220.HEIEDENHAIN数控光栅故障与维修

 以下是工程师在实际工作中，归纳出来的一些经验，希望对大家能有所启发。

1、故障现象：某配套瑞士ATEK AG5200数控系统的凸轮（铣）磨床，开机后，出现V轴突然失控，定位不准故障，系统无报警显示。

        分析与处理过程：由于该机床在加工过程中，砂轮高速旋转，切削液成雾状，容易进入HEIDENHAIN光栅尺腔内，使光栅污染。在故障发生前，类似的故障已经发生过几次，通过压缩气对光栅动尺和静尺的清洗，故障均可排除。但本次经清洗后，故障仍然不能排除，初步怀疑故障可能在光栅尺或其脉冲整形电路部位。

        在本机床上，由光栅尺来的正弦信号经过EXE脉冲整形电路放大整形后，形成方波，经J3送入控制部分。通过在J3插件处测U_a1和U _a2、*U _a1，和*U _a2方波信号，发现U _a1和U _a2、*U _a1信号正常，幅值约2.5V左右；但*U _a2方波幅值不到1V。

        进一步检查J1插件的光栅输入i_e1、i_e2信号，发现i_e1正弦波正常，幅值约1V左右，i_e2正弦波幅值只有60mV，且很杂乱。检查光栅与J1之间的连线正常，说明光栅不良。

        考虑到光栅尺由读数单元及信号输出两大部分组成，读数单元由光源、聚光镜、动尺、静尺等组成；信号输出由光电池及放大电路组成。对测量结果做深入分析就会发现：反复检测中i_e1信号一直正常，只是i_e2不正常，说明读数单元未损坏。

        根据以上分析，初步判定作为光电转换器件的光电池故障的可能性较大。测量光电池两端电压，发现一组为2.5V左右，一组只有1V左右。说明该组光电池已经损坏。经更换光电池后，故障排除，工作正常。

 

        2、故障现象：某采用HEIDENHAIN光栅尺的卧式加工中心，开机后，出现X轴缓慢向正方向运动，系统无报警显示。

        分析与处理过程：该机床使用的是HEIDENHAIN光栅尺作为位置检测器件，由于伺服系统为全闭环结构，开机后系统无报警，X轴缓慢向正方向运动，可以初步认为伺服系统的速度控制环工作正常，故障是由于位置环的不良引起的。

        检查数控系统的位置跟随误差，发现在X轴缓慢运动的过程中，系统的位置跟随误差无变化，从而初步判定故障是由于位置反馈信号的不良引起的。

        在检查位置检测系统的连接电缆，确认连接正确后，利用示波器检测EXE601输出脉冲，发现U_a1和U_a2、*U _a1，和*U _a2均无输出。根据原理图进一步检查光栅输入i_e1、i_e2信号，发现i_e1、i_e2正弦波信号正常。逐级测量前置放大器EXE601的信号，发现EXE601长线驱动器75114不良；更换后，机床恢复正常。

 

        3、故障现象：某采用HEIDENHAIN光栅尺的卧式加工中心，开机后，X轴正、反方向运动正常，但机床无法进行回参考点操作。

        分析与处理过程：机床X轴正、反方向运动正常，证明数控系统、伺服驱动工作均正常，在这种情况下，回参考点不良一般是由于回参考点减速信号、零位脉冲、回参考点参数设定不当等原因引起的。

利用系统的诊断功能，检查回参考点减速信号正常，检查回参考点参数设定正确，初步判定故障是由于零位脉冲不良引起的。

在检查位置检测系统的连接电缆，确认连接正确后，利用示波器检测EXE601输出脉冲，发现U_ao和*U_ao均无输出。根据原理图进一步检查光栅输入i_e0信号，发现i_e0正弦波信号正常。逐级测量前置放大器EXE601的信号，发现EXE601长线驱动器75114不良；更换后，机床恢复正常。

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