摘 要 以FANUC-0系列為例，介紹典型故障的分析方法，并列舉了10例故障診斷實例。

　　關(guān)鍵詞 數(shù)控系統(tǒng) 典型故障 漂移

　　中圖分類號 TP307 文獻標(biāo)識碼 B

　　一、典型故障分析

　　1．返回參考點故障分析

　　所謂參考點又稱原點或零點，每臺機床可以有一個參考原點，也可以根據(jù)需要設(shè)置多個參考原點。機械零部件一旦裝配完畢，機械原點隨即確立。而電氣原點是由機床所使用的檢測反饋元件所發(fā)出的柵點信號或零標(biāo)志信號確立的參考點。為了使電氣原點與機械原點重合，必須將電氣原點到機械原點的距離用一個設(shè)置原點偏移量的參數(shù)進行設(shè)置。機床參考點確定后，各工件坐標(biāo)系隨之確立。在數(shù)控設(shè)備使用過程中，機床各軸都要先回參考原點。

　　發(fā)生原點漂移后知口檢測反饋元件采用絕對編碼器，首先檢查并重新設(shè)置與回原點有關(guān)的參數(shù)，再試一次回原點操作，若原點仍漂移，檢查機械相對位置是否有變化。如無漂移，只是位置顯示有偏差，則檢查工件坐標(biāo)偏置是否有效。若機械位置偏移，則絕對脈沖編碼器故障。如檢測反饋元件采用增量脈沖編碼器，并為全閉環(huán)系統(tǒng)，先檢查半閉環(huán)系統(tǒng)回原點的漂移情況，如果正常，應(yīng)檢查電機一轉(zhuǎn)標(biāo)志信號是否由半閉環(huán)系統(tǒng)提供，檢查有關(guān)參數(shù)設(shè)置及信號電纜聯(lián)接。如參數(shù)設(shè)置正常，則為光柵尺等線性測量元件不良或其接口電路故障。如參數(shù)設(shè)置不正確，則修正設(shè)置重試。若為半閉環(huán)系統(tǒng)，先檢查機械相對位置是否漂移，如不漂移，只是位置顯示有偏差，檢查是否為工件坐標(biāo)系偏置無效。在機床回原點后，機床CRT位置顯示為一非零值，該值取決于坐標(biāo)系偏置一類的參數(shù)設(shè)置，若機械相對位置偏移，確定偏移量。若偏移量為一柵格，先減少由參數(shù)設(shè)置的接近原點速度，重試回原點操作，若原點不漂移，則為減速撞塊太短或安裝不良，可通過改變減速撞塊或減速開關(guān)的位置來解決，也可通過設(shè)置柵點偏移改變電氣原點解決。如果減小接近原點速度參數(shù)設(shè)置后，重試原點復(fù)歸，原點仍漂移，可減小快速進給速度或快速進給時間常數(shù)的參數(shù)設(shè)置，重回原點。若原點仍有漂移，漂移量為數(shù)個脈沖，而且只是在開機后第一次回原點時漂移，則為零標(biāo)志信號受干擾而失效。否則應(yīng)檢查參考計數(shù)器的設(shè)定值，與脈沖數(shù)量是否相匹配，如果匹配，并且檢查脈沖編碼器與NC之間的反饋電纜連接也正常，則檢查此反饋電纜中的屏蔽線是否已接地，如已接地，則須更換軸卡。

　　2．超程報警

　　510-581報警（超程報警）表示機床位置超過了行程限位或超程信號接通。

　　(1)用參數(shù)PRM700-702和008.6檢查是哪個軸超過了軟限位或超程信號（OT）接通。

　　(2)用手動操作使機床反方向移動，退出報警區(qū)，然后用[RESET]鍵解除報警。如不能退出，執(zhí)行(3)。如能退出，則將該軸返回原點。

　　(3)切斷電源，然后按[P]及[CAN]鍵的同時接通電源，此時可用手動運轉(zhuǎn)退出報警區(qū)。

　　(4)退出報警區(qū)后，務(wù)必再次切斷電源，使行程限位檢測有效。

　　3．返回參考點異常——90號報警

　　這是由于返回參考點時沒有滿足“必須沿返回參考點方向，并距參考點不能過近（128個脈沖以上）及返回參考點進度不能過低”的條件。對這類故障的處理步驟是：

　　(1)距參考點位置＞128個脈沖，返回參考點過程中。①電動機轉(zhuǎn)了不到1轉(zhuǎn)（即沒有接收到1轉(zhuǎn)信號），此時首先變更返回時的開始位置，在位置偏差量＞128個脈沖的狀態(tài)下，在返回參考點方向上進行1轉(zhuǎn)以上的快速進給，檢測是否輸入過1轉(zhuǎn)信號。②電動機轉(zhuǎn)了1轉(zhuǎn)以上，這是使用了分離型的脈沖編碼器。此時，檢查位置返回時脈沖編碼器的1轉(zhuǎn)信號是否輸入到了軸卡中，如果是，則是軸卡不良，如果未輸入，則先檢查編碼器用的電源電壓是否偏低（允許電壓波動在0.2V以內(nèi)），否則是脈沖編碼器不良。

　　(2)距參考點位置＜128個脈沖。①檢查進給速度指令值，快速進給倍率信號，返回參考點減速信號及外部減速信號是否正常。②變更返回時的開始位置，使其位置偏差量超過128個脈沖。③返回參考點速度過低。速度必須為位置偏差量超過128個脈沖的速度，如果速度過低，電動機1轉(zhuǎn)信號散亂，不可能進行正確的位置檢測。

　　二、故障診斷實例

　　例1 某數(shù)控車床，配置F－0T系統(tǒng)，出現(xiàn)Z軸方向加工尺寸超差且無規(guī)律。

　　Z軸原點出現(xiàn)無規(guī)律漂移，CRT及伺服放大器無任何報警顯示。由于是半閉環(huán)控制方式，交流伺服電機與滾珠絲杠通過聯(lián)軸器連接。故障原因可能是聯(lián)軸器連接螺釘松動，導(dǎo)致聯(lián)軸器與滾珠絲杠或伺服電機軸間滑動。對Z軸聯(lián)軸器連接進行檢查，發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器緊定螺釘松動。緊定螺釘后，故障排除。

　　例2 某加工中心，配置F-0M系統(tǒng)，出現(xiàn)刀庫卡在主軸上部下不來而報警。

　　經(jīng)查，發(fā)現(xiàn)原點數(shù)據(jù)丟失，造成刀庫在原點復(fù)歸時超程。刀具位置錯位，使刀庫卡住。鏘Z軸的RMV參數(shù)設(shè)定為“0”，Z軸的伺服系統(tǒng)與電機脫開，靠重力使Z軸下降，待刀庫脫離超程位置后，再將RMV設(shè)定為“1”，正常。

　　例3 臺灣加工中心，配置F-0M系統(tǒng)，在使用中出現(xiàn)換刀位置發(fā)生變化的現(xiàn)象。

　　經(jīng)查在換刀位置發(fā)生變化時，被加工工件的：向加工尺寸也相應(yīng)變化，且與換刀位置的變化相對應(yīng)。無任何報警顯示。在開機手動回參考點時，軸先以參數(shù)設(shè)定的速度快速移動，當(dāng)減速撞塊壓下減速行程開關(guān)時，以設(shè)定的低速移動，當(dāng)撞塊離開減速行程開關(guān)時，編碼器檢測到的第一個柵點的位置為參考點復(fù)歸的位置。機床換刀點由機床的第二參考原點設(shè)定，而第二參考原點是由機床第一參考原點確定的。由于機床所出現(xiàn)的故障有的班次有，有的班次沒有，因此懷疑該機床開機手動回參考點時出現(xiàn)問題。經(jīng)查，Z軸回參考點減速行程開關(guān)固定板與立柱固定不牢，嚴(yán)重松動，導(dǎo)致原點漂移。

　　例4 日本數(shù)控曲拐磨床，配置F-0D系統(tǒng)，不能執(zhí)行任何動作，CRT顯示X、Y、Z三軸正負(fù)向同時超程。

　　實際上不可能出現(xiàn)正負(fù)向同時超程。測行程極限開關(guān)電平，發(fā)現(xiàn)由I/0板提供的PC24V為OV。查該板1.6A快速保險絲，熔斷，導(dǎo)致各軸正負(fù)端行程開關(guān)的輸出均為低電平，被NC系統(tǒng)誤判“超程”。更換保險絲，報警消失。

　　例5 某加工中心，配置F-0M系統(tǒng)，在運行過程中，CRT畫面突然出現(xiàn)401、410及420報警。

　　401號報警表示速度控制單元VRDY信號斷開，可能原因是伺服單元上電磁接觸器MCC未接通；速度控制單元沒有加上100t/電源；伺服電源印制線路板故障；CNC和伺服單元連接不良；CNC主控制板不良等。而410和420報警是表示X軸和Y軸的位置偏差過大?？赡艿脑蛴校何恢闷钪翟O(shè)定錯誤；輸入電源電壓太低；電動機電壓不正常；電動機的動力線和反饋線連接故障；伺服單元故障以及主板上的位置控制部分故障。一般來說，不可能同時發(fā)生二個控制單元損壞，所以本故障最大可能發(fā)生在主板的位置控制部分。因此，只要替換一下主板即可確認(rèn)，排除故障。#p#分頁標(biāo)題#e#

　　例6 某加工中心，配置F-0M系統(tǒng)，在操作系統(tǒng)過程中出現(xiàn)401、410、420、421、430、431號報警。

　　按照維修說明書有關(guān)報警的說明，發(fā)生這些報警號的原因有許多，且都與伺服單元有關(guān)。但一般情況下，不可能同時發(fā)生X、Y、Z軸伺服單元損壞，因此不可能是伺服單元的故障。此時先檢查CNC系統(tǒng)中有關(guān)伺服部分的參數(shù)。經(jīng)查是由于誤操作，使CNC系統(tǒng)參數(shù)被消除，一旦將這些參數(shù)恢復(fù)，系統(tǒng)就恢復(fù)正常。

　　例7 沈陽數(shù)控車床，配置FAT系統(tǒng)，在手動操作Z軸時，Z軸有振動和異常響聲，CRT顯示 431號報警。

　　431號報警表示Z軸定位誤差過大?？捎迷\斷號802來觀察Z軸的位置誤差。再用電流表檢查，發(fā)現(xiàn)Z軸負(fù)載電流很大。在確認(rèn)Z軸伺服單元無問題的情況下，檢查z軸機械部分，發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠的軸承發(fā)燙。經(jīng)查，故障是由于油路不暢造成潤滑不好所致。

　　例8 某加工中心，配置F-0M系統(tǒng)，機床在自動方式運行中出現(xiàn)416號報警。

　　經(jīng)查脈沖編碼器未發(fā)現(xiàn)不良，各連接器均牢固連接，X軸印制線路板未見異常，用萬用表測量電動機連接線，也未發(fā)現(xiàn)問題，在重新啟動機床，回零之后，用自動方式運轉(zhuǎn)，機床正常，但lh后又出現(xiàn)416號報警。再按上述順序復(fù)查一遍，發(fā)現(xiàn)反饋信號線有一根已斷。換接備用線后，機床工作正常，報警不再出現(xiàn)。

　　例9 某加工中心，配置F-0M系統(tǒng)，在自動運轉(zhuǎn)時突然出現(xiàn)刀庫、工作臺同時旋轉(zhuǎn)。經(jīng)復(fù)位、調(diào)整刀庫、工作臺后工作正常。但在斷電重新啟動機床時，CRT上出現(xiàn)410號伺服報警。

　　查L/M軸伺服PRDY、VRDY兩指示燈均亮；進給軸伺服電源AC 100V、AC 18V正常；X、Y、Z伺服單元上的PRDY指示燈均不亮，三個MCC也未吸合；測量其上電壓發(fā)現(xiàn)士24V、士15V異常；X軸伺服單元上電源熔斷器電阻大于2Ml（規(guī)定值10），經(jīng)更換后，直流電壓恢復(fù)正常，重新運行機床，401號報警消失。

　　例10 某加工中心，配置F-0M系統(tǒng)，在自動方式運轉(zhuǎn)中發(fā)生主軸停止運動，CRT上沒有報警顯示。

　　停機之后，檢查主軸伺服板未見異常，主軸電動機正常，電動機的動力線及反饋線也未見異常。重新啟動機床，又工作正常，但過后又繼續(xù)出現(xiàn)主軸停機現(xiàn)象，后將電動機動力線、反饋線更換之后，故障消除，確定是由導(dǎo)線不良或接觸不良引起的。