葛 雷

作者通聯(lián)：安徽萊恩電泵有限公司設備部 安徽寧國市寧城南路166號 242300

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1.故障現(xiàn)象

安徽萊恩電泵有限公司1臺長矛系列LANCER-1250型立式加工中心，控制系統(tǒng)為辛辛那提ACRAMATIC A2100。加工中心工作中X、Y軸異常抖動，后來發(fā)展到使用手輪操作，即使選用最小倍率，向正、負方向移動，X、Y軸均劇烈抖動，系統(tǒng)無任何報警。

2.故障分析

首先排除設備參數(shù)出現(xiàn)問題。打開X、Y軸防護板，檢查電機與絲杠之間聯(lián)軸器無磨損及松動現(xiàn)象，絲杠兩端軸承也無卡滯。懷疑絲杠磨損，絲杠彎曲程度及絲杠與導軌的平行度不在合格范圍，更換備用絲杠及軸承，試機，故障依舊。反復調整絲杠的預緊力，試機，振動依舊。至此排除機械方面存在故障。檢查電氣方面，對換X、Z軸伺服驅動器，試機，X軸振動依舊，排除驅動器故障。更換X軸電機，試機，故障依舊，排除電機及其編碼器故障。維修過程中發(fā)現(xiàn)Y軸移動會帶動包裹電纜的坦克鏈移動，懷疑其編碼器電纜及光柵尺讀數(shù)頭電纜存在虛接或斷線。先分離Y軸編碼器電纜兩端插接頭，用500V搖表測量電纜之間、電纜與屏蔽層之間絕緣，結果正常。再用萬用表逐一檢查測量每根電纜中信號線是否開路，結果正常。使用同樣方法檢查Y軸光柵尺讀數(shù)頭電纜，結果也正常，排除兩根電纜存在故障可能。

最后根據(jù)現(xiàn)場檢查結果及查閱光柵尺說明，分析認為是X、Y軸光柵尺存在故障。由于X、Y軸防護板損壞，板與板之間裂縫較大，機床加工鑄鐵模具時使用高速大流量水泵產生的切削液沖洗冷卻，導致切削液通過防護板縫隙飛濺到光柵尺，而且該機床采用黃油潤滑，讀數(shù)頭上會粘上水和鑄鐵灰及黃油的混合物，造成掃描頭過臟，導致光柵尺的光線投射不佳。當機床工作臺運動時，系統(tǒng)在光柵尺的誤檢測下，時而給出加速信號，時而給出減速信號，這樣反復運行，造成工作臺振動。

3.故障處理及改進措施

由于維修光柵尺需要專業(yè)廠家完成，而生產任務較重，不允許長時間停機，并且根據(jù)實際情況，必須先購買更換X、Y軸防護板，使維修成本增加。

該X、Y軸光柵尺控制為全閉環(huán)系統(tǒng)，加工中心在全閉環(huán)控制中，機床定位精度和重復定位精度分別約為12μm和6μm；在由編碼器控制的半閉環(huán)中，兩種定位精度分別約為15μm和8μm，公司模具的最高加工精度為20μm，因此，半閉環(huán)控制完全能滿足公司模具加工精度要求。將全閉環(huán)控制改為半閉環(huán)控制，只需修改相關數(shù)據(jù)和更改有關連接線即可，這樣不僅維修費用大幅縮減，還縮短了機床停機時間。為此決定將X、Y軸改為由編碼器控制的半閉環(huán)系統(tǒng)，下面以X軸為例，介紹具體操作步驟。

（1）將X軸移動至全行程的中間部位，防備修改參數(shù)后試機出現(xiàn)伺服飛車等故障，然后按下機床控制面板急停按鈕。

圖1

圖2

（2）點擊觸摸屏下方的“MORE”（圖 1），打開后點擊“system configuration”，在出現(xiàn)的畫面點擊“Machine Application”（圖 2）。打開后點擊屏幕右上方?圖標，找到“X AXIS”，點擊后進入X軸畫面（圖 3），將“Align switch clearance”、“Move To Align Zone”、“Reference mark seek move”改為+6.0000mm、+4.0000mm 和+3.5000mm。修改后點擊確定，保存后退出。

圖3

圖4

圖5

（3）再次進入圖2界面，點擊“Axes”，在出現(xiàn)的畫面點擊“Axis Data”，打開后點擊屏幕左上方“手指”圖標，選擇并點擊DV7（1）-Port2，打開進入 X 軸界面（圖 4），將“Counts Per Motor rev”框中數(shù)值改為12288，修改后點擊確定，保存后退出。

（4）仍進入圖2界面，點擊“Servo”，在出現(xiàn)的畫面點擊“Axis Data”，打開后點擊屏幕左上方“手指”圖標，選中并點擊DV7（1）-Port2，進入 X 軸界面（圖 5），去掉“Encoder invert”“index invert A”和“index invert B”框中的“√”。

Y軸修改步驟基本同上，不同之處是將上述（2）中的Move To Align Zone改為+3.0000mm；在（4）中的“Encoder invert”框打上“√”（否則會出現(xiàn)伺服飛車故障），去掉“invert output”框中“√”。

（5）修改好之后，逐一關閉機床電源，脫開X軸光柵尺電纜線上的插接頭，左側電纜是到光柵尺讀數(shù)頭，線號為2754，現(xiàn)懸空不做任何連接。右側電纜是系統(tǒng)控制器PCA1上驅動控制板DV5的J2插座上引出線，線號為2746，其上有兩個插頭，1根插頭為4線4孔，插上專用的短接線插頭（若短接線插頭丟失，可按圖紙短接2號孔的+5V線與3號孔的ALARM線），另1根插頭是6線8孔，將其插入X軸伺服放大器C1插孔左側的8孔插座（ENCODER OUTPUT BOARD插座）。Y軸操作同樣。

開機后先進入各頁面檢查修改過的參數(shù)是否保存，核對無誤后，一手進行伺服上電，另一手放在急停按鈕（防備伺服上電后X、Y軸出現(xiàn)飛車或其他故障）。上電后觀察無異常現(xiàn)象發(fā)生，手搖X軸或Y軸進行檢查，X、Y軸移動平穩(wěn)，執(zhí)行各軸回零成功，一切動作均正常，至此X、Y軸半閉環(huán)修改成功完成。