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Heidenhain光柵測量裝置故障分析及排除方法
點擊次數：1280 發布時間：2013-10-18
Heidenhain光柵測量裝置的四大故障類型，即*：光學系統引起的故障，第二：斷線、接觸不良引起的故障，第三：光電接收元件（光電池）引起的故障，第四：光源引起的故障。根據以上4個故障來逐一分析和解決：
1．德國進口數控車床廠軸檢測信號丟失
從德國RAVENSBURG公司引進的數控車床，是目前我國比較大的數控機床，其廠軸采用的是德國HEIDENHAIN公司生產的LB326型光柵尺，方式為反射式，該數控機床曾出現Z軸測量裝置報警。該報警與二軸機械及傳動系數無關，屬測量裝置故障。該測量裝置包括：LB326光柵尺、LB326讀頭。EXE808外置式電子脈沖整形插值器、信號傳輸電纜及插件、數控測量板。
由Heidenhain海德漢LB326光柵尺的工作原理可知，只要電子元件不損壞，故障的機率很小，因此一般測量裝置產生報警，主要原因是信號丟失，也就是“漏讀”。測量信號在產生變換過程中容易造成丟失的環節。
機床在運動過程中，從掃描單元輸出三組信號，其中兩組增量信號由四個光電池產生，把兩個相差1800的光電池接在一起，它們推挽就形成了兩組近似正弦波，相位差的信號串。另外一組基準信號也由兩個相差1800的光電池接成推挽式，輸出一個尖峰信號，此信號只在經過標志時產生，用來確認機床基準點。
兩組正弦波增量信號經過傳輸電纜和插頭進入EXE經放大整形后成為1．2－3．4V的三角波信號串，以及它們的反向位信號，這些信號經分頻后在一個信號周期內產生25個脈沖，即所謂25倍頻處理。增量信號經EXE25倍頻細分后，經輸出板處理成為矩形信號串，送人數控系統測量板。
Heidenhain海德漢LB326光柵尺柵距，增量信號經EXE處理后，每一刻線，這就是該機床分辨率。EXE的輸出信號除上述外，還有一個UaS由自身產生的報警信號。如果由于某種原因引起信號幅度下降，在信號處理過程中就要影響到被處理信號過零位置，容易使輸出脈沖擠在一起，造成丟失。
在了解信號丟失原因后，采用雙路示波器分別監視兩路正弦波信號，發現輸出波形幅值很小，將一路轉換到自身報警信號上后，發現輸出為高電平脈沖。分析造成光柵輸出信號幅度下降的原因，是因為光電池產生信號與光照強度成正比。信號幅度下降是電池光源強度下降及光學系統臟污造成。
拆開光柵尺兩端從尺身中抽出掃描單元，發現在指示光柵和透鏡上有一層油霧和浮灰，用酒精和乙迷混合液擦除后，重新裝回，機床恢復正常工作。
2．德國進口機回零操作時Failt ReferencePart報警
位置檢測是采用德國HEIDENHAIN公司生產的光柵尺，尺長900mm，方式為透射式。通過屏幕自診斷顯示LeftRoll回*，用交換法不難確定為Let Roll光柵尺故障，取下光柵尺，加上＋SV電源，用示波器檢查各路信號是否正常，著重檢查基準標志脈沖信號。這種故障現象是數控系統沒有接收到零脈沖信號，也就是零脈沖信號丟失或信號太弱。
手動滑動掃描頭，用示波器測量EXE輸出端Ual、UaZ及其取反信號均正常，Uao及其取反信號沒有，檢查掃描頭輸出端 I．信號（EXE的輸人端 I＆信號），慢速移動掃描頭時，無I．信號，快速移動掃描頭時，有密集的信號產生，這與零標志信號不相符，估計是感應信號人線路有斷路現象。拆開光柵尺兩端端蓋，滑出掃描頭檢查發現馬接線端虛焊脫落，焊上、裝回機床恢復正常工作。
3．奧地利進口 3m數控車床加工球形工件出現周期性波紋
奧地利進口的WZC700數控車床測量裝置為瑞士的LS903光柵尺，方式為透射式。
此機床為斜式導軌，在加工圓形、錐形等工件時，精度高，表面質量好。使用中曾出現過加工工件時表面有周期性波紋。通過觀察X軸電機在低速運行時出現周期性擺動，懷疑是機械和液壓平衡器故障，拆下后檢查*。故懷疑故障出在X軸測量裝置，用雙路示波器觀察掃描單元送出的兩路正弦信號，發現一路正常，一路很小。造成電機低速轉速不穩的原因，是測量裝置輸出信號不穩定，而造成測量值失誤，計算機因而送出的指令電壓也就不穩定。檢查掃描單元，發現乙路上的一個光電池失效，更換一個新的掃描單元后，恢復正常工作。
4．德國加工中心旋轉工作臺定位不準
從德國引進的加工中心旋轉工作臺B軸接連出現定位不準現象。根據每次定位偏差不一樣的故障現象，懷疑是脈沖整形插值器和數控計算機測量板的元器件不穩定造成測量精度下降，更換這兩種裝置，故障仍然存在，因此懷疑是光柵尺有問題，用示波器觀察掃描單元的輸出正弦波信號，輸出波形正常，兩路信號幅值都很低。測量圓光柵光源電流發現，比原來小1／4。拆開后發現4個并聯燈泡有一個燒斷，更換一個，故障排除