加工中心伺服轴飞车故障处理
我公司的iohc3500卧式加工中心是1985年由美国辛辛那提米拉克龙公司引进的。考虑到该机床的机械性能良好，选用*的fanuc 0i—ma数控系统进行机床电气系统改造。该机床改造后使用一年多情况良好。但近三月来频繁出现x轴超程、x轴机械坐标值异常、飞车等故障。由于x轴是齿轮齿条传动，所以x轴采用全闭环直线型光栅尺反馈。开机时偶尔出现（pos画面）x轴机械坐标值不断地负向增大，出现 501#—x轴负向超程、401#—x轴位置off等告警，按del + can不能取消告警。cnc/servo面板的led告警灯都没亮。但是实际机床在急停状态下x轴是不能移动的。进入到（svprm ）伺服调整画面，观察当前位置及位置偏差在负向增加，同时机床出现501#—x轴负向超程告警（超出132#—1320#参数设定值）。关机重新启动机床，x轴机械坐标值停在某一很大随机值上。这时机床x轴不能回零点，其它的伺服轴回零点正常。数值上看x轴机械坐标值的确超程，实际上机床在x轴范围内。进入到参数设定画面修改1321#—1320#参数（x轴存储式行程检测的负方向边界的坐标值）。显示的x轴机械坐标值远远超过-99999999～+ 99999999范围（单位μm）。此时可设定坐标值320#小于1321#即负向值大于正向值，可以使该功能使能。关机重新启动机床，x轴能回零点了。将132#—1320#参数还原，机床可以正常工作很长一段时间。由于此故障偶尔出现，认为是外部的电源高频干扰，于是在各回路中加装了抗干扰滤波回路。为了排除软件故障的可能性，将备份的各种参数数据刷新。但不久故障越来越频繁，移动x轴不论用点动、手动回零，x轴都会快速冲动或剧烈颤抖，crt上出现告警411#—移动中的位置偏差量大于设定值，zui严重时飞车的惯性将x轴的机械挡块撞断，差一点儿冲出导轨。到底是速度环还是位置环及反馈源出现故障？此故障仅仅出现在x轴，而且只有x轴是全闭环控制。由于x轴同时装有旋转脉冲编码器，为此分割光栅尺位置环、脉冲编码器位置环，以确定系统故障部位，修改参数将x轴由全闭环控制改为半闭环控制。
修改方法：在急停状态下，接通电源。先设定可修改的系统参数，参数3111#7（svs）=0进入伺服参数的设定画面，可以修改轴的控制状态。修改内容为：（1）柔性进给齿轮比（n/m）全闭环光栅尺反馈为1:1，半闭环时根据电机的减速比来确定设定值，新设定值为1:12500 （2）位置脉冲数要根据串行脉冲编码器的型号来确定，本机的设定值是6340。（3）位置反馈类型参数1815#1=0（1全闭环，0半闭环）。关机重新启动机床以上设定有效，机床正常。由于x轴齿轮齿条传动的反向间隙、齿轮间隙都比较大，达不到精度要求，仅仅可以运行操作。但是半闭环正常可以说明cnc系统、驱动单元、伺服电机正常。
检查光栅尺或与此相关的线路，该光栅尺是fagor公司的lb—3650mm直线型反射式光栅尺。光栅尺一般故障为：动尺定尺间有油污导致脉冲漏步使cnc不能正常计数、a、b相序识别有误、断线等。动尺定尺间几何精度超差也会使读数窗口及反射金属带有位移，影响读数。检查尺电缆两端的插头。将测量电缆从cnc及动尺上分离，用500v摇表测量电缆之间、电缆与屏蔽层之间绝缘。用万用表逐一检查测量每根电缆是否有开路的现象，以不同的速度来回运动x轴观察表头是否有抖动的现象。如果有抖动的现象就说明电缆某处有折断似通非通。经过检查没有发现问题。下一步通电检查，让x轴以不同的速度来回运动。这样可以用示波器观察到每相是否有漏脉冲的情况及a、b相的相位差是否有90°，如果有条件的，用具有存储功能的示波器可以观察得细致一些。每相串入一只高亮led和50052电阻，用手轮慢慢移动x轴可以看到a、b相led交替闪烁。示波器观察高低电平值（3v～0.5v）是否有变化。经过以上几个方面的检查均正常，故可以排除光栅尺几何精度超差及相关电路的故障的可能性。
问题可能发生在cnc的硬件接口上，此时可以通过修改系统参数互换接口对接口故障进行确认。部分硬件接口的位置如下图。
进入轴定义参数，1023# servo axis num将x轴改为4、b轴改为1。将x、b轴给定信号电缆互换，即图1中senvol口与senvo4口互换。将x轴直线光栅尺反馈信号从scale 1口接到scale 4口，将机床改回全闭环控制。开机重新启动机床，一切正常。恢复到原始状态故障再现，再次回到修改状态，机床正常。考机一周故障再没出现，由此可以说明系统scale 1口损坏。此时更换电路板，在换板之前应将机床的各种参数（cnc参数、pmc参数、螺距补偿参数、用户宏变量、刀具补偿值、梯形图、加工程序等）全部传到pc机中保存。一定注意数据的完整性。如有原始备份数据更好。用pcin、v24、fapt ladder在cnc与pc之间来回传输几次确认无误后，戴上接地手镯可以进行换板。更换完毕，开机将存储备份数据全部传到cnc中，恢复到原始状态，启动机床，工作正常。
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