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龙门镗铣床故障的解决方案

  【编者按】本文以XK2414×80型数控龙门镗铣床故障为例,做出了故障现象,故障分析及最后的解决方案。


  一、机床介绍

  XK2414×80型数控龙门镗铣床使用SIEMNNS840D数控系统,SIMODRIVE611D数字驱动,工作台(X轴)采用直线导轨技术、全闭环控制方式,机械传动结构为双齿轮齿条,位置检测使用HEIDENHAINLB382C光栅尺,最小分辨率为0.001mm,每200mm距离有一个零点标记,工作台床身总长16.5m,两节拼接。(参阅国产龙门加工中心和数控龙门镗铣床的现状及发展

  二、故障现象

  该机床搬迁后首次通电调试时,数控系统正常启动,机床驱动正常上电,在REF操作方式下,Y、Z轴归零正常,但机床X轴不能完成归零动作。机床在X+方向移动200mm后停止运动,机床报20002号报警:通道1的X轴零参考标记没找到。

  三、故障分析

  检查机床数据34060REFPMAXMARKERDIST(定义触发器启动和跟随的零标记之间的最大距离)原设定值是200,理论上X轴每移动200mm必通过零点标记,修改机床数据34060为300确保X轴归零时移动的距离内有一个零点标记,故障没有解除在JOG操作方式下,X、Y、Z轴能正常点动,激光检测X轴的定位精度和重定位精度在机床允许范围之内。

  在AUTO操作方式下,加工程序不能运行,修改机床数据20700由0改为1(定义机床不用归零就可自动循环执行加工程序)后,加工程序可以自动运行,但机床使用G代码(G54"G59)建立起来的工件坐标不正确,机床其他功能正常。通过以上检查和测试,初步判定机床X轴归零故障的原因是机床搬迁时将光栅尺带从光栅尺盒中抽出和回装时损坏了零标记。

  四、故障排除

  检查光栅尺带,发现光栅磁带上有油污和刮伤痕迹,清洗后仍不能排除故障,光栅尺带物理损伤不可修复。为了机床尽快投入生产(新购光栅尺需要1"3个月的订货周期),决定将X轴改为半闭环,使用X轴伺服电机内置编码器反馈信息作位置环,全闭环改半闭环方法如下。

  1.修改X轴的34200号机床数据(由3改为1),将X轴的归零方式改为带限位撞块归零方式。

  2.制作和安装机械撞块,增加一个归零用的限位行程开关,调整限位行程开关和机械撞块的位置,连接限位行程开关的输入信号到PLC的DMP输入模块。

  3.使用STEP7软件修改PLC程序,读取并处理限位行程开关的输入信号,将第二测量系统有效改为第一测量系统有效。使用STEP7软件修改FC30功能块内容如下。

  M009:SM59.1(X轴进给使能,机床准备归零)

  A137.7(读取限位行程开关的输入信号)=DB31.DBX12.7(开始寻找零脉冲信号)

  RDB31.DB×2.1

  RDB31.DB×21.7

  RDB31.DB×1.6(第二测量系统无效)

  SDB31.DB×1.5(第一测量系统有效)。

  4.修改X轴的32700号机床数据(由1改为0),取消X轴的螺距误差补偿(全闭环时才需要),测量X轴的反向间隙并补偿到X轴的Back-flash(0)中。

  5.调整X轴相关机床数据,降低X轴的系统检查精度,将X轴的36400ContourTol数据值由原来的0.02调整为0.03,将X轴的36030Stand-stillposTol数据值由原来的0.02调整为0.03,消除由全闭环改半闭环后系统25050(AxisX1con-tourmonitoring)和25040(AxisX1standstillmoni-toring)两个报警。

  通过以上步骤快速解决了数控龙门镗铣床的故障,虽然机床X轴的精度有所下降,但机床基本功能正常,且修复后机床精度完全满足生产要求。机床X轴改成半闭环后已使用1年,机床使用正常,加工的产品无质量问题。


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