[分享]數(shù)控機床限位報警原因分析與處理 [復制鏈接]

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關鍵詞：數(shù)控機床限位

由于機床數(shù)控系統(tǒng)種類繁多、設備形態(tài)結構各異、設計方式多種多樣、故障現(xiàn)象千差萬別，維護好數(shù)控設備是具有相當難度的工作。在掌握了機械結構及電氣控制原理的同時，必須合理分析，靈活運用，善于總結，才能起到事半功倍的收效。立足于原理，由易到難地去縮小故障范圍并排除。為了保障機床地運行安全，機床的直線軸通常設置有軟限位（參數(shù)設定限位）和硬限位（行程開關限位）兩道保護“防線”。限位問題是數(shù)控機床常見故障之一，相關資料提及較少。以下就導致“限位報警”的主要原因作一些分析和說明。

一、相關控制電路斷路或限位開關損壞

此原因引起“限位報警”發(fā)生率相對較高，由于外部元器件受環(huán)境影響較大，如機械碰撞、積塵、腐蝕、摩擦等因素的影響，易于導致相關限位開關本身損壞及控制電路斷路，同時產生“限位報警”信息。也遇見超程開關壓合后不能復位的情況。這類故障的處理比較直接，把損壞的開關、導線修復好或更換即可。導線斷路或接觸不良時需仔細地校線和觀察，如：一臺XK755數(shù)控銑床，采用FANUC 0-M數(shù)控系統(tǒng)。在加工過程中，突然出現(xiàn)“X+、X-、Y+、Y-硬限位”報警，而實際上機床在正常的加工范圍內。根據上述現(xiàn)象，估計線路接觸不良或斷路可能性最大，測量電器柜中接線排上供給限位電路的24V電壓，壓值正常。按照線路走向逐一查找，在用手旋動床體右側的一個線路接頭時，發(fā)現(xiàn)屏幕上報警瞬間消失，在松手間報警復現(xiàn)。于是，拆下該接頭，仔細檢查發(fā)現(xiàn)里面焊接的兩根導線已經脫落，在用手向里面旋動的過程中可以讓導線斷路的兩端碰觸，所以有上述變化現(xiàn)象。重新焊接好接頭后，機床恢復正常。

二、操作不規(guī)范，誤動作或機床失控

其中，主要以引起硬限位報警為主，一般來說，通過直接補救措施方能進行恢復，利用機床本身的超程解除功能或短接法是日常維護的慣用方法。為了贏得寶貴的生產時間，在處理過程中我們應緊緊抓住設備及系統(tǒng)的個體特點，尋找具可靠性的捷徑，靈活快速地解決問題。

1、根據機床結構特點進行處理

絕大多數(shù)機床都設置有“超程解除”觸點，一旦出現(xiàn)“硬限位”報警，在確認硬限位開關被壓合后，使該觸點閉合并在手動方式下向相反方向移出限位位置，即解除報警；也有少數(shù)沒有設置該按鈕，此時應在相應的點上采取等效短接措施，即強制滿足條件，然后將機床移出限位位置。

如：一臺進口的HX-151型立式五坐標加工中心。出現(xiàn)“X軸硬限位”報警，該加工中心未設置“超程解除”按鈕。由于機床結構原因，X+向的限位開關安裝位置“隱蔽”，必須移開踏板并拆掉護板，需要花費大量時間和精力，延誤生產。因此，采取在電器柜中接線排上短接相應端號等電勢點的辦法，即短接該機床接線排上的3230和3232兩點（也可直接在PLC的輸入點A305.3和A306.6間短接），并將機床移回行程范圍以內，故障排除。

2、抓住數(shù)控系統(tǒng)功能局限及特性

在日常維護中，我們也碰到由于受數(shù)控系統(tǒng)設計軟件的限制出現(xiàn)比較特殊的情況。對于該類問題的處理，必須全面掌握某個數(shù)控系統(tǒng)的個體特點及性能。在探索、總結的同時，要作好記錄，有條件應接受一些必要的技術培訓。

如：由我廠技術人員自行設計的葉片噴丸經濟型數(shù)控機床，控制X、Y、Z、A四軸（其中A軸為旋轉軸），數(shù)控系統(tǒng)為西南自動化研究所開發(fā)的圣維（Swai）M2000，采用開環(huán)控制方式。出現(xiàn)以下兩例具代表性的故障現(xiàn)象：

（1）由于操作不當，機床面板左下角顯示為Y向“硬限位”，+Y行程開關已被壓合，且硬限位紅色指示燈亮。在手動方式下，無法向相反方向移出限位位置。

處理方法及原因：采取慣用的移出和短接方法不能排除故障，因報警未清除，在手動或手輪方式下對Y軸移動操作已無效。在沒有找出其它可能原因的情況下，懷疑到數(shù)控系統(tǒng)問題，然而，此時數(shù)控系統(tǒng)并無任何死機或紊亂的征兆，且其它各軸都能正常運動。決定將+Y行程限位開關短接，關斷機床電源并稍等片刻，然后重新啟動機床，發(fā)現(xiàn)報警信息消失，紅色指示燈熄滅，再將機床移出限位位置，最后取消短接線，一切恢復正常，事實上，經過故障多次發(fā)生時的處理情況，我們認識到本故障是由于該數(shù)控系統(tǒng)對上一坐標位置在通電的情況下具有保持記憶的功能。

（2）機床操作面板CRT左下角報警信息顯示為“硬限位“，硬限位紅色指示燈并未亮，機床實際位置離硬限位開關還有很遠的距離。同時，機床坐標數(shù)顯值接近99999999的最大值，該軸向無法移動。

處理方法：針對上述現(xiàn)象，首先判斷為坐標值已出現(xiàn)數(shù)據溢出，超出了機床記憶的限位值，在累積越來越大的情況下，必須使坐標數(shù)據全部清零處理。該系統(tǒng)機械坐標清零步驟如下：①在主頁面下進入“監(jiān)控“菜單；②頁面內容部分無任何類容顯示，不用理會（被隱藏），進入第二項“從機監(jiān)控”；③接下來按第三項“F3”，此時可見各軸機床坐標都為零，報警已經清除。特別注意，機床必須重新回參考點建立機床坐標系，出現(xiàn)該情況是由于數(shù)控系統(tǒng)功能程序的限制。在處理時應結合上面第（1）點的特征。

三、回參考點過程失敗，引起限位

比較高檔的數(shù)控系統(tǒng)通常都可以利用方便靈活的參數(shù)修正功能來維護機床，如果機床實際位置未超過限位位置而出現(xiàn)限位報警，首先應細心查看是否因行程的參數(shù)丟失或改變的可能。針對參數(shù)，最典型的事例是某些機床在回參考點時易出現(xiàn)軟限位報警，而機床實際位置離參考點有一定距離。此時，在機床硬限位功能完好的情況下，根據機床報警時的停止點離基準點標記位移大小適當將軟限位參數(shù)值修改大（有時需設定到最大值或取消，應視其情況），待機床重新回參考點正常后需將軟限位設定還原。另外，在更換一些牽涉到行程的設備后（如電機、軸聯(lián)結、絲杠等），其間隙、位移易發(fā)生一定變動，也有可能出現(xiàn)回參考點失敗，同時產生“限位報警”。

如：一臺寧江機床有限公司制造的THM6350臥式加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC 0i-MA。在回參考點過程中，Y軸出現(xiàn)報警信息為“507 OVER TRAVEL +X”，有減速過程，反復操作不能回參考點，并出現(xiàn)同樣的報警信息，該加工中心采用的擋塊方式回參考點。

分析與處理：可以看出，該故障的根本原因不是硬限位本身。那么是否在減速后歸基準點標記脈沖不出現(xiàn)。如果是這樣，有兩種可能：一是光柵在歸基準點過程中沒有發(fā)現(xiàn)歸基準點脈沖信號，或歸基準點標記失效，或由基準點標記選擇的歸基準點脈沖在傳輸或處理過程中丟失，或測量系統(tǒng)硬件故障對歸基準點脈沖信號無鑒別或處理能力。二是減速開關與歸基準點標記位置錯位，減速開關復位后，沒有出現(xiàn)基準點標記。對相關參數(shù)逐一檢查無改變和丟失的情況。用手直接壓下各開關，在PMC地址X1009. 0 中確減速信號由“0”變?yōu)椤?”，說明功能完好，根據故障現(xiàn)象，超程信號也完好，重點應檢查基準點信號，排除因信號丟失或元器件損壞的可能。其減速開關、參考點開關的距離已經由廠家標準設定，參考計數(shù)器容量和標準一致，一般在維護過程中不做變動或修改。先不忙采用跟蹤法去確定上面分析的第一點可能原因，先遵循由易到難的原則去考慮問題。看是否由于基準點標記的識別能力已經下降或喪失所致。決定將參數(shù)1425（碰減速擋塊后FL速度）的X值由原來的200修改成100，為保證各軸運動平衡，將其它軸的FL速度同時設定為100 ，試回參考點，機床恢復正常，這種設想得到了驗證。因此，造成該故障的原因是由于基準點標記識別能力已經降低，導致機床回參考點失敗直到壓合硬限位。

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