某企業(yè)一臺鉆削中心原采用M50數(shù)控系統(tǒng)，發(fā)生故障后無法修復，筆者采用三菱M64數(shù)控系統(tǒng)為其改造，收到極佳效果。

1 鉆削中心原配置

　　控制器：M50

　　主軸驅(qū)動器:MDS-B-SPJ-75 主軸電機SJ-P-75

　　X軸驅(qū)動器:MDS-B-SVJ-10 X軸電機HA80N

　　Y軸驅(qū)動器: MDS-B-SVJ-10 Y軸電機HA80N

　　Z軸驅(qū)動器: MDS-B-SVJ-20 Z軸電機HA100N

　　1.1 故障現(xiàn)象

　?。?）機床上電后,立即顯示X、Z軸已回參考點。

　?。?）在手輪和點動運行模式下 ，發(fā)X軸運行指令，X軸出現(xiàn)S03 0051—伺服故障報警。

　?。?）Z軸運行時抖動。

　?。?）X、Z軸的點動速度和距離與實際設定有很大差距。

　?。?）設定的參數(shù)不能保持。

　　1.2檢查和分析

　?。?）機床上電后，立即顯示X、Z軸已回參考點。但實際X、Z軸并未做任何動作。利用I/F診斷畫面檢查，NC內(nèi)部的相應接點已經(jīng)接通。

　　這些現(xiàn)象都表明控制器發(fā)生了故障，而M50控制器已屬于退出生產(chǎn)序列的產(chǎn)品。其升級產(chǎn)品是M64AS。因此經(jīng)過權衡后制定改造方案如下：

　?。?）將原M50控制器更換為M64AS控制器;

　?。?）增加基本I/O DX450一件;

　?。?）更換X軸伺服電機;

　?。?）保留原來的伺服驅(qū)動器-伺服電機;

2 PLC程序編制要點

　　（1）該鉆削中心的Z軸無配重裝置，完全靠伺服電機報閘將其鎖定，在調(diào)試初期曾經(jīng)發(fā)生傳送PLC程序時，Z軸下滑的現(xiàn)象。通過分析PLC程序，發(fā)現(xiàn)原程序?qū)λ欧姍C報閘的控制不完善，如果在報閘打開時傳送PLC程序，由于傳送PLC程序時，PLC程序會停止，NC未受到PLC程序控制，伺服系統(tǒng)未處于工作狀態(tài)，而報閘又打開，故Z軸由于自重而下滑，容易造成事故。后采用NC系統(tǒng)本身發(fā)出的“伺服軸準備完畢信號”控制伺服電機報閘，在傳送PLC程序時先發(fā)出“急?！毙盘枺賯魉蚉LC程序。這樣就解決了Z軸下滑的問題。程序如圖1：

圖1 用“伺服軸準備完畢信號”控制伺服電機報閘

　　（2）刀庫及換刀程序：

　　該鉆削中心刀庫為立式刀庫，其換刀工作順序為：

　　Z軸向上運動到“刀具夾持器”卡刀位置——-主軸松刀————吹氣（吹出粉塵，鐵屑）————Z軸上升到最高換刀點，吹氣結束——-刀庫旋轉選刀————Z軸下降到“刀具夾持器”卡刀位置——-主軸鎖刀——-Z軸下降到原點。換刀完成。

　　換刀子程序就是按以上順序編制的。

　　換刀程序中與PLC程序有關最主要的部分是刀庫旋轉選刀部分，現(xiàn)詳述如下：

　?。?）就近選刀：所有換刀程序都要求就近選刀。三菱NC中提供了一條專用指令解決刀庫正反轉的要求：

　　如圖2，這條指令能控制M700的通斷來決定刀庫就近選刀的方向。即刀庫正反轉的方向。

圖2 就近選刀指令

　　（4）以下程序用于處理當前刀號（如圖3）

圖3 當前刀號的處理

　　經(jīng)過以上程序處理，當前刀號被固定存放在R3000之中。而在NC中，已選擇的刀號固定存放在R36中。當“當前刀號”=“選擇刀號”時，則刀庫停止旋轉。

　?。?）立式刀庫的換刀特點

　　立式刀庫的旋轉及刀庫定位有其特殊性，立式刀庫的定位必須靠插入定位銷來保證。開始編制PLC程序時的順序是：

　?。?）用刀號相等條件切斷刀庫正反轉輸出信號;同時用刀號相等條件發(fā)出插入定位銷指令;

　?。?）用定位銷插入完成信號來判斷刀庫定位完成。

　　但在調(diào)試過程中，出現(xiàn)刀庫旋轉定位時準時不準的情況，不準的情況下，即使發(fā)出了定位銷插入指令，而且定位銷也做了插入動作，刀庫也仍然定位不準。問題出在那里呢?

　　經(jīng)過仔細分析刀庫機械結構，發(fā)現(xiàn)即使定位銷做了插入動作，但如果沒有插入刀庫電機軸所帶的滑盤定位槽內(nèi)，仍然不能完成定位。而如果切斷了刀庫旋轉信號后再發(fā)定位銷插入指令。刀庫靠慣性運動，定位銷在滑盤上移動，這樣定位銷就不一定能滑入滑盤定位槽內(nèi)，結果就出現(xiàn)定位時準時不準的情況。因此修改PLC程序：

　?。?）用刀號相等條件發(fā)出插入定位銷指令;

圖4 用刀號相等條件發(fā)出插入定位銷指令

　?。?）用定位銷插入完成信號切斷刀庫正反轉輸出信號;

圖5 用定位銷插入完成信號切斷刀庫正反轉輸出信號

　?。?0）用定位銷插入完成信號來判斷刀庫定位完成。

　　同時又重新正確安裝了“定位銷插入完成”的檢測開關，經(jīng)過以上處理，刀庫能準確的旋轉定位。

3 參數(shù)的設置及故障排除

　　3.1 故障的排出

　?。?）故障1：X軸電機在停止后，仍然抖動。觀察“伺服監(jiān)視”畫面，其位置數(shù)據(jù)也來回幅度較大的跳動。

　　調(diào)整#2205（速度環(huán)增益）：略有改善但無法消除。

　　更換伺服驅(qū)動器后，故障仍然未消除。判斷是電機編碼器問題，更換編碼器后故障消除。

　?。?）故障2：X軸電機在開機上電后，伺服電機電流不斷上升，直至出現(xiàn)過載報警。

　　判斷：電機參數(shù)不對;外部安裝預緊力過大;

　　處置：將電機拆下重裝后，故障消除。

　?。?）故障3 z軸電機在制動過程中，出現(xiàn)S030051過載報警 。

　　延長加減速時間后仍然不能消除該現(xiàn)象。

　　判斷：制動電阻失效;或參數(shù)設置錯誤;

　　處置：檢查#2236（再生電阻類型） 參數(shù)，該參數(shù)設置不當，修改后，故障消除。

　　3.2 重要參數(shù)的設置

　　（1）#2225 伺服電機型號

　　即使電機相同，該參數(shù)隨控制器和伺服驅(qū)動器的型號而異。如果該參數(shù)設置不當，則會出現(xiàn)電機運行時抖動的現(xiàn)象。

　?。?）#2219 #2220 編碼器分辯率

　　如果電機的實際運行距離和顯示屏上的顯示數(shù)據(jù)存在著成倍數(shù)的誤差，則應該檢查該參數(shù)。

　?。?）#2205 （速度環(huán)增益）：該參數(shù)一般應該設置在150以上。否則難以保證加工精度和光潔度，但在這臺設備上本參數(shù)設置到60以上則出現(xiàn)振動，判斷是與機床共振有關。將參數(shù)#2238（共振頻率）設置=300后，即可將#2205（速度環(huán)增益）該設置到150以上而不出現(xiàn)振動。

　　3.3 精度

　　該機在運行一周后，用激光干涉儀檢測精度，經(jīng)過用#4000系列的參數(shù)進行補償后，精度達到0.0001毫米，滿足了用戶的要求。