失;
  有一例客户报告三菱C64系统停机一个月后开机,系统出现″位置误差过大″报警。但机床尚未开始运动,要求客户检查编码器连接电缆是否松动,并要求其连续开机1 OJJ",时热机。后客户报告系统正常运行。

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