數控機床（chuáng）故（gù）障維修實例

一、部件的替代維修

       1.1絲杠損壞（huài）後的替代（dài）修複

       采用（yòng）FANUC 0G係統控製的進口曲軸連杆（gǎn）軸頸磨床，在加工過程中出現了411報警，發現絲杠（gàng）運行中有異響。拆下（xià）絲杠後發現絲杠母（mǔ）中的滾珠已經損壞，需要更換絲杠。但因無法（fǎ）馬上購到同樣參數的絲杠，為保證，決（jué）定用不同參（cān）數的絲杠進行臨時替（tì）代。替代方案是：用螺距為10mm的（de）絲杠替代導程為6mm絲杠，且絲杠的旋向由原來的左旋改為了現在的右旋。為保證（zhèng）替（tì）代可以進行，需要對參（cān）數進行修（xiū）正。但由於機床的原參數 P8184=0、P8185=0，所以無法通過改變柔性進給齒輪的方法簡便地使（shǐ）替代（dài）成功，需根據DMR,CMR,GRD的關係，對參數進行修正。

        對（duì）於原來導程為6mm的絲杠，根據參數P100=2，可（kě）知其CMR為1，根（gēn）據參數P0004=01110101，可以知（zhī）道機床原DMR為4，而且機床原來應用的編碼（mǎ）器是3000pulse/rev。而對於10mm的絲杠，根據DMR為4，隻能選擇2500線的編碼器，且需將P4改（gǎi）變為01111001。

       同時（shí）根據：計（jì）數單元=小移（yí）動單位/CMR；計數單元=一轉檢測的移動量/(編碼器的檢測脈衝（chōng）*DMR)

        可以計算出（chū）原機床的（de）計數單元=6000/（3000*4）=1/2，即小移（yí）動單位為0.5。在選擇10mm的絲杠後，根據小（xiǎo）移動單位為0.5，計數單元=10000/（2500*4）=0.5/CMR，所以CMR=0.5則參數 p100=1。然後將參數p8122=-111,轉（zhuǎn）變為 111後，完成了將旋（xuán）向由左旋改（gǎi）為了右旋的控製，再將（jiāng）P8123=12000變為10000後完後了替代維修。

       1.2用α係列放大器對C係列（liè）伺服放大器（qì）的替代

        機床滑台的進給用（yòng）FANUC power mate D控製，伺服放（fàng）大器原為C係列A06B-6090-H006，在其損壞（huài）後，用α係列放大器A06B-6859-H104進行了替代。替代（dài）時，首先是接（jiē）線的不同，在C係列放大器上要接入主電源200V、急停控製（zhì）100A、100B，地線G共（gòng）6顆線；而對（duì）於α係列放大器，要接入主（zhǔ）電源200V，沒有接100A、100B，而是將CX4插頭 的2-3進行短接來完（wán）成急停控製，然後將撥碼開關SA1的1、2、3端設定在ON，撥碼4設定在OFF後完成了替代維修。

伺服放大器部分的接線示意圖

       1.3完成（chéng）回參考點的動作（zuò）

       對於有固定擋塊回參考點的控製原理為，係統在接收（shōu）到減速信（xìn）號後（hòu），找到**個一轉零脈衝或**個柵格點，即確（què）認為參考點位置。     

        故障1：發生故障的機床采用的是巴魯夫帶接插頭的接（jiē）近開關來控製完成回參考點的動作，但由於接插線路出現斷路，回參考點的動作無法完成，為完成機床調整的（de）相關（guān）步驟，當時借用（yòng）了臨近（jìn）的相同接近開關的（de）接插（chā）線路，通過拔、插動作模擬完成了回參考點的過程。

        故障2： 磨床修整器的伺服電（diàn）機經皮帶連接帶動絲杠轉動，在修整過程中發現位置偏差，分析應是參考點（diǎn）位置發生變化造成。查找後發（fā）現皮帶鬆動，在通過改變中心距離的方（fāng）法緊（jǐn）固皮（pí）帶後，進行（háng）了返（fǎn）回參考點的動作，但修整位置仍然不對，在改變了坐標係的偏移量後，位置（zhì）正確。故障應是由於電機位置改變造成絲杠的位置改變，從而返回參考點的**個零脈衝（chōng）的（de）位置（zhì）改變（biàn），改變的值應該是（shì）一個（gè）螺距的距離。

        2.與驅動相關的故障維修

        2.1 機床同時出現416、426報（bào）警（jǐng）

       機床（chuáng）采用FANUC 0GE係統控製，初（chū）的故障為機床CRT、伺服都不上電，經查為係統提供電源（yuán）的（de）電源單元損壞，在更換了新的電源後，CRT顯示X、Z軸416、426號（位置環連接錯誤）報警。此報警一般與線路連（lián）接故障、伺服放大器故障、PCB板等的損壞（huài）有關。因（yīn）為2個軸同時出現報警，根據經驗，初步判定（dìng）伺服放大器及速度控製PCB板同時損壞的可能性不大，應從外部線路（lù）查找故障原因。通過分析（xī）對（duì）PCB的（de）控製原理（lǐ）圖，可以發現（xiàn），伺服係統所需要的15V、24V、指示（shì）燈等的電壓都是是由伺服變壓器18V的電壓提供的。伺服變壓器所提供的18V電（diàn）壓，通（tōng）過CN2接口提供給速度（dù）控製PCB板的工作所需。在查找外（wài）部（bù）線路後，發現是電源變壓器的進路保險損壞後造成18V未給出，從而造成（chéng）報警。

伺服控製原（yuán）理圖

       2.2放大器過（guò）載（zǎi）報警

        機床采（cǎi）用日本東榮伺服放大器控製，故障現象為運轉準備後，能夠實現伺服電機的鎖住（zhù），但在handle進給移動過程中，機床出現較大震動後，瞬間出現伺服偏差過大報（bào）警及伺服放大器AL18（負載過載（zǎi））報警（jǐng），機床停止。首先檢查了伺服電機、伺服放大器，但都（dōu）沒有問題，為此（cǐ）曾懷（huái）疑是NC係統或通訊線路（lù）有（yǒu）問（wèn）題。但在MDI方式（shì）下監視（shì）到手（shǒu）動（dòng）轉動1圈絲杠的反饋脈衝數隻有50000pulse,而實際應該為100000pulse(10mm),為此用示波器檢查了編碼器的反（fǎn）饋脈衝（chōng），在從（cóng）NC板觀（guān）測輸入輸出回路的波形時發（fā）現（xiàn）B 相脈衝不（bú）完全，出現了部（bù）分丟失，為此更換了編碼器，故障解決。此故障可從三環控製（zhì）原理進行解釋，故障是由於位置反饋（kuì）的脈衝丟失，致使NC係統需不斷增加脈衝數，從而造成了（le）電流值（zhí）增加，從而（ér）出現伺服（fú）過載檢測報警。此（cǐ）故（gù）障加深了對伺服控製原理的理解也拓寬了分析解決故障（zhàng）的思路。

        2.3 機床950#（短路）的報警

       機床采用FANUC 0T 控製，在（zài）機床上電後顯示950#即保險斷的（de）報警，檢查後是輸出回路保險短路，所以應是外部線路的問題，同時由於是一合閘便有，所以應著重（chóng）查找應用閉點的開關（guān）線路。首先查找的是機床（chuáng）X、Y軸的超程保（bǎo）護開關線路，終查明故障是由（yóu）於X 軸的超程保護（hù）開關（guān）的24V對地（dì）造成的。提出這個故障主要是說明對（duì）於故障查找應首先根據故障現象進行分析，有側重點的查找，特別是對於短路故障的查找，如果沒有目標的查找，將（jiāng）會造成（chéng）時間的浪費（fèi）。

       2.4 機床9031（主軸受到束縛，無法按指令速度旋轉）報警

       機床為臥（wò）式加工中心，采用FANUC 18iM控製（zhì），主（zhǔ）軸轉速為8000轉，采用高低速控製（zhì），在低（dī）於3000轉（zhuǎn）/分時，是低速控製交流接（jiē）觸器吸合，高於3000轉時高速交流接觸器控製吸合。故障現（xiàn）象為機床在上電後執行空（kōng）運轉（zhuǎn）時出現了9031報警。

        在MDI方式下，如果輸入（rù）M19主軸定向，會出現9031報警，但如果輸用M03S**，則（zé）隻有轉速在5000轉時才會出現9031報（bào）警。9031報警（jǐng）是指電機無法（fǎ）按指令速度旋轉，而是（shì）停止（zhǐ）或以極低（dī）轉速旋轉，所以應該（gāi）是定位有問題或者是主軸功率不夠。由於機床已經正常運轉過，所以不會是參數設定、電機相序的問題。有可能為電機的反饋電纜或動力線故（gù）障（zhàng）（主（zhǔ）軸切換輸出時電磁（cí）接觸器是否打開）故障。終查（chá）找為控製高速運轉的交流接（jiē）觸器的上口進電（diàn）的動力線鬆動（dòng）造成（chéng）。

       2.5 SIEMENS伺服電源單元的（de）報警

       在西門子611A的伺服電（diàn）源模（mó）塊上有6個（gè）LED燈，分別代表不同的含義。

        故障現象為，機床在上電後，在進行4個軸返回參考點（diǎn）的確認過程中，電源單元出現5號的紅燈報警。為判斷是電源單元本（běn）身（shēn）的故障還是外部（bù）的故障（zhàng），所以首先進行了單軸運動（dòng）。其他3個軸在進行回（huí）參考點的運動時，電源不報警，隻有第4軸回參考點時出現報警（jǐng），所以排除了電源單元的故障。查找後發現（xiàn）第4軸在回參考點的過程中，無法準確定位造成了電源報警。在將回參（cān）考（kǎo）點的速度降低後，故障消除。

        3、與PLC相關（guān）的故（gù）障（zhàng）

         3.1與輸入、輸出相關的故障

       機床由西門子S5的PLC 控製，且輸（shū）入、輸出部分采用ET200 來控製。故障的表現為，在機床（chuáng）運轉中輸出點Q72.0會出現突然掉電現象，同時PLC 的BF(bus fault)燈亮，ET200處出現IM fault 燈亮（liàng）。

       首先（xiān）查找外部線路問題（tí），由於ET200處出現IM fault 燈亮，所以首先查找了ET200處的I/O 模塊。在（zài）更換（huàn）I/O模塊時（shí）發現，連（lián）接線纜（lǎn）有部分破（pò）損現象（xiàng），更換後IM fault 燈熄滅，但（dàn）輸出點Q72.0仍然出現不固定的（de）斷電的故（gù）障。在（zài）進行PLC聯機測試時（shí）發（fā）現M11.5斷續出現斷電現象（xiàng）的原因是K2100有斷電現象，而輸入點（diǎn）I33.0對應K2100，由於已經更換了輸入輸出模塊，所以隻能通過變（biàn）更輸入點來進行解決，在（zài）將輸入點改變後，故障（zhàng）消（xiāo）除。改變輸入點時，應注意此輸入點在其他功能模塊中的（de）引用，應全部變更。

        3.2 S5程序的重新啟動

        在進行（háng）修改S5 的PLC程序（xù）後，一（yī）般隻需對原程序進行覆蓋，便可正（zhèng）常啟動PLC；但若是因為電池沒電造成的PLC停止，在（zài）進行PLC的程序傳輸後，會出現無法啟動PLC，這時需要選（xuǎn）擇PLC菜單,點擊其下的PLC Start才能使（shǐ）PLC重新（xīn）運轉。

        3.3 SIEMENS 840C 係統上電後（hòu）出現 43 PLC–CPU not ready for operation報警

        機床為SIEMENS 840C係統（tǒng）控製，係統上電後（hòu），進行自檢時出現43 PLC–CPU not ready for operation報警，查找（zhǎo）PLC其顯示狀態正常，進行general reset中的PLC RESET後（hòu）故障依舊（jiù）。終查找故障原因是（shì）機床應用的手持單元中，有一（yī）個接口虛（xū）接（jiē）造成，重新拔插後故障消除。