由于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)種類繁多、設(shè)備形態(tài)結(jié)構(gòu)各異、設(shè)計(jì)方式多種多樣、故障現(xiàn)象千差萬(wàn)別，維護(hù)好數(shù)控設(shè)備是具有相當(dāng)難度的工作。在掌握了機(jī)械結(jié)構(gòu)及電氣控制原理的同時(shí),必須合理分析，靈活運(yùn)用，善于總結(jié),才能起到事半功倍的收效。立足于原理，由易到難地去縮小故障范圍并排除。為了保障機(jī)床地運(yùn)行安全,機(jī)床的直線軸通常設(shè)置有軟限位（參數(shù)設(shè)定限位）和硬限位（行程開(kāi)關(guān)限位）兩道保護(hù)“防線”。限位問(wèn)題是數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障之一,相關(guān)資料提及較少。以下就導(dǎo)致“限位報(bào)警”的主要原因作一些分析和說(shuō)明。
一、相關(guān)控制電路斷路或限位開(kāi)關(guān)損壞
此原因引起“限位報(bào)警”發(fā)生率相對(duì)較高，由于外部元器件受環(huán)境影響較大，如機(jī)械碰撞、積塵、腐蝕、摩擦等因素的影響，易于導(dǎo)致相關(guān)限位開(kāi)關(guān)本身?yè)p壞及控制電路斷路，同時(shí)產(chǎn)生“限位報(bào)警”信息。也遇見(jiàn)超程開(kāi)關(guān)壓合后不能復(fù)位的情況。這類故障的處理比較直接，把損壞的開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線修復(fù)好或更換即可。導(dǎo)線斷路或接觸不良時(shí)需仔細(xì)地校線和觀察，如：一臺(tái)XK755數(shù)控銑床，采用FANUC 0-M數(shù)控系統(tǒng)。在加工過(guò)程中，突然出現(xiàn)“X+、X-、Y+、Y-硬限位”報(bào)警，而實(shí)際上機(jī)床在正常的加工范圍內(nèi)。根據(jù)上述現(xiàn)象，估計(jì)線路接觸不良或斷路可能性最大，測(cè)量電器柜中接線排上供給限位電路的24V電壓，壓值正常。按照線路走向逐一查找，在用手旋動(dòng)床體右側(cè)的一個(gè)線路接頭時(shí)，發(fā)現(xiàn)屏幕上報(bào)警瞬間消失，在松手間報(bào)警復(fù)現(xiàn)。于是，拆下該接頭，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)里面焊接的兩根導(dǎo)線已經(jīng)脫落，在用手向里面旋動(dòng)的過(guò)程中可以讓導(dǎo)線斷路的兩端碰觸，所以有上述變化現(xiàn)象。重新焊接好接頭后，機(jī)床恢復(fù)正常。
二、操作不規(guī)范，誤動(dòng)作或機(jī)床失控
其中，主要以引起硬限位報(bào)警為主，一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)直接補(bǔ)救措施方能進(jìn)行恢復(fù)，利用機(jī)床本身的超程解除功能或短接法是日常維護(hù)的慣用方法。為了贏得寶貴的生產(chǎn)時(shí)間，在處理過(guò)程中我們應(yīng)緊緊抓住設(shè)備及系統(tǒng)的個(gè)體特點(diǎn)，尋找具可靠性的捷徑，靈活快速地解決問(wèn)題。
1、根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行處理
絕大多數(shù)機(jī)床都設(shè)置有“超程解除”觸點(diǎn)，一旦出現(xiàn)“硬限位”報(bào)警，在確認(rèn)硬限位開(kāi)關(guān)被壓合后，使該觸點(diǎn)閉合并在手動(dòng)方式下向相反方向移出限位位置，即解除報(bào)警；也有少數(shù)沒(méi)有設(shè)置該按鈕，此時(shí)應(yīng)在相應(yīng)的點(diǎn)上采取等效短接措施，即強(qiáng)制滿足條件，然后將機(jī)床移出限位位置。
如：一臺(tái)進(jìn)口的HX-151型立式五坐標(biāo)加工中心。出現(xiàn)“X軸硬限位”報(bào)警，該加工中心未設(shè)置“超程解除”按鈕。由于機(jī)床結(jié)構(gòu)原因，X+向的限位開(kāi)關(guān)安裝位置“隱蔽”，必須移開(kāi)踏板并拆掉護(hù)板，需要花費(fèi)大量時(shí)間和精力，延誤生產(chǎn)。因此，采取在電器柜中接線排上短接相應(yīng)端號(hào)等電勢(shì)點(diǎn)的辦法，即短接該機(jī)床接線排上的3230和3232兩點(diǎn)（也可直接在PLC的輸入點(diǎn)A305.3和A306.6間短接），并將機(jī)床移回行程范圍以內(nèi)，故障排除。
2、抓住數(shù)控系統(tǒng)功能局限及特性
在日常維護(hù)中，我們也碰到由于受數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件的限制出現(xiàn)比較特殊的情況。對(duì)于該類問(wèn)題的處理，必須全面掌握某個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的個(gè)體特點(diǎn)及性能。在探索、總結(jié)的同時(shí)，要作好記錄，有條件應(yīng)接受一些必要的技術(shù)培訓(xùn)。
如：由我廠技術(shù)人員自行設(shè)計(jì)的葉片噴丸經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床,控制X、Y、Z、A四軸（其中A軸為旋轉(zhuǎn)軸）,數(shù)控系統(tǒng)為西南自動(dòng)化研究所開(kāi)發(fā)的圣維（Swai）M2000,采用開(kāi)環(huán)控制方式。出現(xiàn)以下兩例具代表性的故障現(xiàn)象：
（1）由于操作不當(dāng),機(jī)床面板左下角顯示為Y向“硬限位”，+Y行程開(kāi)關(guān)已被壓合，且硬限位紅色指示燈亮。在手動(dòng)方式下，無(wú)法向相反方向移出限位位置。
處理方法及原因：采取慣用的移出和短接方法不能排除故障，因報(bào)警未清除，在手動(dòng)或手輪方式下對(duì)Y軸移動(dòng)操作已無(wú)效。在沒(méi)有找出其它可能原因的情況下，懷疑到數(shù)控系統(tǒng)問(wèn)題，然而，此時(shí)數(shù)控系統(tǒng)并無(wú)任何死機(jī)或紊亂的征兆，且其它各軸都能正常運(yùn)動(dòng)。決定將+Y行程限位開(kāi)關(guān)短接，關(guān)斷機(jī)床電源并稍等片刻，然后重新啟動(dòng)機(jī)床，發(fā)現(xiàn)報(bào)警信息消失，紅色指示燈熄滅，再將機(jī)床移出限位位置，最后取消短接線，一切恢復(fù)正常，事實(shí)上，經(jīng)過(guò)故障多次發(fā)生時(shí)的處理情況，我們認(rèn)識(shí)到本故障是由于該數(shù)控系統(tǒng)對(duì)上一坐標(biāo)位置在通電的情況下具有保持記憶的功能。
（2）機(jī)床操作面板CRT左下角報(bào)警信息顯示為“硬限位“，硬限位紅色指示燈并未亮，機(jī)床實(shí)際位置離硬限位開(kāi)關(guān)還有很遠(yuǎn)的距離。同時(shí)，機(jī)床坐標(biāo)數(shù)顯值接近99999999的最大值，該軸向無(wú)法移動(dòng)。
處理方法：針對(duì)上述現(xiàn)象，首先判斷為坐標(biāo)值已出現(xiàn)數(shù)據(jù)溢出，超出了機(jī)床記憶的限位值，在累積越來(lái)越大的情況下，必須使坐標(biāo)數(shù)據(jù)全部清零處理。
該系統(tǒng)機(jī)械坐標(biāo)清零步驟如下：
①在主頁(yè)面下進(jìn)入“監(jiān)控“菜單；
②頁(yè)面內(nèi)容部分無(wú)任何類容顯示，不用理會(huì)（被隱藏），進(jìn)入第二項(xiàng)“從機(jī)監(jiān)控”；
③接下來(lái)按第三項(xiàng)“F3”，此時(shí)可見(jiàn)各軸機(jī)床坐標(biāo)都為零，報(bào)警已經(jīng)清除。特別注意，機(jī)床必須重新回參考點(diǎn)建立機(jī)床坐標(biāo)系，出現(xiàn)該情況是由于數(shù)控系統(tǒng)功能程序的限制。在處理時(shí)應(yīng)結(jié)合上面第（1）點(diǎn)的特征。
三、回參考點(diǎn)過(guò)程失敗，引起限位
比較高檔的數(shù)控系統(tǒng)通常都可以利用方便靈活的參數(shù)修正功能來(lái)維護(hù)機(jī)床，如果機(jī)床實(shí)際位置未超過(guò)限位位置而出現(xiàn)限位報(bào)警，首先應(yīng)細(xì)心查看是否因行程的參數(shù)丟失或改變的可能。針對(duì)參數(shù)，最典型的事例是某些機(jī)床在回參考點(diǎn)時(shí)易出現(xiàn)軟限位報(bào)警，而機(jī)床實(shí)際位置離參考點(diǎn)有一定距離。此時(shí)，在機(jī)床硬限位功能完好的情況下，根據(jù)機(jī)床報(bào)警時(shí)的停止點(diǎn)離基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記位移大小適當(dāng)將軟限位參數(shù)值修改大（有時(shí)需設(shè)定到最大值或取消，應(yīng)視其情況），待機(jī)床重新回參考點(diǎn)正常后需將軟限位設(shè)定還原。另外，在更換一些牽涉到行程的設(shè)備后（如電機(jī)、軸聯(lián)結(jié)、絲杠等），其間隙、位移易發(fā)生一定變動(dòng)，也有可能出現(xiàn)回參考點(diǎn)失敗，同時(shí)產(chǎn)生“限位報(bào)警”。
如：一臺(tái)THM6350臥式加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC 0i-MA。在回參考點(diǎn)過(guò)程中，Y軸出現(xiàn)報(bào)警信息為“507 OVER TRAVEL +X”，有減速過(guò)程，反復(fù)操作不能回參考點(diǎn)，并出現(xiàn)同樣的報(bào)警信息，該加工中心采用的擋塊方式回參考點(diǎn)。
分析與處理：可以看出，該故障的根本原因不是硬限位本身。那么是否在減速后歸基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記脈沖不出現(xiàn)。如果是這樣，有兩種可能：一是光柵在歸基準(zhǔn)點(diǎn)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)歸基準(zhǔn)點(diǎn)脈沖信號(hào)，或歸基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記失效，或由基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記選擇的歸基準(zhǔn)點(diǎn)脈沖在傳輸或處理過(guò)程中丟失，或測(cè)量系統(tǒng)硬件故障對(duì)歸基準(zhǔn)點(diǎn)脈沖信號(hào)無(wú)鑒別或處理能力。二是減速開(kāi)關(guān)與歸基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記位置錯(cuò)位，減速開(kāi)關(guān)復(fù)位后，沒(méi)有出現(xiàn)基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記。對(duì)相關(guān)參數(shù)逐一檢查無(wú)改變和丟失的情況。用手直接壓下各開(kāi)關(guān)，在PMC地址X1009. 0 中確減速信號(hào)由“0”變?yōu)?amp;ldquo;1”，說(shuō)明功能完好，根據(jù)故障現(xiàn)象，超程信號(hào)也完好，重點(diǎn)應(yīng)檢查基準(zhǔn)點(diǎn)信號(hào)，排除因信號(hào)丟失或元器件損壞的可能。其減速開(kāi)關(guān)、參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)的距離已經(jīng)由廠家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，參考計(jì)數(shù)器容量和標(biāo)準(zhǔn)一致，一般在維護(hù)過(guò)程中不做變動(dòng)或修改。先不忙采用跟蹤法去確定上面分析的第一點(diǎn)可能原因，先遵循由易到難的原則去考慮問(wèn)題。看是否由于基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記的識(shí)別能力已經(jīng)下降或喪失所致。決定將參數(shù)1425（碰減速擋塊后FL速度）的X值由原來(lái)的200修改成100，為保證各軸運(yùn)動(dòng)平衡，將其它軸的FL速度同時(shí)設(shè)定為100 ，試回參考點(diǎn)，機(jī)床恢復(fù)正常，這種設(shè)想得到了驗(yàn)證。因此，造成該故障的原因是由于基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記識(shí)別能力已經(jīng)降低，導(dǎo)致機(jī)床回參考點(diǎn)失敗直到壓合硬限位。
四、機(jī)床參數(shù)受外界干擾發(fā)生改變或丟失
這一方面，主要以軟限位參數(shù)為常見(jiàn)。車間電源質(zhì)量差、加工環(huán)境惡劣、雷電、屏蔽措施不到位等外部因素非常容易導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床的各種參數(shù)發(fā)生變化或丟失。在把參數(shù)恢復(fù)的同時(shí)，必須查清引起故障的直接原因，采取補(bǔ)救措施。
一臺(tái)臥式加工中心,采用FANUC 0i-MA數(shù)控系統(tǒng),在加工過(guò)程中出現(xiàn)“501 OVER TRAVEL –X”,即負(fù)向超程,機(jī)床機(jī)械坐標(biāo)的數(shù)顯值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)定值-99999999～+99999999的范圍（單位:μm），而實(shí)際機(jī)床在行程范圍內(nèi)。
處理方法:由上述現(xiàn)象看出，機(jī)床數(shù)顯數(shù)據(jù)因干擾發(fā)生了變化且超出軟限位設(shè)定范圍。進(jìn)入?yún)?shù)畫面修改參數(shù)1320、1321（Y軸存儲(chǔ)式行程檢測(cè)負(fù)方向邊界的坐標(biāo)值）。接下來(lái)，將參數(shù)1320設(shè)定為小于參數(shù)1321,行程認(rèn)為是無(wú)窮大,不進(jìn)行存儲(chǔ)式行程檢測(cè)1的檢測(cè)。關(guān)機(jī)重新啟動(dòng)機(jī)床并回參考點(diǎn),然后將1320和1321的參數(shù)恢復(fù)為修改前的坐標(biāo)值。另一方面,必須找到引起數(shù)據(jù)變化的直接原因,并即時(shí)排除，以防止故障再次發(fā)生造成更嚴(yán)重的后果。本次故障最后確認(rèn)是受到雷電的干擾所致。
五、坐標(biāo)系和數(shù)控程序的影響
加工程序的編制必須嚴(yán)格考慮機(jī)床的加工范圍,在加工過(guò)程中，一旦刀具進(jìn)入禁止區(qū)域，便出現(xiàn)行程（軟行程和硬行程）限位報(bào)警。一種情況是程序坐標(biāo)值因操作不當(dāng)被改大（通過(guò)軟件嚴(yán)格模擬對(duì)程序過(guò)濾式檢查不存在），另一方面是因機(jī)床的加工坐標(biāo)系（G54～G59）參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，在走相對(duì)坐標(biāo)時(shí),超出行程范圍。
如：一臺(tái)VMC1000C立式加工中心，設(shè)置好加工坐標(biāo)系和各補(bǔ)償參數(shù)后，機(jī)床一運(yùn)行程序便出現(xiàn)“OVER TRAVEL –Y”報(bào)警,即Y軸負(fù)向硬限位。同時(shí)，未執(zhí)行換刀語(yǔ)句（M06）便直接執(zhí)行到插補(bǔ)語(yǔ)句，且刀具路徑不對(duì)。
處理過(guò)程:顯然,此處硬限位報(bào)警只是一種提示,在確認(rèn)了系統(tǒng)參數(shù)和加工程序無(wú)任何異常后,決定進(jìn)一步確認(rèn)位置環(huán)是否完好。空運(yùn)行以G54為加工坐標(biāo)系的另一段數(shù)控程序,機(jī)床工作正常,排除了位置環(huán)存在故障的可能。故障范圍縮小到了加工坐標(biāo)系上。將G58上設(shè)置的坐標(biāo)值設(shè)置到G54上,同時(shí)將原來(lái)程序中G54修改成G58,試加工修改加工坐標(biāo)系后的程序一切正常。到此，基本判定為G58存在問(wèn)題,通常情況下G54～G59建立坐標(biāo)系功能出現(xiàn)故障為數(shù)不多。根據(jù)由易到難的原則,首先認(rèn)為是G58中設(shè)置的坐標(biāo)系沒(méi)有被系統(tǒng)接受,而是記憶成為另外的數(shù)據(jù),從路徑不對(duì)這一點(diǎn)可以看出。于是我們采用清除數(shù)據(jù)、重新輸入的辦法,試運(yùn)行機(jī)床恢復(fù)正常,證明判定是正確的。本次故障是由于不規(guī)范的輸入數(shù)據(jù),使機(jī)床坐標(biāo)系數(shù)據(jù)受影響,導(dǎo)致機(jī)床出現(xiàn)超程報(bào)警。
