1 故障現(xiàn)象 \J@i:J6x$1  
}ZPO^4H;-  
W200HD是武鋼公司于1994年從捷克進(jìn)口的一臺(tái)數(shù)控鏜銑床，在一次使用中，發(fā)現(xiàn)機(jī)床無(wú)論走多遠(yuǎn)的距離，其坐標(biāo)顯示的距離和實(shí)際檢測(cè)的距離總有一定的誤差，有時(shí)達(dá)到幾毫米，甚至十幾毫米。這種定位誤差較大的現(xiàn)象，使數(shù)控機(jī)床無(wú)法正常加工。 I.V?O}   
m*'^*#  
2 故障分析及處理 bf#@YkE  
?ykQ]r6a<  
◆故障分析 P;B<R"  
-1~-uE.~4d  
鏜銑床W200HD所配的數(shù)控系統(tǒng)是德國(guó)西門(mén)子公司的SINUMERIK系統(tǒng)，它是一種中檔數(shù)控系統(tǒng)，具有三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)功能，分辨率是1µm。對(duì)于這種系統(tǒng)，出現(xiàn)上述誤差不正常。該系統(tǒng)本身具有自診斷功能，然而上述故障在顯示器上沒(méi)有顯示出來(lái)，需要人為判斷并加以排除。 |s<IZ2z]}R  
H83Gx;  
定位誤差作為位置控制中的重要指標(biāo)，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(wèn)題，使整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的定位誤差過(guò)大，影響機(jī)床的正常加工。 '*`25BiQ  
4<P=wK=a8X  
安裝在機(jī)床工作臺(tái)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，該脈沖送至數(shù)控系統(tǒng)的位置測(cè)量接口，由計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，計(jì)算機(jī)以固定的時(shí)間周期對(duì)該反饋值采樣，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，得到位置誤差，該誤差經(jīng)軟件增益放大(Kc)，輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)，為伺服單元提供控制電壓，驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)向減小誤差的方向移動(dòng)。如果插補(bǔ)程序不斷有進(jìn)給量產(chǎn)生，工作臺(tái)就不斷地跟隨該進(jìn)給量運(yùn)動(dòng)，只有在位置誤差為零時(shí)，工作臺(tái)才停止在要求的位置上。由此可見(jiàn)，位置控制功能是由軟件和硬件兩部分共同實(shí)現(xiàn)的，軟件負(fù)責(zé)位置誤差和速度環(huán)給定值的計(jì)算，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，驅(qū)動(dòng)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，并將機(jī)床工作臺(tái)的位置反饋給數(shù)控系統(tǒng)。 fMGL1VN  
6p;G~,bd~  
根據(jù)故障現(xiàn)象分析問(wèn)題的出處。該機(jī)床是全閉環(huán)控制系統(tǒng)，位置傳感器安裝在工作臺(tái)上，理論上定位誤差不受絲杠間隙和螺距誤差的影響。機(jī)床能夠正常移動(dòng)，說(shuō)明機(jī)床伺服單元工作正常。在機(jī)床反饋回路中，如果反饋線斷路，系統(tǒng)實(shí)際上變成開(kāi)環(huán)，沒(méi)有位置反饋，增量從命令增量中減去，跟隨誤差會(huì)累積得越來(lái)越大，直至溢出，使驅(qū)動(dòng)裝置失控，這時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能會(huì)發(fā)揮作用，發(fā)出反饋回路斷開(kāi)的報(bào)警信息。綜合以上分析可以看出，位置控制的硬件部分沒(méi)有問(wèn)題，因而故障可能出在軟件部分。 xbZx&`(  
M|HW$8V3_2  
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。數(shù)控系統(tǒng)軟件有數(shù)百個(gè)參數(shù)可由用戶設(shè)置，以利于數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床本體配接的二次開(kāi)發(fā)，這些參數(shù)均保存在CMOS存貯器中，機(jī)床掉電后，參數(shù)不會(huì)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。但沒(méi)有出現(xiàn)電池不足的報(bào)警，說(shuō)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，則機(jī)床根本不可能運(yùn)行，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，位置控制的軟件計(jì)算出現(xiàn)較大誤差，使定位誤差超出所允許范圍。 ;"d>lyL  
V5]}b[X  
機(jī)床的位置反饋測(cè)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(gè)伺服系統(tǒng)的靈敏度，在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，增益越高，定位誤差越小，但機(jī)床容易振蕩，不易調(diào)整；系統(tǒng)的增益越低，定位誤差越大，但機(jī)床容易調(diào)整，不易振蕩。現(xiàn)調(diào)出數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，檢查位置環(huán)的增益是否選得太低，使定位誤差較大。經(jīng)校對(duì)，位置環(huán)的增益和機(jī)床調(diào)試好后的增益一致。因此，該機(jī)床的問(wèn)題可能在機(jī)床的位置反饋測(cè)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。