参数调整在数控机床维修中的作用

董绍凯

（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

1 引言

参数在机床正常运行的过程中起到至关重要的作用，它的设置直接影响着数控机床能否正常使用。如果参数设置不当而发生故障，则会导致数控机床停止运行，这对产品的加工会造成一定影响，并且会带来较大的经济损失。因此要尽可能快速、准确地将故障排除。通过参数调整通常能够快速诊断机床故障，在最短的时间内完成数控机床的维修，最大限度地减小由于数控机床故障而停产带来的经济损失。

2 数控机床维修前期分析

数控机床维修的前期准备工作主要有两方面内容：第一需要掌握整个机床的机械机构，并且要了解组成机床的每个部件的工作原理；第二要了解机床设备在工作过程中的动作顺序以及机床设备的操作规范，并且需要在故障现场了解报警状况。维修过程中应通过对机床动作过程的仔细分析，根据机床故障诊断手册，利用系统的状况显示功能和系统的软件报警功能，排查数控机床的开关量信号能否输入到数控系统、数控系统能否将信号传送到机床并且使其产生相应动作，注意信号的输入与输出的逻辑关系以及元件的信息流向。

故障产生的原因分为软件和硬件两类，软件故障一般是由于PLC 在逻辑控制程序中发出的信息数据出现传递故障而造成的；硬件故障一般采用置换法，即对重要电气件、线路板等集成块采取整体替代。

3 数控机床维修与参数调整

在维修机床时，通过观察参数可以了解机床电机状态和机床的运动情况，可以通过适当修改参数来达到数控机床维修的目的。为了防止机床操作者对参数误修改而引起数控机床故障，因此通常对参数要采取密码等方式进行锁定。本文主要以西门子系统和其他系统为例来说明参数调整在数控机床维修中的作用。

3.1 优化伺服电机的性能

伺服电机发生故障后经过维修导致电机机械特性发生变化，或是伺服电机使用过久导致其内部的元件发生老化，这两种情况都有可能导致伺服电机在后续的使用过程中出现伺服误差过大和不正常的振动现象。如果情况严重，还会对数控机床的滚珠丝杠传动系统产生影响，从而导致数控机床加工性能变差。相对于上面的情况，可以适当增大或减小位置环伺服增益系数32200 POSCTRL_GAIN［n］（n=0-5）的值。应该注意位置环伺服增益系数的值不能一直减小，否则会发生25040轴停止监控报警的状况。在进行以上参数的设置时，可辅助调整32300MAX_AX_ACCEL的值，即轴加速度参数的值。

例如旋压机RL70/130，X2轴在运行中出现轴X2 停止监控报警情况而导致系统停止运行。检查液压系统和机械机构没有发现故障，这就有可能是伺服增益系数不合适，需要对参数进行调整，最后通过对机床X2轴参数1547 修改，消除了故障。

3.2 伺服轴虚拟化设置

在FANUC 数控机床伺服系统中，当伺服模块组中有一个单元出现故障时，都会引起所有单元的VRDY_OFF（伺服准备就绪跳掉），有时比较难判断出故障点，这时就需要将某根轴虚拟化设置，也就是所谓的屏蔽。数控系统不再向该伺服放大器发指令，同时也不再读这个轴的反馈数据。屏蔽该轴的信号后，其他伺服放大器可以正常吸合，即VRDY 置位，对应于其他轴可以正常工作。

通过调整以下参数可以实现伺服轴虚拟化：忽略伺服上电顺序（No.1800），抑制轴数据传输（NO.2009）。

1800#I1=1 位置控制就绪信号PRDY 接通之前，速度控制信号VRDY 先接通时：0 对应出现伺服报警；1 对应不出现伺服报警。

2009#0=1轴抑制参数。0 对应于轴抑制无效；1 对应于轴抑制有效。

3.3 增大数控机床的监控值

数控系统对数控机床所有轴运转过程中的运行状态进行监控，数控机床所发出的指令值应与实际值的偏差符合系统允许的误差要求，如果偏差值超过了数控机床所允许的范围，机床就会发出报警信号，并且停止运行。有时偏差很大引起报警，发生这种状况时首先要仔细排查，确认是否是由于机械故障而引起。还有一种情况也可能引起系统报警，即由于机床使用年限过久而不能保证机床精度，最终使得参数的监控范围偏小，对于这种情况要根据具体参数监控范围来适当扩大监控值，以保证机床能够继续工作而不发生警报。对于西门子系统来说，上述的报警信号主要包括25050（轮廓监控）、25080（定位监控）、25040（静止误差监控）报警。

图1 XH716 链条式刀库工作原理

例如立式加工中心XH716的换刀故障。系统在换刀一次结束后，接着进行了第二次换刀，这导致刀套和机械手之间发生相互干涉，并且产生25040 主轴静止误差监控和700016 机械手电机过载的警报信号。通过检查得知输入信号E11.1=1和数据位DB33.DBX60.7=0，可以得知报警产生的原因是由于主轴停止运转时它的位置角度值的误差超过了参数的控制值。解决上述问题的方法是把36030 静止位置允差由1°改为2°，把主轴的粗略准停36000 由1°改为2°，把主轴的精确准停36010 由0.5°改为1°。通过以上的参数设置和修改，解决了XH716的换刀故障问题。

3.4 改变电机运转方向

对于普通三相异步电动机，如果需要改变电机运转方向，可以通过改变输入电源的相序来实现。对于数控机床的伺服电机来说，可以通过修改参数来实现伺服电机转向的变化，即修改参数32100 AX_MOTION_DIR的值。对于数控机床的A轴和C轴，通常编程人员为了减少对加工程序的修改，习惯将轴顺时针转动设定为正向转动。此时可以通过修改32100的值来实现上述要求，即把1改为-1，或将-1 改为1，就可以变更伺服电机的转向。

例如对于立式加工中心XH716，如果需要某轴改变其运转方向，可通过以上方法来实现。

3.5 限定机床工作范围

数控机床通常通过两种类型的开关来限定它的工作范围，一种是软限位开关，还有一种即硬件限位开关。

西门子系统中可以将软限位分为以下四种：第一负向软限位36100 POS_LIMIT_MINUS；第二负向软限位36120 POS_LIMIT_MINUS2；第一正向软限位36110 POS_LIMIT_PLUS；第二正向软限位36130 POS_LIMIT_PLUS2。一般仅采用第一负向软限位和第一正向软限位来限定轴的运动范围。如果轴运行到了软限位设定的值，此时数控机床系统就会发出报警10621 Channel laxis X rests on software limit switch+（或-）。解除警报的方法是将该轴向相反方向开动。

4 结语

随着数控机床的使用日益广泛，其故障诊断和维修已成为一个重要课题。由于数控机床的复杂程度高于传统机床，所以一般该机床出现故障会造成很大损失，在进行数控机床维修时利用参数的调整进行故障诊断，往往会达到事半功倍的效果，所以参数设置在数控机床维修中有很重要作用。

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