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(shí)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(xiàn)標(biāo)識碼 B

　　一、典型故障分析

　　1．返回參考點(diǎn)故障分析

　　所謂參考點(diǎn)又稱原點(diǎn)或零點(diǎn)，每臺機(jī)床可以有一個(gè)參考原點(diǎn)，也可以根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)參考原點(diǎn)。機(jī)械零部件一旦裝配完畢，機(jī)械原點(diǎn)隨即確立。而電氣原點(diǎn)是由機(jī)床所使用的檢測反饋元件所發(fā)出的柵點(diǎn)信號或零標(biāo)志信號確立的參考點(diǎn)。為了使電氣原點(diǎn)與機(jī)械原點(diǎn)重合，必須將電氣原點(diǎn)到機(jī)械原點(diǎn)的距離用一個(gè)設(shè)置原點(diǎn)偏移量的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。機(jī)床參考點(diǎn)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(jī)床各軸都要先回參考原點(diǎn)。

　　發(fā)生原點(diǎn)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(diǎn)有關(guān)的參數(shù)，再試一次回原點(diǎn)操作，若原點(diǎn)仍漂移，檢查機(jī)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(jī)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(diǎn)的漂移情況，如果正常，應(yīng)檢查電機(jī)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(jī)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(jī)床回原點(diǎn)后，機(jī)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(jī)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(diǎn)速度，重試回原點(diǎn)操作，若原點(diǎn)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(diǎn)偏移改變電氣原點(diǎn)解決。如果減小接近原點(diǎn)速度參數(shù)設(shè)置后，重試原點(diǎn)復(fù)歸，原點(diǎn)仍漂移，可減小快速進(jìn)給速度或快速進(jìn)給時(shí)間常數(shù)的參數(shù)設(shè)置，重回原點(diǎn)。若原點(diǎn)仍有漂移，漂移量為數(shù)個(gè)脈沖，而且只是在開機(jī)后第一次回原點(diǎn)時(shí)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(jì)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(bào)警

　　510-581報(bào)警（超程報(bào)警）表示機(jī)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(gè)軸超過了軟限位或超程信號（OT）接通。

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

　　(3)切斷電源，然后按[P]及[CAN]鍵的同時(shí)接通電源，此時(shí)可用手動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)退出報(bào)警區(qū)。

　　(4)退出報(bào)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(diǎn)異常——90號報(bào)警

　　這是由于返回參考點(diǎn)時(shí)沒有滿足“必須沿返回參考點(diǎn)方向，并距參考點(diǎn)不能過近（128個(gè)脈沖以上）及返回參考點(diǎn)進(jìn)度不能過低”的條件。對這類故障的處理步驟是：

　　(1)距參考點(diǎn)位置＞128個(gè)脈沖，返回參考點(diǎn)過程中。①電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)了不到1轉(zhuǎn)（即沒有接收到1轉(zhuǎn)信號），此時(shí)首先變更返回時(shí)的開始位置，在位置偏差量＞128個(gè)脈沖的狀態(tài)下，在返回參考點(diǎn)方向上進(jìn)行1轉(zhuǎn)以上的快速進(jìn)給，檢測是否輸入過1轉(zhuǎn)信號。②電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)了1轉(zhuǎn)以上，這是使用了分離型的脈沖編碼器。此時(shí)，檢查位置返回時(shí)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(dòng)在0.2V以內(nèi)），否則是脈沖編碼器不良。

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

　　二、故障診斷實(shí)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(diǎn)出現(xiàn)無規(guī)律漂移，CRT及伺服放大器無任何報(bào)警顯示。由于是半閉環(huán)控制方式，交流伺服電機(jī)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(dòng)，導(dǎo)致聯(lián)軸器與滾珠絲杠或伺服電機(jī)軸間滑動(dòng)。對Z軸聯(lián)軸器連接進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器緊定螺釘松動(dòng)。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(bào)警。

　　經(jīng)查，發(fā)現(xiàn)原點(diǎn)數(shù)據(jù)丟失，造成刀庫在原點(diǎn)復(fù)歸時(shí)超程。刀具位置錯(cuò)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(jī)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(shí)，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(bào)警顯示。在開機(jī)手動(dòng)回參考點(diǎn)時(shí)，軸先以參數(shù)設(shè)定的速度快速移動(dòng)，當(dāng)減速撞塊壓下減速行程開關(guān)時(shí)，以設(shè)定的低速移動(dòng)，當(dāng)撞塊離開減速行程開關(guān)時(shí)，編碼器檢測到的第一個(gè)柵點(diǎn)的位置為參考點(diǎn)復(fù)歸的位置。機(jī)床換刀點(diǎn)由機(jī)床的第二參考原點(diǎn)設(shè)定，而第二參考原點(diǎn)是由機(jī)床第一參考原點(diǎn)確定的。由于機(jī)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(jī)床開機(jī)手動(dòng)回參考點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)問題。經(jīng)查，Z軸回參考點(diǎn)減速行程開關(guān)固定板與立柱固定不牢，嚴(yán)重松動(dòng)，導(dǎo)致原點(diǎn)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(dòng)作，CRT顯示X、Y、Z三軸正負(fù)向同時(shí)超程。

　　實(shí)際上不可能出現(xiàn)正負(fù)向同時(shí)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(xiǎn)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(xiǎn)絲，報(bào)警消失。

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

　　401號報(bào)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(bào)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(cuò)誤；輸入電源電壓太低；電動(dòng)機(jī)電壓不正常；電動(dòng)機(jī)的動(dòng)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(shí)發(fā)生二個(gè)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(bào)警。

　　按照維修說明書有關(guān)報(bào)警的說明，發(fā)生這些報(bào)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(shí)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(shí)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(dòng)操作Z軸時(shí)，Z軸有振動(dòng)和異常響聲，CRT顯示 431號報(bào)警。

　　431號報(bào)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(jī)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(jī)床在自動(dòng)方式運(yùn)行中出現(xiàn)416號報(bào)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(dòng)機(jī)連接線，也未發(fā)現(xiàn)問題，在重新啟動(dòng)機(jī)床，回零之后，用自動(dòng)方式運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)床正常，但lh后又出現(xiàn)416號報(bào)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(jī)床工作正常，報(bào)警不再出現(xiàn)。

　　例9 某加工中心，配置F-0M系統(tǒng)，在自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)突然出現(xiàn)刀庫、工作臺同時(shí)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(dòng)機(jī)床時(shí)，CRT上出現(xiàn)410號伺服報(bào)警。

　　查L/M軸伺服PRDY、VRDY兩指示燈均亮；進(jìn)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(gè)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(yùn)行機(jī)床，401號報(bào)警消失。

　　例10 某加工中心，配置F-0M系統(tǒng)，在自動(dòng)方式運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生主軸停止運(yùn)動(dòng)，CRT上沒有報(bào)警顯示。

　　停機(jī)之后，檢查主軸伺服板未見異常，主軸電動(dòng)機(jī)正常，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力線及反饋線也未見異常。重新啟動(dòng)機(jī)床，又工作正常，但過后又繼續(xù)出現(xiàn)主軸停機(jī)現(xiàn)象，后將電動(dòng)機(jī)動(dòng)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。