數控機床故障維修實例(優秀論文)

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數控機床故障維修實例

天津一汽夏利汽車股份有限公司內燃機制造分公司   楊琦

本文為2009第八屆全國數控裝備使用,維修與改造經驗交流會優秀論文

摘要：文中簡述了關于數控機床故障的幾個維修實例，如無法及時購到同型器件時的替代維修方法及與伺服、PLC相關的幾個故障維修實例。

# ^" H, s# C! H/ [, D一、部件的替代維修
1.1絲杠損壞后的替代修復
* Z( Z# l1 t% l: }, F$ B( i& A采用FANUC 0G系統控制的進口曲軸連桿軸頸磨床，在加工過程中出現了411報警，發現絲杠運行中有異響。拆下絲杠后發現絲杠母中的滾珠已經損壞，需要更換絲杠。但因無法馬上購到同樣參數的絲杠，為保證生產，決定用不同參數的絲杠進行臨時替代。替代方案是：用螺距為10mm的絲杠替代導程為6mm絲杠，且絲杠的旋向由原來的左旋改為了現在的右旋。為保證替代可以進行，需要對參數進行修正。但由于機床的原參數 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替代成功，需根據DMR,CMR,GRD的關系，對參數進行修正。
對于原來導程為6mm的絲杠，根據參數P100=2，可知其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。而對于10mm的絲杠，根據DMR為4，只能選擇2500線的編碼器，且需將P4改變為01111001。
同時根據：計數單元=最小移動單位/CMR；計數單元=一轉檢測的移動量/(編碼器的檢測脈沖*DMR)
可以計算出原機床的計數單元=6000/（3000*4）=1/2，即最小移動單位為0.5。在選擇10mm的絲杠后，根據最小移動單位為0.5，計數單元=10000/（2500*4）=0.5/CMR，所以CMR=0.5則參數 p100=1。然后將參數p8122=-111,轉變為 111后，完成了將旋向由左旋改為了右旋的控制，再將P8123=12000變為10000后完后了替代維修。
1.2用α系列放大器對C系列伺服放大器的替代
* I1 \4 P4 P) c3 E. n& I機床滑臺的進給用FANUC power mate D控制，伺服放大器原為C系列A06B-6090-H006，在其損壞后，用α系列放大器A06B-6859-H104進行了替代。替代時，首先是接線的不同，在C系列放大器上要接入主電源200V、急停控制100A、100B，地線G共6顆線；而對于α系列放大器，要接入主電源200V，沒有接100A、100B，而是將CX4插頭的2-3進行短接來完成急停控制，然后將撥碼開關SA1的1、2、3端設定在ON，撥碼4設定在OFF后完成了替代維修。
0 H. y) z. j# ]1.3完成回參考點的動作
對于有固定擋塊回參考點的控制原理為，系統在接收到減速信號后，找到第一個一轉零脈沖或第一個柵格點，即確認為參考點位置。   
/ k$ u: G) Q1 f9 k4 m9 @% F9 v故障1：發生故障的機床采用的是巴魯夫帶接插頭的接近開關來控制完成回參考點的動作，但由于接插線路出現斷路，回參考點的動作無法完成，為完成機床調整的相關步驟，當時借用了臨近的相同接近開關的接插線路，通過拔、插動作模擬完成了回參考點的過程。
4 u( y; N4 h/ v+ {# j故障2：磨床修整器的伺服電機經皮帶連接帶動絲杠轉動，在修整過程中發現位置偏差，分析應是參考點位置發生變化造成。查找后發現皮帶松動，在通過改變中心距離的方法緊固皮帶后，進行了返回參考點的動作，但修整位置仍然不對，在改變了坐標系的偏移量后，位置正確。故障應是由于電機位置改變造成絲杠的位置改變，從而返回參考點的第一個零脈沖的位置改變，改變的值應該是一個螺距的距離。
2.與驅動相關的故障維修
3 q4 p  x/ n4 ], p) Z2.1 機床同時出現416、426報警
機床采用FANUC 0GE系統控制，最初的故障為機床CRT、伺服都不上電，經查為系統提供電源的電源單元損壞，在更換了新的電源后，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接故障、伺服放大器故障、PCB板等的損壞有關。因為2個軸同時出現報警，根據經驗，初步判定伺服放大器及速度控制PCB板同時損壞的可能性不大，應從外部線路查找故障原因。通過分析對PCB的控制原理圖，可以發現，伺服系統所需要的15V、24V、指示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電壓，通過CN2接口提供給速度控制PCB板的工作所需。在查找外部線路后，發現是電源變壓器的進路保險損壞后造成18V未給出，從而造成報警。

2.2放大器過載報警

機床采用日本東榮伺服放大器控制，故障現象為運轉準備后，能夠實現伺服電機的鎖住，但在handle進給移動過程中，機床出現較大震動后，瞬間出現伺服偏差過大報警及伺服放大器AL18（負載過載）報警，機床停止。首先檢查了伺服電機、伺服放大器，但都沒有問題，為此曾懷疑是NC系統或通訊線路有問題。但在MDI方式下監視到手動轉動1圈絲杠的反饋脈沖數只有50000pulse,而實際應該為100000pulse( 10mm),為此用示波器檢查了編碼器的反饋脈沖，在從NC板觀測輸入輸出回路的波形時發現B 相脈沖不完全，出現了部分丟失，為此更換了編碼器，故障解決。此故障可從三環控制原理進行解釋，故障是由于位置反饋的脈沖丟失，致使NC系統需不斷增加脈沖數，從而造成了電流值增加，從而出現伺服過載檢測報警。此故障加深了對伺服控制原理的理解也拓寬了分析解決故障的思路。

2.3 機床950#（短路）的報警
機床采用FANUC 0T 控制，在機床上電后顯示950#即保險斷的報警，檢查后是輸出回路保險短路，所以應是外部線路的問題，同時由于是一合閘便有，所以應著重查找應用閉點的開關線路。首先查找的是機床X、Y軸的超程保護開關線路，最終查明故障是由于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說明對于故障查找應首先根據故障現象進行分析，有側重點的查找，特別是對于短路故障的查找，如果沒有目標的查找，將會造成時間的浪費。
2.4 機床9031（主軸受到束縛，無法按指令速度旋轉）報警
機床為臥式加工中心，采用FANUC 18iM控制，主軸最高轉速為8000轉，采用高低速控制，在低于3000轉/分時，是低速控制交流接觸器吸合，高于3000轉時高速交流接觸器控制吸合。故障現象為機床在上電后執行空運轉時出現了9031報警。
& ^6 r; R: k5 e' N在MDI方式下，如果輸入M19主軸定向，會出現9031報警，但如果輸用M03S**，則只有轉速在5000轉時才會出現9031報警。9031報警是指電機無法按指令速度旋轉，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軸功率不夠。由于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障（主軸切換輸出時電磁接觸器是否打開）故障。最終查找為控制高速運轉的交流接觸器的上口進電的動力線松動造成。
7 t1 A- r: m. {! X; q$ u2.5 SIEMENS伺服電源單元的報警
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。
1：+/-15v電源供給錯誤
2：5v電源供給錯誤
3：未準備好
9 w0 E' Y! t* b1 a$ g8 O4 a 4：電源準備好（DC link charged）
# @3 a8 E# G4 E; y* P 5：供給錯誤
6：直流過電壓DC link over voltage
! b; Y0 x2 v* U3 Z9 l2 F  x: K( i6 G故障現象為，機床在上電后，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，所以首先進行了單軸運動。其他3個軸在進行回參考點的運動時，電源不報警，只有第4軸回參考點時出現報警，所以排除了電源單元的故障。查找后發現第4軸在回參考點的過程中，無法準確定位造成了電源報警。在將回參考點的速度降低后，故障消除。
( Q/ |/ W# N. k
3、與PLC相關的故障
2 v$ Y, t, O5 y. Z2 j3.1與輸入、輸出相關的故障
0 R/ Z! B( _6 j: `% c! M7 q& D    機床由西門子S5的PLC 控制，且輸入、輸出部分采用ET200 來控制。故障的表現為，在機床運轉中輸出點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。首先查找外部線路問題，由于ET200處出現IM fault 燈亮，所以首先查找了ET200處的I/O 模塊。在更換I/O模塊時發現，連接線纜有部分破損現象，更換后IM fault 燈熄滅，但輸出點Q72.0仍然出現不固定的斷電的故障。在進行PLC聯機測試時發現M11.5斷續出現斷電現象的原因是K2100有斷電現象，而輸入點I33.0對應K2100，由于已經更換了輸入輸出模塊，所以只能通過變更輸入點來進行解決，在將輸入點改變后，故障消除。改變輸入點時，應注意此輸入點在其他功能模塊中的引用，應全部變更。
3.2 S5程序的重新啟動
# S' e! \2 y1 n, O在進行修改S5 的PLC程序后，一般只需對原程序進行覆蓋，便可正常啟動PLC；但若是因為電池沒電造成的PLC停止，在進行PLC的程序傳輸后，會出現無法啟動PLC，這時需要選擇PLC菜單,點擊其下的PLC Start才能使PLC重新運轉。
3.3 SIEMENS 840C 系統上電后出現 43 PLC–CPU not ready for operation報警
機床為SIEMENS 840C系統控制，系統上電后，進行自檢時出現43 PLC–CPU not ready for operation報警，查找PLC其顯示狀態正常，進行general reset中的PLC RESET后故障依舊。最終查找故障原因是機床應用的手持單元中，有一個接口虛接造成，重新拔插后故障消除。
* U  ?. Y( |5 n- K8 a  ^(轉載)

甌江小杰

這個也叫優秀論文啊。
, T" [5 I, Y: O# Y' M  汗 難怪中國機械行業難發展。

wendellz

論文？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？

cymchen

經驗很重要.其它文章可上
http://blog.sina.com.cn/cymchen46

ZDH2011

好麻煩的描述哦，看不懂的東西

學徒小弟

您好：我想問下我廠FANUC系統16型的車床出現如下報警請問如何解決：
6 D' M) a8 K' V. u1001   MAIN  SPINDLE SPEED  DETECTION   主軸的切削復合過大，和704報警。   
& B4 F$ M4 D  M* q0 c- r( @有時開機也會出現401報警。        不知您能否給個指引 說說是哪里的問題啊！

gaojian2008

還是有不少的經驗的！

s65802492

還是有不少的經驗的！

ι祂叫jün、

看得一懂半懂。。。實踐最重要··

騎著龍看海

不大懂，沒有涉及這個方面的。