数控设备检测元件的故障及维修

　　检测元件是数控机床伺服系统的重要组成部分，它起着检测各控制轴的位移和速度的作用，它把检测到的信号反馈回去，构成闭环系统。测量方式可分为直接测量和间接测量：直接测量就是对机床的直线位移采用直线型检测元件测量，直接测量常用的检测元件一般包括：直线感应同步器、计量光栅、磁尺激光干涉仪。间接测量就是对机床的直线位移采用回转型检测元件测量，间接测量常用的检测元件一般包括：脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器、圆光栅和圆磁栅。

　　当机床出现如下故障现象时，应考虑是否是由检测元件的故障引起的：

　　1.机械振荡(加/减速时)：

　　(1)脉冲编码器出现故障，此时检查速度单元上的反馈线端子电压是否在某几点电压下降，如有下降表明脉冲编码器不良，更换编码器。

　　(2)脉冲编码器十字联轴节可能损坏，导致轴转速与检测到的速度不同步，更换联轴节。

　　(3)测速发电机出现故障，修复，更换测速机。

　　2.机械暴走(飞车)：

　　在检查位置控制单元和速度控制单元的情况下，应检查：

　　(1)脉冲编码器接线是否错误，检查编码器接线是否为正反馈，A相和B相是否接反。

　　(2)脉冲编码器联轴节是否损坏，更换联轴节。

　　(3)检查测速发电机端子是否接反和励磁信号线是否接错。

　　3.主轴不能定向或定向不到位：

　　在检查定向控制电路设置和调整，检查定向板，主轴控制印刷电路板调整的同时，应检查位置检测器(编码器)是否不良，此时测编码器输出波形，正常波形如下：

　　4.坐标轴振动进给：

　　在检查电动机线圈是否短路，机械进给丝杠同电机的连接是否良好，检查整个伺服系统是否稳定的情况下，检查脉冲编码是否良好、联轴节联接是否平稳可靠、测速机是否可靠。

　　5.NC报警中因程序错误，操作错误引起的报警。如FAUNUC 6ME系统的NC报警090.091。出现NC报警，有可能是主电路故障和进给速度太低引起。同时，还有可能是：

　　(1) 脉冲编码器不良。

　　(2) 脉冲编码器电源电压太低，(此时调整电源电压的15V，使主电路板的+5V端子上的电压值在4.95—5.10V内)。

　　(3)没有输入脉冲编码器的一转信号而不能正常执行参考点返回。

　　6.伺服系统的报警号：如FAUNUC 6ME系统的伺服报警：416、426、436、446、456。SIEMENS 880系统的伺服报警：1364 SIEMENS 8系统的伺服报警：114、104等。 当出现如上报警号时，有可能是：

　　(1)轴脉冲编码器反馈信号断线，短路和信号丢失，用示波器测A相、B相一转信号。

　　(2)编码器内部受到污染、太脏、信号无法正确接收。

　　我厂现有数控设备15台，其中，西门子8系统加工中心一台，西门子880系统加工中心二台，数控切割机四台，IRB2000焊接机器人三台，CNCJ一800X8100数控折弯机一台，FAUNUC 6系统加工中心一台，普通数控车床三台，从91年使用第一台YBM-90N西门子8系统加工中心开始至今，从使用过程中出现的故障来看，检测元件出现的故障占了很大比例：下面就几具典型故障作一个分析。

　　故障一：脉冲编码器光电盘划分，导致工作台定位不准。

　　故障现象：芬兰VMC800 SIMES 880立式加工中心的工作台为双工作台，通过交换工作台完成两工件加工，工作台靠鼠盘定位，鼠牙盘等分360个齿，每个齿对应1°工作台靠油缸上下运动实现工作的离合，通过伺服电机拉动同步齿形带，带动工作台旋转通过脉冲编码器来检测工作台的旋转角度和定位，工作台在96年8月份出现定位故障，工作台不能正确参考点，每次定位错误不管自动还是手动都相差几个角度，角度数，有时1°，有时2°，但是工作台如果分别正转几个角度如30°、60°、90°，再相应的反转30°、60°、90°时，定位准确，出现定位错误时，CRT出现NC 228*报警显示。

　　故障分析：查询228*报警内容为：M19选择无效，即：M19定位程序在运行时没有完成，当时我们认为是M19定位程序和有关的NC MD有错，但是检查程序和数据正常，经分析有可能是下面几种原因引起工作台定位错误：(1)同步齿形带损坏，导致工作台实际转数与检测到的数值不符;(2)编码器联轴节损坏;(3)测量电路不良导致定位错误。

　　故障解决：根据以上原因，我们对同步齿形带和编码器联轴节，进行检查，发现一切正常，排除上述原因后，我们判断极有可能是测量电路不良引起的故障，本机床是由RAC 2：2-200驱动模块，驱动交流伺服电机构成Sl轴，由6Fxl l21-4BA测量模块与一个1024脉冲的光电脉冲编码器组成NC测量电路，在工作台定位出现故障时，检查工作台定位PLC图，PLC图人板4Al-C8上输人点E9.3、E9.4、E9.5、E9.6、E9.7是工作台在旋转联结定位的相关点，输出板4Al-C5上A2.2、A2.3、A2.4、A2.5、A2.6是相应的输出点，检查这几个点，工作状态正常，从PLC图上无法判断故障原因，于是我们检查测量电路模块6Fx1，121- 4BA无报警显示正常。在工作台定位的过程中，用示波器测量编码器的反馈信号，判定编码器出现故障。于是我们拆下编码器，拆下其外壳，发现其光电盘与底下的指示光栅距离大近，旋转时产生摩擦，光电盘里圈不透光部分被摩擦划了一个透光圆环，导致产生不良脉冲信号，经更换编码器问题解决，现在考虑当初的报警没有显示测量电路故障，是因为编码器光电盘还没有完全损坏，是一个随机性故障，CNC无法真实的显示真正的报警内容，因此数控设备的报警并不能完全彻底的说明故障原因，需要更加深入地进行分析。