一、機床介紹

XK2414×80型數控龍門鏜銑床使用SIEMNNS840D數控系統，SIMODRIVE 611D數字驅動，工作臺(X軸)采用直線導軌技術、全閉環控制方式，機械傳動結構為雙齒輪齒條，位置檢測使用HEIDENHAIN LB382C光柵尺，最小分辨率為0.001 mm，每200mm距離有一個零點標記，工作臺床身總長16.5m，兩節拼接。

二、故障現象

該機床搬遷后首次通電調試時，數控系統正常啟動，機床驅動正常上電，在REF操作方式下，Y、Z軸歸零正常，但機床X軸不能完成歸零動作。機床在X+方向移動200mm后停止運動，機床報20002號報警：通道1的X軸零參考標記沒找到。

三、故障分析

檢查機床數據34060 REFP MAX MARKERDIST(定義觸發器啟動和跟隨的零標記之間的最大距離)原設定值是200，理論上X軸每移動200mm必通過零點標記，修改機床數據34060為300確保X軸歸零時移動的距離內有一個零點標記，故障沒有解除在JOG操作方式下，X、Y、Z軸能正常點動，激光檢測X軸的定位精度和重定位精度在機床允許范圍之內。在AUTO操作方式下，加工程序不能運行，修改機床數據20700由0改為1(定義機床不用歸零就可自動循環執行加工程序)后，加工程序可以自動運行，但機床使用G代碼(G54~G59)建立起來的工件坐標不正確，機床其他功能正常。通過以上檢查和測試，初步判定機床X軸歸零故障的原因是機床搬遷時將光柵尺帶從光柵尺盒中抽出和回裝時損壞了零標記。

四、故障排除

檢查光柵尺帶，發現光柵磁帶上有油污和刮傷痕跡，清洗后仍不能排除故障，光柵尺帶物理損傷不可修復。為了機床盡快投入生產(新購光柵尺需要1~3個月的訂貨周期)，決定將X軸改為半閉環，使用X軸伺服電機內置編碼器反饋信息作位置環，全閉環改半閉環方法如下。

修改X軸的34200號機床數據(由3改為1)，將X軸的歸零方式改為帶限位撞塊歸零方式。

制作和安裝機械撞塊，增加一個歸零用的限位行程開關，調整限位行程開關和機械撞塊的位置，連接限位行程開關的輸入信號到PLC的DMP輸入模塊。

使用STEP7軟件修改PLC程序，讀取并處理限位行程開關的輸入信號，將第二測量系統有效改為第一測量系統有效。使用STEP7軟件修改FC30功能塊內容如下。 M009: S M59.1 (X軸進給使能，機床準備歸零) A 137.7(讀取限位行程開關的輸入信號)＝DB31.DBX12.7(開始尋找零脈沖信號) R DB31.DB×2.1 R DB31.DB×21.7 R DB31.DB×1.6(第二測量系統無效) S DB31.DB×1.5(第一測量系統有效)。

修改X軸的32700號機床數據(由1改為0)，取消X軸的螺距誤差補償(全閉環時才需要)，測量X軸的反向間隙并補償到X軸的Back-flash (0)中。

調整X軸相關機床數據，降低X軸的系統檢查精度，將X軸的36400 Contour Tol數據值由原來的0.02調整為0.03，將X軸的36030 Stand-still pos Tol數據值由原來的0.02調整為0.03，消除由全閉環改半閉環后系統25050 (Axis X1 con-tour monitoring)和25040 (Axis X1 standstill moni-toring)兩個報警。通過以上步驟快速解決了數控龍門鏜銑床的故障，雖然機床X軸的精度有所下降，但機床基本功能正常，且修復后機床精度完全滿足生產要求。機床X軸改成半閉環后已使用1年，機床使用正常，加工的產品無質量問題。