數控機床故障維修實例（lì）

一、部件的替代維修

       1.1絲杠損壞後的替代修複

       采用FANUC 0G係統控製的進（jìn）口（kǒu）曲軸連杆軸頸磨床，在加工過（guò）程中出現了411報警，發（fā）現絲杠運行中有異響（xiǎng）。拆下絲杠後發現絲（sī）杠母中的滾珠已（yǐ）經（jīng）損壞，需要更換（huàn）絲杠。但因無（wú）法馬上購到同樣參數的絲杠，為保證，決定用不同（tóng）參數的絲杠進行臨時替代。替代方案是（shì）：用螺距為10mm的絲杠替代導程為6mm絲杠，且絲杠的（de）旋向由原來的左旋改（gǎi）為了現在的右旋。為保證替代可以進行，需要對參數進行修正。但由於機床的原參數 P8184=0、P8185=0，所（suǒ）以無（wú）法通過改變柔性進給齒輪的方法簡便（biàn）地（dì）使替代成功（gōng），需根據DMR,CMR,GRD的關係，對參數進行修正。

        對於原來導程為6mm的絲杠，根據參數P100=2，可知其（qí）CMR為1，根據參數P0004=01110101，可以知道機床原DMR為4，而且機床原來應用的編碼器是3000pulse/rev。而（ér）對於10mm的絲杠，根據（jù）DMR為4，隻（zhī）能選擇2500線的編碼器，且需將P4改變為01111001。

       同時根據：計數單元=小移動單位/CMR；計數單（dān）元=一轉檢測的移（yí）動量/(編碼（mǎ）器的檢測脈衝*DMR)

        可以計算出原機床（chuáng）的計數單元=6000/（3000*4）=1/2，即小移動單位為0.5。在（zài）選擇10mm的絲杠後，根據小移動單位（wèi）為0.5，計數單（dān）元=10000/（2500*4）=0.5/CMR，所以（yǐ）CMR=0.5則（zé）參數 p100=1。然後將參數p8122=-111,轉變為 111後，完（wán）成了將旋向由（yóu）左旋改為了右（yòu）旋的控製，再將P8123=12000變為10000後完後了（le）替代維修。

       1.2用α係（xì）列放大器對C係列伺服放大器的替代

        機床滑台的（de）進給（gěi）用FANUC power mate D控製，伺服放大器原為C係列A06B-6090-H006，在其損壞後，用α係列（liè）放大器（qì）A06B-6859-H104進（jìn）行了替（tì）代。替代時，首先（xiān）是接線的不同，在C係列放（fàng）大器（qì）上要接入主電源（yuán）200V、急（jí）停控製100A、100B，地線G共6顆線；而對於α係列放大器，要（yào）接入主電源200V，沒有接（jiē）100A、100B，而是將CX4插頭 的2-3進行短接來完成急停控製，然後將撥（bō）碼開關SA1的1、2、3端設定在ON，撥（bō）碼4設定在OFF後完（wán）成了替代維修。

伺服放大器部分的（de）接線示意（yì）圖

       1.3完成（chéng）回參考點的動作

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

        故障1：發生故障的機床采用的是巴魯夫帶接插頭（tóu）的（de）接（jiē）近開關來控製完成回參考點的動作（zuò），但由於接插線路出現斷路，回（huí）參考點的動作（zuò）無（wú）法完成，為完成機床調整的相關步驟，當時借用了（le）臨近的相同接近開關的接插線路，通過拔、插動（dòng）作模擬完成（chéng）了回參考點的（de）過程。

        故障2： 磨床修整器（qì）的伺服電機（jī）經皮帶連接帶動絲杠（gàng）轉動，在修整過程中發現位置偏差，分析應是參考點位置發生變（biàn）化造成。查找後發現皮帶鬆動，在通過改變中心距離的（de）方（fāng）法緊固皮帶後，進行了返回參考點（diǎn）的動作（zuò），但修整位置（zhì）仍然不對，在改變了坐標係的偏移量後，位置正（zhèng）確（què）。故（gù）障應是由於電機位置改變造成絲杠的（de）位置改變，從而返回參考點的**個（gè）零脈衝（chōng）的位置改變，改變的值應該是一個螺距的距離。

        2.與（yǔ）驅動相關的故障維修

        2.1 機床同時出現416、426報警

       機床采用FANUC 0GE係（xì）統控製，初的故障為機床CRT、伺服都不上電，經（jīng）查為係統提供電源的電源單元損壞，在更換了新的電源後，CRT顯示X、Z軸416、426號（位置（zhì）環連接錯誤）報警。此報警一般與線路連接故障、伺服放大器故障、PCB板等的損壞有（yǒu）關。因為2個軸同時出現報警，根（gēn）據經驗，初步判定伺服放大器及速度控製PCB板同時（shí）損壞的可能性不大，應（yīng）從外部線路查找故障原因。通過分析對PCB的控製原理圖，可以發現，伺服係（xì）統所（suǒ）需要的15V、24V、指示燈等的電壓都是是由伺服（fú）變（biàn）壓器18V的電壓提供的。伺服變壓器所提供的18V電壓，通過（guò）CN2接口提供給速度（dù）控製PCB板的工作所需。在查找外部線路後（hòu），發（fā）現是電源變壓器的進路保險損壞後造成18V未給出，從（cóng）而造成報警。

伺（sì）服控製原理圖

       2.2放大器過（guò）載報警

        機床（chuáng）采用日本東榮伺服放大（dà）器控製，故障現象（xiàng）為運轉準備（bèi）後，能夠實現伺服電機的鎖住，但在handle進給移動過程中，機（jī）床出現（xiàn）較大震動後，瞬間出現（xiàn）伺服偏差過大（dà）報警及伺服放大器AL18（負載過載）報警，機床停止。首先檢查了（le）伺服電機、伺服（fú）放（fàng）大器，但都（dōu）沒（méi）有問題，為此曾懷疑是NC係（xì）統或通訊線（xiàn）路有問題。但在MDI方式下監視到手動轉動（dòng）1圈絲（sī）杠的反饋脈衝數隻有50000pulse,而實際（jì）應該為100000pulse(10mm),為此（cǐ）用示波器檢（jiǎn）查了編碼（mǎ）器的反饋脈衝，在從NC板觀測輸入輸出回路的波形時發現B 相脈衝不完全，出現了部分丟失，為此更換了編碼器（qì），故障解決。此故障可從三環控製原理進行解釋，故障是由於位置反饋的脈衝丟（diū）失，致使NC係統需不斷增加脈衝數，從（cóng）而（ér）造成了電流值增加，從而出現伺服過載檢測報（bào）警。此故障（zhàng）加深了對伺服控製原理的理解也拓寬了分析（xī）解決（jué）故障的（de）思路。

        2.3 機床950#（短路）的（de）報警

       機床采（cǎi）用FANUC 0T 控製，在機床（chuáng）上電後顯示950#即（jí）保險斷的報警，檢查後是輸出回路保險短路，所以應是外部線路的（de）問題（tí），同時由於是（shì）一（yī）合閘便有，所以應著重查找（zhǎo）應用閉（bì）點的開（kāi）關線路。首先查找的是機床X、Y軸的超程保護開關線（xiàn）路，終（zhōng）查（chá）明故障是由於X 軸的超程保護開關的24V對地造成的。提出這個故障主要是（shì）說明對（duì）於故（gù）障查找應首先根據故障現象進行分析，有側（cè）重點（diǎn）的查找（zhǎo），特別是對於短路故障的查（chá）找，如果沒有目標的查找，將會造成（chéng）時間的浪費。

       2.4 機床9031（主軸受到束縛，無法按指令速度（dù）旋轉（zhuǎn））報（bào）警

       機床為臥式加工中心，采用FANUC 18iM控製，主軸轉速為8000轉，采用高低速控製（zhì），在低（dī）於3000轉/分（fèn）時，是低速（sù）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（zhàng）現象為機床在上電（diàn）後執行（háng）空運轉（zhuǎn）時出現了9031報警。

        在（zài）MDI方式（shì）下，如果輸入M19主軸定（dìng）向，會出現9031報警（jǐng），但如果輸用M03S**，則隻（zhī）有轉速在5000轉時（shí）才會出現（xiàn）9031報（bào）警。9031報警是指電機無法按指令速度（dù）旋轉，而是停止或以極低轉速旋轉，所以應該是定位有問題或者是主（zhǔ）軸功率不夠。由於機床已經正常運轉過，所（suǒ）以不會是（shì）參數設定、電機（jī）相序的問題。有可能為電機的反饋電（diàn）纜或動力線故障（主軸切換輸出時電（diàn）磁接觸器是否打開）故障。終查找為控製（zhì）高速運轉的交流接觸（chù）器的上口進電的動力線鬆動造成。

       2.5 SIEMENS伺服（fú）電源單元的報警

       在西門子611A的伺服電源模塊上有6個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身的故障還是外部的故障，所以（yǐ）首先（xiān）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（yuán）不（bú）報警，隻有第4軸回參考點時出現報警，所（suǒ）以排除了（le）電源單元的故障。查找後發（fā）現第4軸在回參考點的過程中，無法準確定位造成了電源報警。在將回參考點（diǎn）的速度降低後，故障消除。

        3、與PLC相關的故障

         3.1與輸入、輸出相關的故障

       機床（chuáng）由西門子S5的PLC 控製，且輸入、輸出部分采用ET200 來控製。故障的表現（xiàn）為（wéi），在機床（chuáng）運轉中輸出（chū）點Q72.0會（huì）出（chū）現突然掉電現象，同時PLC 的BF(bus fault)燈亮，ET200處出現IM fault 燈亮。

       首先查找外部（bù）線路問（wèn）題，由於ET200處（chù）出現IM fault 燈亮，所以首先查找了ET200處（chù）的I/O 模塊。在更換I/O模塊（kuài）時發現，連接線纜有部分破損現象，更換後IM fault 燈熄滅，但輸出點（diǎn）Q72.0仍然（rán）出（chū）現不固定的斷（duàn）電的故障。在進行PLC聯機測試時（shí）發現M11.5斷續（xù）出現斷電現象的原（yuán）因是K2100有斷電現象，而輸入（rù）點I33.0對應K2100，由於已經更換了輸入輸（shū）出模塊，所以（yǐ）隻能通（tōng）過變（biàn）更輸入點來進行解決（jué），在將輸入點（diǎn）改變後，故障消除。改變輸入點時，應注意此輸入點在其（qí）他功能模塊中的引（yǐn）用，應（yīng）全部變更。

        3.2 S5程（chéng）序的重新啟動

        在進行修改S5 的PLC程序後，一般隻需對原程序進行覆蓋，便可正常啟動PLC；但若是（shì）因為電（diàn）池沒（méi）電造成的PLC停止，在（zài）進行PLC的程序傳輸後，會出現無（wú）法啟動（dòng）PLC，這時需要選擇PLC菜（cài）單,點擊其下的PLC Start才能使（shǐ）PLC重新運（yùn）轉。

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

        機床為SIEMENS 840C係統控（kòng）製，係統（tǒng）上電後，進行自檢時出現43 PLC–CPU not ready for operation報警，查找PLC其顯示狀態正（zhèng）常（cháng），進行general reset中的PLC RESET後故（gù）障依舊。終查找故障原因是機床應用的手持（chí）單元中，有（yǒu）一個接口虛接造（zào）成（chéng），重新拔插後故障（zhàng）消除。