余建夏

（中國(guó)紡織機(jī)械股份有限公司 上海）

數(shù)控機(jī)床參數(shù)是用于設(shè)定數(shù)控機(jī)床及輔助設(shè)備的規(guī)格、內(nèi)容和加工操作所必需的一些數(shù)據(jù)。在機(jī)床制造廠家的制造過(guò)程中和最終用戶(hù)的使用過(guò)程中，通過(guò)參數(shù)設(shè)置，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)、加工條件、機(jī)床坐標(biāo)、操作功能、數(shù)據(jù)傳送等方面的設(shè)定和調(diào)用。應(yīng)急維修是機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，沒(méi)有合適的備件，修理需要一定的時(shí)間，而生產(chǎn)任務(wù)緊，通過(guò)更改機(jī)床參數(shù)來(lái)應(yīng)急維修一些機(jī)床故障，就是維持機(jī)床的工作狀態(tài)，保證機(jī)床上急需加工零件的生產(chǎn)任務(wù)完成后，在備件具備條件下修復(fù)機(jī)床。更改機(jī)床參數(shù)必須對(duì)該參數(shù)有詳細(xì)的了解，知道更改該參數(shù)會(huì)產(chǎn)生什么樣的結(jié)果，受哪個(gè)參數(shù)的制約以及對(duì)其它參數(shù)有無(wú)影響，要更改參數(shù)必須對(duì)更改過(guò)程有一個(gè)全面的了解，然后用正確的數(shù)據(jù)更改到對(duì)應(yīng)的參數(shù)表中，并詳細(xì)記錄。在不知道參數(shù)意義前不容許更改參數(shù)，以免發(fā)生意外。下面列舉幾個(gè)筆者更改參數(shù)的應(yīng)急維修機(jī)床故障實(shí)例，供同行參考。

1.數(shù)控車(chē)床X軸光柵尺故障

GE FANUC 21i-T系統(tǒng)的X軸帶光柵尺全閉環(huán)和Z軸半閉環(huán)的進(jìn)口數(shù)控車(chē)床，故障現(xiàn)象是X軸慢速運(yùn)行時(shí)無(wú)報(bào)警，但是X軸G0快速移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)411號(hào)報(bào)警，經(jīng)過(guò)初步分析，411號(hào)報(bào)警是X軸的指令值與反饋值的差超過(guò)了1828號(hào)參數(shù)設(shè)定的極限值。根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，因X軸全閉環(huán)，首先懷疑光柵尺故障，采取全閉環(huán)改半閉環(huán)進(jìn)行判斷，修改方法如下。

在急停狀態(tài)下接通NC電源。使參數(shù)寫(xiě)入有效，在設(shè)定畫(huà)面是PWE=1。3.將參數(shù)X軸1815#1設(shè)為0使用電機(jī)內(nèi)置編碼器作為位置反饋（半閉環(huán)方式）。進(jìn)入伺服參數(shù)畫(huà)面，伺服參數(shù)見(jiàn)表1。

將INITIAL SET BIT（初始化設(shè)定位）改為00000000。修改N/M參數(shù)。因X軸是螺距8 mm的直連絲杠，根據(jù)檢測(cè)單位為1μm，電機(jī)每轉(zhuǎn)所需的位置脈沖數(shù)為8000，計(jì)算可得N/M=電機(jī)每轉(zhuǎn)所需的位置脈沖數(shù)/1000000=1/125，將（N/M）M改為125。將POSITION PULSE NO（位置反饋脈沖數(shù)）改為12500。因絲杠是8 mm的直連絲杠，REF.COUNTER（參考計(jì)數(shù)器容量）改為8000。

上述參數(shù)修改完成后，關(guān)電重新開(kāi)機(jī)，全閉環(huán)改半閉環(huán)完成，即修改參數(shù)臨時(shí)用位置半閉環(huán)代替原全閉環(huán)（即內(nèi)藏式脈沖編碼器臨時(shí)代替光柵尺）。通過(guò)用手輪移動(dòng)X軸，確認(rèn)半閉環(huán)正常。再進(jìn)行X軸快速移動(dòng)試驗(yàn)，機(jī)床無(wú)報(bào)警，說(shuō)明了X軸光柵尺故障。因無(wú)光柵尺備件，生產(chǎn)任務(wù)緊，正在加工的零件的精度不是很高，應(yīng)急使用X軸半閉環(huán)的機(jī)床，滿(mǎn)足這批零件加工任務(wù)完成。后來(lái)我們打開(kāi)光柵尺保護(hù)罩，發(fā)現(xiàn)光柵尺面上有油污，清除油污重新安裝光柵尺恢復(fù)原參數(shù)，機(jī)床正常修復(fù)。要注意的是，在修改之前應(yīng)將原全閉環(huán)參數(shù)記錄保存。

表1 伺服參數(shù)

2.手輪故障

手輪是主要用于數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀點(diǎn)和工件零點(diǎn)的微調(diào)。FANUC-0M立式加工中心的手輪因操作工操作不當(dāng)損壞了，當(dāng)時(shí)沒(méi)有備件，維修需要較長(zhǎng)時(shí)間，而生產(chǎn)任務(wù)緊，要求手輪修理期間機(jī)床仍工作。修改參數(shù)，將參數(shù)900#3改為0，暫不用手輪，同時(shí)要求操作工小心使用JOG來(lái)替代，修好手輪后再將參數(shù)900#3改為1，恢復(fù)機(jī)床正常使用。

3.龍門(mén)式加工中心機(jī)床主軸故障

FANUC-15M數(shù)控系統(tǒng)的龍門(mén)式加工中心機(jī)床在執(zhí)行S500M03程序指令時(shí)主軸不轉(zhuǎn)，并且沒(méi)有報(bào)警，手動(dòng)MDI輸入主軸轉(zhuǎn)動(dòng)指令S100M03或M04主軸也無(wú)反應(yīng)。用機(jī)床PMC梯形圖進(jìn)行診斷（圖1），發(fā)現(xiàn)如下梯形圖有疑問(wèn)：

圖1 FANUC-15M部分梯形圖

梯形圖狀態(tài)：X009.2（SST1）=0，K002.3（KS.SP）=0，F(xiàn)229.2（SSTA）=1，R008.0 （RIGID TAP STOP DELAY）=1，G26.0（SP STP）=0。當(dāng)主軸不轉(zhuǎn)，SP STP（G26.0）輸出應(yīng)為 1，但現(xiàn)狀 STP（G26.0）為0。再手動(dòng)MDI輸入主軸停M05指令，觀察梯形圖STP（G26.0）仍為0。進(jìn)一步分析得知X009.2（SST1）的信號(hào)是來(lái)自主軸驅(qū)動(dòng)器單元，當(dāng)主軸不轉(zhuǎn)時(shí)X009.2（SST1）應(yīng)為1，而X009.2（SST1）=0 可能是零速信號(hào)故障，而 F229.1（SSTA）=1，說(shuō)明數(shù)控系統(tǒng)CNC輸出主軸零速度信號(hào)正常。

依據(jù)梯形圖可得出，如將K002.3（KS.SP）設(shè)置為1，那么SP STP（G26.0）=1。因當(dāng)時(shí)這臺(tái)機(jī)床在加工急需的零件，就將PMC參數(shù)的保持繼電器K002.3數(shù)據(jù)由0更改為1，從梯形圖看到K002.3（KS.SP）=1，SP STP（G26.0）=1，關(guān)機(jī)后重新開(kāi)機(jī)，手動(dòng)MDI輸入主軸轉(zhuǎn)動(dòng)指令S100M03，機(jī)床主軸運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)異常，逐步提高主軸轉(zhuǎn)速，主軸運(yùn)行平穩(wěn)正常，機(jī)床恢復(fù)了運(yùn)行，保證急需零件生產(chǎn)任務(wù)的完成。后來(lái)與機(jī)床制造廠家聯(lián)系，他們也認(rèn)為遇到上述故障，可將K002.3（KS.SP）設(shè)置為1，先恢復(fù)機(jī)床運(yùn)行，有時(shí)間再查找X009.2（SST1）不正常的原因。

4.老機(jī)床輥動(dòng)導(dǎo)軌軸承老化引起報(bào)警

1臺(tái)20年前從美國(guó)引進(jìn)的T40臥式加工中心，數(shù)控系統(tǒng)是美國(guó)ACRAMATIC 950，機(jī)床在快速運(yùn)行中頻繁出現(xiàn)機(jī)床X軸光柵開(kāi)環(huán)報(bào)警。根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，判斷為輥動(dòng)導(dǎo)軌軸承磨損引起老化故障，因機(jī)床加工零件任務(wù)緊，沒(méi)有備件，維修需幾天的時(shí)間，企業(yè)生產(chǎn)部門(mén)希望機(jī)床這批零件加工后再修。分析后，修改軸定義參數(shù)表（表2）。

表2 軸定義參數(shù)表

因RECORD NUMBER 1的第1行是X軸的數(shù)據(jù)，將第1行的RAPD RATE 12000改為8000，F(xiàn)EED RATE 12000改為8000，也就是將 X 軸快速移動(dòng)（G0）12 m/min改成8 m/min，最大切削進(jìn)給速度12 000 mm/min改成8000 mm/min，修改后機(jī)床在快速移動(dòng)中沒(méi)有出現(xiàn)報(bào)警，急需加工的這批零件完成后，檢查X軸的輥動(dòng)導(dǎo)軌軸承發(fā)現(xiàn)許多滾針磨損，采購(gòu)的輥動(dòng)導(dǎo)軌軸承備件到貨后進(jìn)行了更換，恢復(fù)原有參數(shù)數(shù)據(jù)，機(jī)床恢復(fù)了正常運(yùn)行。

5.機(jī)床定位精度不高的故障

1臺(tái)FANUC-0M系統(tǒng)的半閉環(huán)立式加工中心機(jī)床，操作工在首件零件加工調(diào)試中，鏜孔孔距尺寸X方向超差并且不穩(wěn)定，觀察零件調(diào)試加工過(guò)程，根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)判斷X軸存在較大間隙，通過(guò)千分表對(duì)X軸測(cè)定，測(cè)得X軸反向間隙為0.045 mm。由于零件加工任務(wù)很急，對(duì)參數(shù)0535的X軸數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，縮小了反向間隙，同時(shí)建議操作工在調(diào)試加工和加工程序中X軸采用單方向定位方式鏜孔，減小反向間隙引起誤差，使這批零件加工較順利完成。零件加工完成后，拆下X軸防護(hù)罩，用手握住絲杠，來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，感覺(jué)有間隙。檢查了聯(lián)軸器間隙、調(diào)整X軸絲杠間隙，更換軸向軸承，盡量消除X軸傳動(dòng)鏈間隙，然后用激光干涉儀對(duì)機(jī)床X軸精度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)X軸的反向間隙和螺距誤差進(jìn)行補(bǔ)償，重新設(shè)置了X軸螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)和反向間隙數(shù)據(jù)，使機(jī)床定位精度恢復(fù)正常。

6.斗笠式刀庫(kù)換刀故障

1臺(tái)FANUC-0i系統(tǒng)，斗笠式刀庫(kù)的立式加工中心機(jī)床，在加工零件在換刀時(shí)出現(xiàn)掉刀現(xiàn)象。斗笠式刀庫(kù)自動(dòng)換刀動(dòng)作由刀庫(kù)的進(jìn)退、刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)、主軸的準(zhǔn)確定位、Z軸上下移動(dòng)及刀桿松開(kāi)和夾緊5步動(dòng)作配合完成。反復(fù)仔細(xì)觀察換刀過(guò)程，發(fā)現(xiàn)主軸箱的主軸下端面與刀環(huán)上端面的距離偏大。因機(jī)床加工急需零件，修理時(shí)間很緊，采取了嘗試調(diào)整換刀位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，首先用標(biāo)準(zhǔn)刀柄測(cè)主軸松刀和抓刀時(shí)刀柄的位移量ΔK，然后在刀庫(kù)上裝上無(wú)拉釘?shù)臉?biāo)準(zhǔn)刀柄，使刀庫(kù)擺到主軸位，手搖主軸箱慢慢下降，使主軸鍵進(jìn)入刀柄鍵槽，直到主軸端面離刀環(huán)上端面的間隙為ΔK/2為止，記錄此時(shí)的Z軸機(jī)械坐標(biāo)數(shù)據(jù)即為換刀位置坐標(biāo)值。根據(jù)記錄換刀位置修改Z軸的第二參考點(diǎn)位置參數(shù)，操作步驟：①選擇MDI方式。②按[SETTING]鍵，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定畫(huà)面。③按光標(biāo)鍵使光標(biāo)移到寫(xiě)參數(shù)開(kāi)關(guān)（PWE）處，使其置“1”，打開(kāi)參數(shù)寫(xiě)保護(hù)開(kāi)關(guān)。④按[SYSTEM]鍵查找參數(shù)No.1241，把記錄的換刀位置值寫(xiě)入No.1241參數(shù)Z軸數(shù)據(jù)中。⑤再進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定畫(huà)面，將寫(xiě)參數(shù)開(kāi)關(guān)（PWE）置“0”。完成Z軸換刀位置的調(diào)整后，機(jī)床連續(xù)換刀，掉刀現(xiàn)象消除，機(jī)床急需零件加工完成后，重新查找故障原因，發(fā)現(xiàn)由于長(zhǎng)期頻繁換刀，斗笠式刀庫(kù)的支架有一些下沉和傾斜，使換刀位置發(fā)生了變化，重新調(diào)整刀庫(kù)支架水平和位置，按照上述步驟再一次精調(diào)了換刀位置，使換刀動(dòng)作平穩(wěn)正常。

7.機(jī)床回參考點(diǎn)出現(xiàn)超程報(bào)警

FANUC-0M立式加工中心機(jī)床，操作工開(kāi)機(jī)回參考點(diǎn)的情況是開(kāi)機(jī)前工作臺(tái)在X軸位于參考點(diǎn)附近，工作臺(tái)在JOG模式移離參考點(diǎn)一段距離，在回參考點(diǎn)模式出現(xiàn)超程報(bào)警，觀察CRT上X軸機(jī)械坐標(biāo)位置信息顯示0.511，系軟限位超程報(bào)警，手動(dòng)回參考點(diǎn)的過(guò)程還未完成。再一次回參考點(diǎn)時(shí)觀察減速開(kāi)關(guān)在輸入PMC信號(hào)DGN16.5的狀態(tài)從“1”到“0”，并有減速現(xiàn)象，但沒(méi)有完成DGN16.3的狀態(tài)從“0”到“1”。根據(jù)上述故障現(xiàn)象，將機(jī)床CNC參數(shù)No.700設(shè)定為99999999，回參考點(diǎn)正常，然后將No.700重新設(shè)為500。因當(dāng)天生產(chǎn)任務(wù)緊，叮囑操作工重新校準(zhǔn)設(shè)置X軸的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)（G54），消除回參考點(diǎn)位置變化使加工零件原點(diǎn)變化而引起零件加工的誤差，應(yīng)急維修滿(mǎn)足了當(dāng)天急需生產(chǎn)任務(wù)完成。后來(lái)檢查發(fā)現(xiàn)，回參考點(diǎn)減速擋塊上螺絲松動(dòng)，使減速擋塊位置移動(dòng)變化引起的故障，調(diào)整減速擋塊位置，緊固減速擋塊上螺絲，反復(fù)試驗(yàn)機(jī)床回參考點(diǎn)都正常，機(jī)床恢復(fù)正常運(yùn)行。

參數(shù)是數(shù)控機(jī)床中非常重要的數(shù)據(jù)，其設(shè)置恰當(dāng)與否將直接影響到機(jī)床的工作性能與加工精度。數(shù)控機(jī)床維修中，有時(shí)會(huì)遇到有些機(jī)床故障會(huì)因沒(méi)有合適的備件，修理需要一定的時(shí)間的情況，而企業(yè)因生產(chǎn)任務(wù)緊，希望故障機(jī)床上急需零件加工完成后再維修機(jī)床。上述例子說(shuō)明，有些故障可以通過(guò)更改參數(shù)進(jìn)行應(yīng)急維修，使機(jī)床能暫時(shí)繼續(xù)工作完成急需零件的加工任務(wù)，然后在備件具備條件下修復(fù)機(jī)床，恢復(fù)機(jī)床正常工作狀態(tài)。