雒補(bǔ)清 雒晉琪

（晉西工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司精密機(jī)加分廠(chǎng) 太原）

一、引言

參數(shù)也稱(chēng)機(jī)床數(shù)據(jù)，是對(duì)機(jī)床功能、軸運(yùn)動(dòng)控制、驅(qū)動(dòng)類(lèi)型、顯示設(shè)定等進(jìn)行定義的一系列數(shù)據(jù)，主要包括伺服電機(jī)型式、齒輪比、轉(zhuǎn)速、行程極限、絲杠補(bǔ)償、機(jī)電控制參數(shù)及宏指令等。利用參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)、電機(jī)性能、運(yùn)動(dòng)控制、加工條件、機(jī)床坐標(biāo)、操作模式、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴脑O(shè)定和調(diào)用。它是經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn)、調(diào)整而獲得的重要數(shù)據(jù)，通常存放在由電池供電保持的RAM中或機(jī)床硬盤(pán)中。

在美國(guó)哈斯數(shù)控系統(tǒng)中，在正常操作時(shí)需要用戶(hù)改變的參數(shù)專(zhuān)門(mén)列出，稱(chēng)為設(shè)置，參數(shù)很少需要去改變。而在德國(guó)西門(mén)子系統(tǒng)中，所有參數(shù)均放在機(jī)床數(shù)據(jù)頁(yè)里，之后又細(xì)分為通用機(jī)床數(shù)據(jù)、基本通道機(jī)床數(shù)據(jù)、軸機(jī)床數(shù)據(jù)、顯示機(jī)床數(shù)據(jù)、驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)等，其中有少部分?jǐn)?shù)據(jù)為用戶(hù)數(shù)據(jù)如14510、14512、32200等，絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)需由系統(tǒng)制造商或機(jī)床制造商來(lái)設(shè)定。機(jī)床數(shù)據(jù)的正確與否直接影響到機(jī)床的正常工作及機(jī)床性能的充分發(fā)揮。通過(guò)設(shè)定機(jī)床數(shù)據(jù)，用戶(hù)可以改善及優(yōu)化機(jī)器性能，調(diào)整機(jī)床工作方式，在維修工作中起到更換零部件所不能起到的作用。

二、數(shù)控機(jī)床參數(shù)的分類(lèi)

1.按其表示形式來(lái)劃分有3類(lèi)

（1）狀態(tài)型參數(shù)。狀態(tài)型參數(shù)是指每項(xiàng)參數(shù)的8位二進(jìn)制數(shù)位中，每一位都表示了一種獨(dú)立的狀態(tài)或者是某種功能的有無(wú)。一般用1和0來(lái)表示。如西門(mén)子802D系統(tǒng)參數(shù)“331 CONTOUR-MASK輪廓編程使能、20730 G0-LINEAR-MODE G0插補(bǔ)方式、20700 REFP-NC-START-LOCK未回參考點(diǎn)NC啟動(dòng)禁止”就是狀態(tài)型參數(shù)。

（2）比率型參數(shù)。比率型參數(shù)是指某項(xiàng)參數(shù)設(shè)置的某幾位所表示的數(shù)值都是某種參量的比例系數(shù)。如西門(mén)子840D系統(tǒng)“32200 POSCTRL-GAIN（0）…（5）位置環(huán)增益”為比率型參數(shù)。

（3）真實(shí)值參數(shù)。真實(shí)值參數(shù)是指表示某項(xiàng)參數(shù)是直接表示系統(tǒng)某個(gè)參數(shù)的真實(shí)值。這類(lèi)參數(shù)的設(shè)定范圍一般是規(guī)定好的，用戶(hù)在使用時(shí)一定要注意其范圍，以免出錯(cuò)。如西門(mén)子840D系統(tǒng)“30200 NUM-ENCS編碼器數(shù)量、36100 POS-LIMIT-MINUS第一軟件限位負(fù)向、32000 MAX-AX-VELO最大軸速度”就是真實(shí)值參數(shù)。

2.按參數(shù)本身的性質(zhì)有2類(lèi)

（1）普通型參數(shù)。在數(shù)控系統(tǒng)廠(chǎng)家提供的資料上有詳細(xì)介紹的參數(shù)均為普通型參數(shù)。這類(lèi)參數(shù)只要按照資料上的說(shuō)明弄清含義，能正確靈活應(yīng)用即可。

（2）秘密級(jí)參數(shù)。有的參數(shù)系統(tǒng)廠(chǎng)家不做介紹，有初始設(shè)定值，用戶(hù)無(wú)法弄清其含義，若出錯(cuò)需請(qǐng)廠(chǎng)家專(zhuān)業(yè)人員維修。

三、參數(shù)優(yōu)化和調(diào)整與典型故障維修

1.DMG125P立轉(zhuǎn)臥加工中心性能的優(yōu)化

DMG125P立轉(zhuǎn)臥加工中心是2003年從德國(guó)引進(jìn)的具有先進(jìn)功能的大型加工中心，配置海德漢數(shù)控系統(tǒng)和MILLPLUS軟件系統(tǒng)。2013年該機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)報(bào)警I311 CCU Error number c4a4 card，其意思是說(shuō)號(hào)碼為c4a4板的中央處理單元錯(cuò)誤。報(bào)警發(fā)生后機(jī)床進(jìn)給停止，但主軸在慣性作用下一直旋轉(zhuǎn)，過(guò)一會(huì)才能慢慢停下來(lái)。

因報(bào)警經(jīng)常發(fā)生，維修人員多次修理未果，在又一次報(bào)警時(shí)因主軸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致刀柄與電主軸錐孔發(fā)生研磨，使錐孔擴(kuò)大造成電主軸損壞。該電主軸價(jià)值28.5萬(wàn)元，購(gòu)買(mǎi)新備件后予以更換。更換后該報(bào)警依然發(fā)生，每天2～3次，嚴(yán)重威脅設(shè)備的安全。在維修過(guò)程中，通過(guò)2天的仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)報(bào)警多發(fā)生在機(jī)床執(zhí)行G00過(guò)程中，即每加工完一刀后，主軸在快速提起再次進(jìn)給時(shí)，大都伴有報(bào)警出現(xiàn)。針對(duì)這種情況，認(rèn)為原因是機(jī)床經(jīng)過(guò)10多年的3班倒生產(chǎn)，其機(jī)械零部件磨損，精度性能下降，導(dǎo)致其在快速移動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)精度不能滿(mǎn)足參數(shù)規(guī)定的監(jiān)控誤差而發(fā)生報(bào)警。在此情況下，查看進(jìn)給軸X、Y、Z的快速移動(dòng)速度參數(shù)3103、3203、3303，分別為 240000、400000、240000，單位為 100 μm/min，換算過(guò)來(lái)后，快移速度為 24 m/min、40 m/min、24 m/min，這個(gè)速度在機(jī)床初期使用時(shí)可正常執(zhí)行（普通數(shù)控機(jī)床快移速度為8～12 m/min），但經(jīng)過(guò)10多年使用后若機(jī)床依舊以這個(gè)速度運(yùn)動(dòng)，機(jī)械部件如滾珠絲杠、螺母副、線(xiàn)性導(dǎo)軌、導(dǎo)軌滑塊等的快速定位已不能滿(mǎn)足精度要求，因此調(diào)整參數(shù)如下。

3103 Max PTP Velocity[100（μm，mDeg）/min]，最大的 PTP速度，單位[100（μm，mDeg)/min）]

第一軸（X軸）3103由400000改為120000

第二軸（Y軸）3203由240000改為120000

第三軸（Z軸）3203由400000改為120000

再次運(yùn)行加工程序，機(jī)床能正常工作，連續(xù)10個(gè)月類(lèi)似報(bào)警僅出現(xiàn)過(guò)1～2次，且報(bào)警可復(fù)位。在此期間曾根據(jù)報(bào)警將C軸快速旋轉(zhuǎn)速度也進(jìn)行減小，即第四軸 3404由54000改為27000。但在10個(gè)月之后，機(jī)床又出現(xiàn)了新的報(bào)警，主要有：

Z07 Drifting outside no motion window PM52N201

I05 Emergency stop from machine tool PM52N201

I311 CCU Error number c4a4 card PM52N201

其意思為Z07漂移在無(wú)運(yùn)動(dòng)窗口范圍之外；I05來(lái)自機(jī)床的緊急停止；I311中央處理單元出錯(cuò)，號(hào)碼c4a4卡。報(bào)警后面的PM52為程序號(hào)，N201為程序段號(hào)，仔細(xì)查看程序，當(dāng)執(zhí)行N201程序段時(shí)Z軸要快速下移到某個(gè)位置，在到位時(shí)易出現(xiàn)報(bào)警，由此分析認(rèn)為，Z軸下移時(shí)銑頭的重力作用及慣性使停止位置達(dá)不到機(jī)床要求的準(zhǔn)停而報(bào)警，于是考慮修改Z軸監(jiān)控值參數(shù)3382，內(nèi)容為：3382 standstill monitor（0=off）[μm，mDeg] 靜止誤差監(jiān)控（Z軸），將 3382由200 μm 擴(kuò)大為 350μm，監(jiān)控值放大后試車(chē)亦無(wú)明顯效果，于是修改最大加速度的值，各軸加速度值減小。

3104 Max PTP acceleration [(mm，Deg)/s2]最大的PTP加速度（X軸）

3204 Max PTP acceleration [(mm，Deg)/s2]最大的PTP加速度（Y軸）

3304 Max PTP acceleration[(mm，Deg)/s2最大的PTP加速度（Z軸）

第一軸（X軸）3104由3000改為2000，單位mm/s2

第二軸（Y軸）3204由3000改為2000，單位mm/s2

第三軸（Z軸）3304由3000改為2000，單位mm/s2

即將各軸加速度由3 m/s2減小為2 m/s2，使設(shè)備在啟動(dòng)中平穩(wěn)加速。使用了幾天之后又有報(bào)警，Z04 Max following error too large，意思是最大的跟隨誤差太大，經(jīng)查機(jī)床資料，涉及到參數(shù)3309，內(nèi)容為：3309Quick stop deceleration[（mm，Deg）/s2]快速停止減速度，將第三軸（Z軸）3309由10 000 mm/s2減小為5000 mm/s2即由10 m/s2降為5 m/s2，其余軸未變。之后試運(yùn)行機(jī)床起到了明顯的效果，Z軸達(dá)到了準(zhǔn)確停止，不再報(bào)警。

經(jīng)過(guò)調(diào)整參數(shù)，將各軸的快速運(yùn)動(dòng)速度降低，同時(shí)將軸加速度與減速度的值也降低，在設(shè)備使用多年機(jī)械精度下降的情況下保證了其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并輔助檢查各軸導(dǎo)軌的潤(rùn)滑情況，確保了設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.VF5立式加工中心更換主軸編碼器后參數(shù)適配的調(diào)整

VF5立式加工中心是2006年從美國(guó)哈斯公司引進(jìn)的4軸4聯(lián)動(dòng)加工中心，配置哈斯數(shù)控系統(tǒng)。2013年底該設(shè)備主軸損壞，拆開(kāi)檢查后發(fā)現(xiàn)主軸外接編碼器有故障，于是向哈斯公司購(gòu)買(mǎi)編碼器。一周后編碼器到貨，該編碼器外形和原先的編碼器略有區(qū)別，維修人員將其安裝到主軸上進(jìn)行試車(chē)，結(jié)果主軸不能運(yùn)轉(zhuǎn)，也無(wú)報(bào)警。

仔細(xì)閱讀編碼器說(shuō)明書(shū)，發(fā)現(xiàn)購(gòu)買(mǎi)的編碼器為磁性編碼器（Magnetic Encoder），而原來(lái)編碼器為光電編碼器（Optical Encoder），兩者結(jié)構(gòu)不同，工作原理有所區(qū)別，需要更改參數(shù)。說(shuō)明書(shū)為英文，內(nèi)容大致是：當(dāng)更換一個(gè)銑床主軸編碼器或更換配備單個(gè)編碼器的車(chē)床編碼器時(shí)，要更改參數(shù)79、182、186、187和239。1個(gè)車(chē)床可能有2個(gè)編碼器，即1個(gè)主軸編碼器和1個(gè)電機(jī)編碼器。如果是這種情況，當(dāng)更換主軸編碼器時(shí)，改變參數(shù)79和239。當(dāng)更換電機(jī)編碼器時(shí)，改變參數(shù)182、186、187。當(dāng)更換車(chē)床附屬主軸編碼器時(shí)，改變參數(shù) 540、544、545、570、和 571。所有要改變的參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 要改變的參數(shù)

每個(gè)參數(shù)里列舉了許多不同的值，根據(jù)機(jī)床參數(shù)情況，這里僅列舉了要修改的數(shù)值，其余未列出。按照HAAS機(jī)床提供的方法，在伺服關(guān)閉、SETTING 7改為OFF的情況下，先改了182、186和187參數(shù)的值，主軸可以旋轉(zhuǎn)了，但在空載時(shí)負(fù)荷就達(dá)到80%～90%，聲音特別大，說(shuō)明修改還不對(duì)。后又修改參數(shù)79和239，之后再運(yùn)行主軸，空載時(shí)負(fù)荷顯示為3%～4%，聲音也很正常，機(jī)床故障排除。

3.N20德國(guó)車(chē)削中心安全集成技術(shù)故障排除及擴(kuò)大機(jī)床加工區(qū)域

N20是2008年引進(jìn)的數(shù)控車(chē)削中心，配置西門(mén)子840D數(shù)控系統(tǒng)。2014年7月，在加工某產(chǎn)品時(shí)，工藝人員要求X軸在當(dāng)前軟件限位位置上向負(fù)方向再移動(dòng)2 mm，否則無(wú)法進(jìn)行產(chǎn)品內(nèi)孔的車(chē)削。按照常理把X軸負(fù)限位MD36100由-26 mm改為-28 mm，并由操作人員執(zhí)行向負(fù)方向移動(dòng)。但在僅移動(dòng)了一點(diǎn)距離且面板上顯示X軸坐標(biāo)值為-27.205時(shí)，機(jī)床動(dòng)作全部停止，并伴隨有報(bào)警發(fā)生，內(nèi)容為：

上面報(bào)警內(nèi)容說(shuō)X軸驅(qū)動(dòng)停止觸發(fā)，處于安全位置監(jiān)控中。X軸交叉檢驗(yàn)出錯(cuò)，代碼52，NCK值為1000，驅(qū)動(dòng)值為-26219。按RESET鍵報(bào)警無(wú)法消除，斷電再啟動(dòng)也無(wú)效，把參數(shù)MD36100恢復(fù)原值機(jī)床仍無(wú)法動(dòng)作。

在西門(mén)子840D診斷指南中，300915報(bào)警提到參數(shù)1335說(shuō)X軸已經(jīng)超過(guò)輸入在MD1335中的安全結(jié)束位置的下極限位置。查U軸MD1335=-27000 μm，即X軸當(dāng)前值-27.205已超過(guò)下極限值-27。于是把MD1335由-27000 μm改為-29000 μm，然后執(zhí)行NCK-RESET，這時(shí)又有新的報(bào)警出現(xiàn)：

報(bào)警意思是說(shuō)X、Z無(wú)安全的參考點(diǎn)，X軸驅(qū)動(dòng)1安全數(shù)據(jù)校驗(yàn)和無(wú)效，請(qǐng)確認(rèn)并重新測(cè)試安全功能。采用840D系統(tǒng)常用的“用戶(hù)協(xié)議”回機(jī)床參考點(diǎn)辦法無(wú)效，不能執(zhí)行。仔細(xì)閱讀報(bào)警300744的解釋?zhuān)l(fā)現(xiàn)與安全相關(guān)的實(shí)際校驗(yàn)和MD1399并非上次機(jī)床確認(rèn)的存儲(chǔ)在MD1398(只讀參數(shù))中的校驗(yàn)和的值，于是把MD1399=F841FH改為MD1398=F747H中的值F747H，并按Set MD Active軟鍵，這時(shí)出現(xiàn)了新的報(bào)警：

報(bào)警內(nèi)容主要是說(shuō)X軸交叉檢驗(yàn)錯(cuò)誤，驅(qū)動(dòng)1已停止觸發(fā)，并處于安全位置監(jiān)控循環(huán)中，并提示錯(cuò)誤代碼為12。查27001代碼12，發(fā)現(xiàn)在安全下限值中，X軸MD36935[0]與MD1335[0]不相等，于是把MD36935[0]由原來(lái)的-27改為-29，MD36935[1]也由原先的-27改為-29，并執(zhí)行NCK-RESET，這時(shí)上面的報(bào)警消除，出現(xiàn)了新的報(bào)警，機(jī)床仍然無(wú)法運(yùn)行，報(bào)警內(nèi)容為：

10621 Channel 1 axis MAX rests on software limit switch

27032 Axis MAX safety data checksum invalid.Please confirm and re-test safety functions.

10621為常見(jiàn)報(bào)警，即X軸到達(dá)軟件負(fù)限位，27032說(shuō)X軸安全數(shù)據(jù)校驗(yàn)和無(wú)效，請(qǐng)確認(rèn)并重新測(cè)試安全功能。在機(jī)床數(shù)據(jù)頁(yè)面中，可找到Drive Config，打開(kāi)它在右邊軟鍵中按Copy SI Data，即安全集成數(shù)據(jù)的復(fù)制，復(fù)制完畢后按Confirm SI Data，即進(jìn)行安全集成數(shù)據(jù)確認(rèn)。執(zhí)行完后關(guān)機(jī)，過(guò)1 min再開(kāi)機(jī)，報(bào)警全部清除，X軸能上下運(yùn)行，機(jī)床也處于正常狀態(tài)，經(jīng)試驗(yàn)刀具可以進(jìn)行內(nèi)孔的加工了。

4.西班牙雙主軸車(chē)削中心數(shù)據(jù)恢復(fù)、Z軸屏蔽及反饋極性的改變

西班牙雙主軸車(chē)削中心TCN-12P-2C-2T配置西門(mén)子840D數(shù)控系統(tǒng)，該設(shè)備在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間停機(jī)后，再次開(kāi)機(jī)時(shí)機(jī)床報(bào)警120202 NC and PLC waiting for connection，多次復(fù)位后又報(bào)警2001 PLC has not started，即NC和PLC等待連接，PLC未啟動(dòng)，看電控柜中NCU卡上PS和PF燈亮，說(shuō)明PLC有故障。按照西門(mén)子系統(tǒng)PLC總清與重新裝載的方法，即先對(duì)PLC進(jìn)行總清，然后從硬盤(pán)中進(jìn)行讀入，但幾次也不成功。為穩(wěn)妥起見(jiàn)，對(duì)NC和PLC進(jìn)行備份。結(jié)果發(fā)現(xiàn)備份后的NC僅17000個(gè)字節(jié)，與原先備份下的NC 378000字節(jié)相差太多，說(shuō)明NC數(shù)據(jù)丟失，需重新進(jìn)行裝載。于是在NCU卡上將S3開(kāi)關(guān)撥到1，停頓2 s后再將其撥到0，按RESET啟動(dòng)，然后在START-UP界面中，讀入以前備份的378000字節(jié)NC，這次NC成功裝載。之后再裝載PLC，也順利裝載成功，機(jī)床報(bào)警消除。

但因該機(jī)床Z軸光柵尺損壞，需屏蔽Z1、Z2軸第二測(cè)量系統(tǒng)，讓第一測(cè)量系統(tǒng)生效。于是將Z1、Z2軸參數(shù)30200編碼器數(shù)量由2改為1，將DB32.DBX1.5由0改為1，DB32.DBX1.6由1改為0，將DB36.DBX1.5由0改為1，DB36.DBX1.6由1改為0，改完后一復(fù)位機(jī)床就報(bào)警25040 Axis Z2standstill monitoring，軸Z2靜止誤差監(jiān)控，且Z2軸在復(fù)位過(guò)程中有竄動(dòng)現(xiàn)象，Z2軸不能回零。

為解決此故障，采用排除法。剛開(kāi)始懷疑是Z2軸控制卡有問(wèn)題，將該控制卡與其他軸控制卡交換，故障依舊。然后交換功率模塊，仍然是這樣。最后懷疑是電機(jī)反饋線(xiàn)，換一根新線(xiàn)仍不能排除報(bào)警。此時(shí)，聯(lián)想到該機(jī)床在未丟數(shù)據(jù)前無(wú)故障，因此懷疑是在數(shù)據(jù)恢復(fù)過(guò)程中有不對(duì)的或不合適的數(shù)據(jù)被恢復(fù)，需要在參數(shù)上找原因。仔細(xì)翻看該設(shè)備故障維修記錄，其中有一條是在2008年記錄的，當(dāng)時(shí)將Z軸32110 [0]Encoder feedback polo由-1改為1，即編碼器反饋極性為正反饋。對(duì)比其他進(jìn)給軸，也全是1。而此時(shí)的值為-1，于是將其改為1，按復(fù)位按鈕后報(bào)警不再出現(xiàn)，Z2軸可正常移動(dòng)，機(jī)床恢復(fù)了正常。

四、結(jié)束語(yǔ)

幾個(gè)典型故障案例，通過(guò)修改參數(shù)，解決了長(zhǎng)期困擾的疑難問(wèn)題，這些故障不是換個(gè)備件所能解決的。因此，維修人員要加強(qiáng)機(jī)床參數(shù)的學(xué)習(xí)和了解，切實(shí)掌握參數(shù)所代表的含義，遇到此類(lèi)問(wèn)題可以迎刃而解，起到事倍功半的作用，節(jié)省大量的維修費(fèi)用。