數(shù)控系統(tǒng)回參考點的故障診斷與維修

1、某某職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文題目數(shù)控系統(tǒng)回參考點的故障診斷與維修系分院機械電子工程系學生某某學 號專業(yè)名稱 數(shù)控設備應用與維護指導教師2009 年11月15日機械電子工程系分院畢業(yè)設計論文任務書姓名專業(yè)數(shù)控設備應用與維護班級畢業(yè)設計論文 題目數(shù)控系統(tǒng)回參考點的故障診斷與維修畢業(yè)設計論文選題的目的與意義隨著數(shù)控技術的迅速開展，數(shù)控系統(tǒng)的性能和品質(zhì)有了極大的提高，數(shù)控機床的 性能也有了保證。但是，數(shù)控機床是高度復雜的機電一體化設備，機床回參考點是數(shù) 控機床加工前所進展的必要操作，因此在使用過程中需要與時、正確地對其故障判斷 和排除。畢業(yè)設計論文的資料收集情況含指定參考資料 楊輝：數(shù)控機床故障診斷與

2、維修技能實訓，理工大學2008年版 X魁林：數(shù)控機床故障診斷，機械工業(yè)2002年版。畢業(yè)設計論文工作進度計劃1收集相關資料，確定題目.2. 對題目的可行性進展分析,最終定題.3. 寫論文,并完善其內(nèi)容，進展分析與改良.4. 修改論文,定稿承受任務日期年月日要求完成日期年月日學牛簽名：年月日指導教師簽名：年月日系分院主任院長簽名：年月日畢業(yè)設計論文指導教師評閱意見表某某學號性別男專業(yè)數(shù)控設備應用與維護班級畢業(yè)設計論文 題目數(shù)控系統(tǒng)回參考點的故障診斷與維修成績指導教師簽字畢業(yè)設計論文辯論意見表某某學號性別男專業(yè)數(shù)控設備應用與維護班級畢業(yè)設計論文 題目數(shù)控系統(tǒng)回參考點的故障診斷與維修辯論時間地點-k

3、A亠辯論小組成員某某職稱學歷從事專業(yè)組長成員秘書答-kA亠辯小組意見答辯成績：辯論小組組長簽名：年月日數(shù)控系統(tǒng)回參考點的故障診斷與維修摘要：數(shù)控機床的參考點又稱機床原點或機床零點，是機床機械原點和電器原點相重合的點。數(shù)控機床回參考點的準確性，不但影響機床的稱定性，更影響加工精度與加工尺寸的德定性；是 工件坐標系的原始參照系，參考點確定后，工件坐標系隨之建立，因此，數(shù)控機床回參考點是數(shù) 控技術的重要內(nèi)容。關鍵詞：參考點回零數(shù)控機床 精度 診斷 維修隨著數(shù)控技術的迅速開展，數(shù)控系統(tǒng)的性能和品質(zhì)有了極大的提高，數(shù)控機床的 性能也有了保證。但是，數(shù)控機床是高度復雜的機電一體化設備，機床回參考點是數(shù) 控

4、機床加工前所進展的必要操作，因此在使用過程中需要與時、正確地對其故障判斷 和排除。一、回參考點的原理按機床檢測元件檢測原點信號方式的不同，返回機床參考點的方法有兩種，即柵 點法和磁開關法。在柵點法中，檢測器隨著電動機一轉(zhuǎn)信號同時產(chǎn)生一個柵點或一個 零位脈沖；在機械本體上安裝一個減速擋塊與一個減速開關，當減速擋塊壓下減速開 關時，伺服電動機減速到接近原點速度運行。當減速擋塊離開減速開關時，即釋放開 關后，數(shù)控系統(tǒng)檢測到的第一個柵點或零位信號即為原點。在磁開關法中，在機械本 體上安裝磁鐵與磁感應原點開關或者接近開關，當磁感應開關或接近開關檢測到原點 信號后，伺服電動機立即停止運行，該停止點被認作原

5、點。柵點法的特點是如果接近原點速度小于某一特定值，如此伺服電動機總是停止于同一點，也就是說，在進展回原點操作后，機床原點的保持性好。磁開關法的特點是 軟件與硬件簡單，但原點位置隨著伺服電動機速度的變化而成比例的漂移，即原點不 確定，目前，大多數(shù)機床采用柵點法。柵點法中，按照檢測元件的不同分為以絕對脈沖編程器方式歸零和以增量脈沖編 程器方式歸零。在使用絕對脈沖編碼器作為測量測量反應元器件的系統(tǒng)中，機床調(diào)試 時第一次開機后，通過參數(shù)設置配合機床回零操作調(diào)整到適宜的參考點后，只要絕對 編碼器的后備電池有效，此后每次開機，不必進展回參考點操作。在使用增量脈沖編 碼器的系統(tǒng)中，回參考點用兩種方式，一種開

6、機后在參考點回零模式下直接回零；另 一種是在儲存器模式下，第一次開機手動回參考點，以后均可用G代碼方式回零。二、返回參考點的方式一手動回原點時，回原點軸先以參數(shù)設置的快速移動速度向原點方向移動； 當減速擋塊壓下原點減速開關時，回原點軸減速到系統(tǒng)參數(shù)設置的較慢參考點定位速 度，繼續(xù)向前移動；當減速開關被釋放后，數(shù)控系統(tǒng)開始檢測編碼器的柵點或零脈沖； 當系統(tǒng)檢測到第一個柵點或零脈沖后，電動機馬上停止轉(zhuǎn)動，當前位置即為機床零點。二回原點軸先以參數(shù)設置的快速移動的速度向原點方向移動，當減速擋塊壓 下減速開關時，回零軸減速到系統(tǒng)參數(shù)設置較慢的參考點定位減速，軸向相反方向移 動；當減速開關被釋放后，數(shù)控系

7、統(tǒng)開始檢測編碼器的柵點或零脈沖；當系統(tǒng)檢測到 第一個柵點或零脈沖后，電動機馬上開始停止轉(zhuǎn)動，當前位置即為機床零點。三回原點軸先以參數(shù)設置的快速移動的速度向原點方向移動，當減速擋塊壓 下減速開關時，回零軸減速到系統(tǒng)參數(shù)設置較慢的參考點定位減速，軸向相反方向移 動；當減速開關被釋放后，回零軸再次反向；當減速開關被壓下后，數(shù)控系統(tǒng)開始檢 測編碼器的柵點或零脈沖；當系統(tǒng)檢測到第一個柵點或零脈沖后，電動機馬上開始停 止轉(zhuǎn)動，當前位置即為機床零點。四回原點接到回零信號后，就在當前位置以一個較慢的速度向固定的方向移 動，同時數(shù)控系統(tǒng)開始檢測編碼器的柵點或零脈沖；當系統(tǒng)檢測到第一個柵點或零脈 沖后，電動機馬上

8、開始停止轉(zhuǎn)動，當前位置即為機床零點。使用增量式檢測反應元件的機床，開機第一次各伺服軸手動回原點大多采用擋塊 式復歸，其后各次的原點復歸可以用 G代碼指令，以快速進給速度復歸至開機第一次 回原點的位置。使用絕對式檢測反應元件的機床第一次回原點時，首先，數(shù)控系統(tǒng)與絕對式檢測 反應元件進展數(shù)據(jù)通信以建立當前的位置， 并計算當前的位置到機床原點的距離與當 前位置到距離最近柵點的距離，系統(tǒng)將所得的數(shù)值計算后，賦給計數(shù)器，柵點即被確 定。三、數(shù)控機床回參考點常見故障診斷與分析當數(shù)控機床回參考點出現(xiàn)故障時，首先應由簡單到復雜，進展全面檢查。先檢查 原點減速擋塊是否松動、減速開關固定是否結實、開關是否損壞，假

9、如無問題，應進 一步用千分表或激光測干預儀檢查機械相對位置是否漂移、檢查減速開關位置與原點之間的位置關系，然后檢查伺服電機每轉(zhuǎn)的運動量、指令倍率比CMR與檢測倍乘比DMR,再檢查回原點快速進給速度的參數(shù)設置與接近原點的減速速度的參數(shù)設置。 數(shù)控機床回參考點不穩(wěn)定，不但會直接影響零件加工精度，對于加工中心機床，還會 影響到自動換刀。根據(jù)資料顯示，數(shù)控機床回參考點出現(xiàn)的故障大多出現(xiàn)在機床側(cè)， 以硬件故障居多，但隨著機床元件的老化，軟故障也時而發(fā)生。下面為機床回參考點 故障診斷流程圖。數(shù)控機床返回參考點故障停機檢查與診斷斷有報警，機床回參考點失敗未執(zhí)行返回參考點動作回參考點有減速未超程而停機回參考點

10、有減速而超程回參考點無減速而超程無報警，機床停止時岀現(xiàn)偏移下面簡單介紹幾種常見回參考點故障與排除方法一回原點后，原點漂移或參考點發(fā)生整螺距1、參考點發(fā)生單個螺距偏移 故障原因有減速開關與減速擋塊安裝不合理， 使減速信號與零脈沖信號相隔距離過近機械安裝不到位。排除故障方法調(diào)整減速開關或者擋塊的位置，使機床軸開始減速的位置大概處在一個柵距或一個螺 距的中間位置調(diào)整機械局部。2、參考點發(fā)生多個螺距偏移故障原因有參考點減速信號不良減速擋塊固定不良引起尋找零脈沖的初始點發(fā)生漂移零脈沖不良引起。排除故障方法檢查減速信號，接觸是否良好重新固定減速擋塊對碼盤進展清洗。二系統(tǒng)開機回不了參考點，回參考點不到位故障

11、原因系統(tǒng)參數(shù)設置錯誤零脈沖不良，回零時找不到零脈沖，減速開關 損壞或者短路數(shù)控系統(tǒng)控制檢測放大的線路板出錯導軌平行度、導軌與壓板面平行度、導軌與絲杠的平行度超差，當采用全閉環(huán)控制時光柵尺沾了油污。排 除故障方法：重新設置系統(tǒng)參數(shù)，清洗或者更換編碼器，維修或更換減速開關， 更換線路板，重新調(diào)整平行度清洗光柵尺。三找不到零點或回參考點時超程故障原因回參考點位置調(diào)整不當引起的故障，減速擋塊距離限位開關行程過短零脈沖不良引起的故障，回零時找不到零脈沖，減速開關損壞或短路數(shù)控 系統(tǒng)控制檢測放大的線路板出錯導軌平行度、導軌與壓板面平行度、導軌與絲 杠的平行度超差，當采用全閉環(huán)控制時光柵尺沾了油污。排除故障

12、方法：調(diào)整減 速擋塊的位置，清洗或者更換編碼器，維修或更換減速開關，更換線路板，重新 調(diào)整平行度清洗光柵尺。四回參考點的位置隨機性變化故障原因干擾編碼器的供電電壓過低電動機與絲杠的聯(lián)軸節(jié)松動扭 矩過低或伺服調(diào)節(jié)不良，跟蹤誤差過大零脈沖不良，滾珠絲杠間隙增大。排除 方法：消除干擾，改善供電電源，緊固聯(lián)軸節(jié)，調(diào)節(jié)伺服參數(shù)改變其運動特性， 對編碼器進展清洗或者更換，修滾珠絲杠螺母調(diào)節(jié)墊片重調(diào)間隙。五返回參考點過程中出現(xiàn)“ NOT READY為準備好狀態(tài)上無報警這多數(shù)為返回參考點用的減速開關失靈，觸頭壓下后不能復位造成的。因此排 除也比擬簡單，只需檢查減速開關復位彈簧是否損壞或直接更換減速開關即可。四

13、、實例分析一機床不能正常返回參考點且有報警主要是回參考點減速開關產(chǎn)生的信號或零標志位脈沖失效包括信號未產(chǎn)生 或在未傳輸處理中丟失。如果用脈沖編碼器作位置檢測裝置，如此表現(xiàn)為脈沖 編碼器的每轉(zhuǎn)的基準信號零標志位信號沒有輸入到主印刷電路板，其原因常 常是因為脈沖編碼器斷線或脈沖編碼器的連接電纜，抽頭斷線。另外，返回參考 點時，機床開始移動點距參考點太近也會產(chǎn)生此類報警故障。排除方法可采用先外后內(nèi)和信號跟蹤法。所謂的外，是指安裝在機床上的擋 塊和參考點開關，可以用 C系統(tǒng)PLC接口的I/O狀態(tài)指示直接觀察信號的有無； 所謂的內(nèi)，是指脈沖編碼器中的零標志位或光柵尺上的零標志位，可采用示波器 檢測零標志

14、位脈沖信號。二X軸不執(zhí)行自動返回參考點配備FANUC數(shù)控系統(tǒng)的銑床，此故障發(fā)生后，檢查監(jiān)視器上無報警提示，其他 各局部也無報警提示，但采用手動方式時 X軸能夠移動。將X軸用手動方式移至 參考點后，機床又能進展正常加工，加工完成后原有故障又重復出現(xiàn)。根據(jù)上述情況判斷：C系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)無故障?？紤]到故障發(fā)生在X軸回參考 點的過程中，懷疑該故障與 X軸參考點的參數(shù)發(fā)生變化有關，然而，在 TE方式 下，將地址為F的與X軸參考點有關的參數(shù)調(diào)出來檢查，卻發(fā)現(xiàn)這些參數(shù)正常。 從數(shù)控機床的工作原理可知，軸參考點除了與參數(shù)有關外，還與軸的原點位置、 參考點位置有關。因此，仔細檢查后發(fā)現(xiàn)，機床上 X軸參考點的限位

15、開關因油污 然失靈，即始終處于接通狀態(tài)。故當加工程序完成后，系統(tǒng)便認為已回到參考點， 因而，X軸便沒有返回參考點的動作。找到了故障原因后，馬上采取措施，將開 關清洗、回復后，故障排除。五、從回參考點故障的診斷與維修得出故障時應重點檢查的項目一檢查減速擋塊和減速開關的狀態(tài)，如減速開關有無松動現(xiàn)象，減速開關 是否結實、有無損壞，應進一步用百分表或激光測量儀檢查機械相對位置的漂移 量；減速擋塊的長度是否適宜；移動部件回原點的起始位置、減速開關位置與原 點位置的相對關系是否適當。二檢查回原點的模式是否是開機的第一次回原點，是否采用絕對式的位置 的檢測裝置。三檢查伺服電機每轉(zhuǎn)的運動量指令倍乘比與倍乘比的設置；檢查回原點快 速進給速度的參數(shù)設置