参数在数控机床故障诊断与维修中的应用

汪小宝  钱明珠

（黄冈师范学院，湖北 黄冈 438000）

 

  摘  要：通过分析实际生产过程中数控机床故障维修的案例，对系统参数的结构和参数的具体含义及设置方法做了详细的阐述，采取了一些有效的故障处理方法。实践证明，这些方法对提高设备维修的准确率有较大的帮助。

关键词：数控机床；参数；故障诊断；PLC

 

  数控机床软硬件功能的正常运行，严格依赖于系统参数的设置，如果参数设置不正确或者没有设置好，就有可能引起各种各样的故障现象，影响到机床的正常工作和性能的发挥。参数在数控机床数控系统中占有重要的位置，数控装置的运行，严格依赖于数控参数的设置。参数是数控机床故障维修的重要手段，通过诊断参数可迅速确定故障的位置及故障的产生原因，从而迅速排除故障恢复机床的生产。因此，对系统参数的结构和每一个参数的具体含义及设置方法的熟悉和理解，在数控机床故障诊断与维修中可以起到事半功倍的作用。

  1  参数在数控机床故障诊断与维修中的作用

  无论哪个公司的数控系统都有大量的参数，如武汉华中数控系统HNC-21T世纪星系统，参数可以分为：系统参数、通道参数、轴参数、轴补偿参数、硬件配置参数、PMC系统参数、PMC用户参数、DNC参数等。有的一项参数又有多个设定值，粗略计算起来一套CNC系统配置的数控机床就有近千个参数要设定。这些参数设置正确与否直接影响数控机床的使用和其性能的发挥。实践证明：充分了解系统参数的结构和每一个参数的具体含义及设置方法，会给数控机床的故障诊断和维修带来很大的方便，极大减少故障诊断与维修的时间，提高生产效率。

  2  华中世纪星数控系统参数

  世纪星数控系统的参数修改后，都必须重启数控系统才能生效。按照功能和重要性确定了参数的等级，装置设置了三个层次的权限：CNC制造商、机床制造商、用户，不同授权级别的用户可以修改相应等级的参数。CNC制造商是最高权限级别，用户权限是最低级别。通过这种方式可以对系统参数进行恰当的保护，防止不必要的事故、故障。查看和备份数据不需要特别授权。

  3  数控机床故障诊断与维修应用实例

  （1）应用实例1

  一台CK6140数控车床，主轴采用2级齿轮变速，手动换档，用户反映高挡位调速正常，低挡位调速偏差很大，且系统无报警显示。

  故障分析与排查：现场实际操作，确认用户操作正确，低挡位调速时主轴编码器测量值大约是指令值的3倍。高挡位调速正常，说明机床主轴控制系统功能正常；尝试手动转到主轴，主轴编码器反馈测量值正常，说明主轴编码器工作正常，可以排除编码器受干扰的可能性。

  故障定位：低挡位传动比设置有误。

  故障排除：进入PLC，编辑PLC，PLC只有两挡位速率上下限，没有发现与传动比有关设定参数设定。运行参数编辑工具EDITPARA.EXE，输入数控厂家权限，选择F7，进入PMC用户参数设定，参数P[50]，P[51]，P[52]，P[53]值为1，其他P参数值都为零，分析判断P[50]，P[51，P[52]，P[53]值应该为高低挡位传动比。为确认判断，打开同型号运行正常机床PMC用户参数设定值进行对照，P[50]、P[51]、P[52]、P[53]值分别为1、3、1、1。说明P[50]/P[51]是低挡位传动比，P[52]/P[53] 是高挡位传动比。与故障现象中低挡位调速时主轴编码器测量值大约是指令值的3倍相吻合，立即修改P[51]值为3，保存退出。

  重启数控系统，让修改后的参数生效，试运行机床进行主轴换挡操作，发现故障依旧！怀疑修改P[51]参数时没有保存，再次进入PMC用户参数，发现P[51]值已经修改为3。至此，问题陷入了僵局。

  最后，再次梳理了一遍思路。

  1）高挡位调速正常，说明机床主轴系统控制功能正常。

  2）分析结论：P[50]/P[51]是低挡位传动比，P[52]/P[53] 是高挡位传动比。与故障现象中低挡位调速时主轴编码器测量值大约是指令值的3倍相吻合，验证了分析判断的正确性。

  3）修改P[51]值为3，故障排除方案正确。

  4）上电，重启数控系统，让修改后参数生效。重启数控系统后修改的P[51]参数没有生效，为什么没有生效？问题的症结应该在这里！！！

故障排除方案：重新进入PLC，编译，生产新的PLC程序，保存退出。重启数控系统，试运行机床进行主轴操作，故障排除。

  说明：PMC用户参数P[0]-P[99]，在PLC编程中调用，并由PLC程序定义其含义。用以实现不修改PLC源程序，而通过改用户参数的方法来调整一些PLC控制的过程参数，来适应现场要求。PMC用户参数修改后，需要重新编译PLC，生成新的PLC程序。如仅修改P参数值，重启系统，没有编译生成新的PLC程序，是不会生效的。

  现场反馈：PMC用户参数P[51]为什么不对？经现场与用户仔细沟通，知该机床主要为学生数控加工编程学习使用。因长时间使用，机床内积累了大量的数控加工程序，导致电子盘空间不足，指导教师尝试删除数控加工程序。由于对HNC-21T世纪星数控系统文件目录结构不熟悉，误删除了部分系统程序导致机床数控系统不能工作。由于没有做系统备份，故使用了另一台数控机床的系统软件，拷贝到本机床使用。

  故障后续：指导车间立即对所有数控机床进行备份，考虑到机床使用年限较长，备份前运行磁盘扫描程序scandisk，检测并修复电子盘上的错误，保证备份的可靠性。

  （2）应用实例2

  一台数控机床，数控系统参数丢失，需要重新设定，但是数控厂家权限密码遗忘，无法设定参数。

  华中世纪星系统文件说明：

  目录：BIN、PARM、PROG、DATA、TMP、SYS、PLC、HLP、DRV，

  文件：EDITPARA.EXE——参数编辑文件，NCBIOS.CFG——系统配置文件与参数有关的配置通常如下：PARMPATH=.\PARM，用于指定参数值存放目录。PASS.PAS文件保存了CNC制造商、机床制造商、用户三级权限密码信息。

  故障分析与排查：数控厂家是最高权限级别，只有输入数控厂家权限密码后才能对参数重新设定，没有权限密码不能进行修改参数操作。

  故障排除方案：华中数控系统权限密码保存在PASS.PAS文件中，当删除PASS.PAS文件时，运行参数编辑文件EDITPARA.EXE，系统提示“系统数据丢失，只能采用默认值”，数控厂家权限密码默认值是“NC”。当数控厂家权限密码遗忘时，可以利用这一后门，删除PASS.PAS文件，使用数控厂家权限默认密码“NC”进入系统参数设定界面。删除PASS.PAS文件，系统会提示“系统数据丢失，只能采用默认值”，实际上是权限密码信息丢失，其他参数并未丢失。输入数控厂家权限密码默认值NC，进入系统设定正确的参数，故障排除。

故障后续：数控系统参数丢失一般有以下原因：

  1）数控系统后备电池失效。

  华中世纪星数控系统并未使用后备电池，后备电池失效导致参数丢失可以排除。

  2）操作者误操作使参数丢失或者受到破坏。

  由于数控厂家权限密码遗忘，没有数控厂家权限密码是不能修改系统参数，误操作使参数丢失也可以排除。

  3）机床在DNC传输时电网突然停电。

  操作员现场反馈，车间近段时间没有发生突然停电事故，可以排除。

  仔细分析，数控系统参数丢失的原因一一排除，到底是什么原因导致参数丢失呢？经过仔细分析：华中世纪星数控系统并未使用后备电池，其参数数据保存在电子盘上，电子盘失效会导致数据丢失。车间机床已经使用10年了，电子盘正常使用寿命一般10年左右，运行磁盘扫描程序scandisk，发现磁盘的错误，扫描和修复电子盘上的错误并排除。考虑到电子盘已经使用了10年时间，指导车间对数控系统电子盘进行更换，避免潜在的故障发生。

  4  结束语

  通过上述几例可以总结：① 伺服驱动器参数设定会立即生效；② 数控系统参数修改，重启数控系统后参数生效；③ PMC用户参数P参数修改，需要重新编译PLC，生产新的PLC文件才会生效。数控机床的参数有着十分重要的作用，对系统参数的结构和每一个参数的具体含义及设置方法的熟悉和理解，在数控机床故障诊断与维修中可以起到事半功倍的作用。

参考文献

[1] 潘海丽．数控机床故障分析与维修（第二版）[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2008．

[2] 郑小年．数控机床故障诊断与维修[M]．武汉：华中科技大学出版社，2005．

[3] 王侃夫．数控机床故障诊断及维修[M]．北京：机械工业出版社，2002．

[4] 崔兆华．数控机床电气控制与维修[M]．济南：山东科学技术出版社，2009．