數(shù)控加工中心維修實例

黃勇軍

作者通聯(lián)：廣州日立冷機有限公司 廣東從化市鰲頭鎮(zhèn)510935

E-mail：huang-yj@126.com

1.編碼器故障

（1）常州機床總廠生產(chǎn)的TH5660數(shù)控立式加工中心采用FANUC 0M數(shù)控系統(tǒng)。加工中出現(xiàn)“409 SPINDLE ALARM”，主軸伺服放大器同時顯示故障代碼“31”。

查閱FANUC伺服維修說明書，為內(nèi)置編碼器故障。拆開主軸伺服電機后蓋內(nèi)的風(fēng)扇，可見一個速度檢測編碼器及與電機轉(zhuǎn)子相連的齒輪盤。拆檢編碼器，感應(yīng)面有發(fā)黑的痕跡，更換編碼器后設(shè)備工作正常。更換安裝時注意編碼器與齒輪盤的距離（距離要求較嚴格），可用A4紙兩層的厚度來控制間距（圖1），夾住紙后鎖緊編碼器的兩顆固定螺釘即可。

（2）同為TH5660加工中心，在主軸旋轉(zhuǎn)、主軸定位時均出現(xiàn)“409 SPINDLE ALARM”的同時主軸伺服放大器顯示故障代碼“27”。

圖1 編碼器安裝間距示意圖

查閱FANUC伺服維修說明書，為外置編碼器故障。該外置編碼器用于檢測主軸定位角度。檢查發(fā)現(xiàn)編碼器與主軸相連的同步皮帶已很松弛，調(diào)整皮帶后故障仍不能排除。檢查編碼器導(dǎo)線引出口，發(fā)現(xiàn)密封件已脫落，懷疑編碼器進水，拆下編碼器用低壓氣吹干內(nèi)部的積水，重新安裝并用玻璃膠密封好導(dǎo)線引出口，試執(zhí)行M03、M04正常，說明設(shè)備故障已基本排除，執(zhí)行M19調(diào)整好主軸定位角度，設(shè)備恢復(fù)正常工作。

2.伺服及電路故障

（1）臺灣永進YCM-105A立式加工中心采用FANUC 0M數(shù)控系統(tǒng)。在自動加工中突然出現(xiàn)“414 SERVO ALARM：X DETEC ERROR”，關(guān)機后再開機，報警消除，一移動X軸又出現(xiàn)414報警。

檢查發(fā)現(xiàn)當產(chǎn)生414報警時，伺服放大器顯示故障代碼“8”。依據(jù)FANUC 0M系統(tǒng)維修手冊查診斷號720號：按［SYS/DGN］→［診斷］→鍵盤輸入№720→［INPUT］，查得DGN720.4=1，為過電流報警。過電流產(chǎn)生的可能原因為伺服放大器、伺服電機、放大器與電機聯(lián)接電纜故障、機械卡死等。根據(jù)機床使用情況（濕式加工，伺服電機插頭易進水、電纜易老化），檢查伺服電機側(cè)，發(fā)現(xiàn)伺服電機的三條動力線與蓋板接觸部分已露出銅線，并且能看到明顯的放電痕跡。拆下動力線重新包扎后開機，移動X軸，414號報警還是出現(xiàn)。用相同型號的伺服放大器更換后，設(shè)備工作正常。此次故障是由于伺服電機動力線絕緣損壞對地產(chǎn)生短路，并導(dǎo)致伺服放大器損壞。

（2）常州機床總廠生產(chǎn)的TH5660數(shù)控立式加工中心采用FANUC 0M數(shù)控系統(tǒng)。Z軸移動時，負載率達160%，出現(xiàn)“434 SERVO ALARM：Z DETEC ERROR”（Z軸檢測錯誤）。Z軸不移動負載有時都有100%，Z軸移動停止后，明顯感覺伺服電機還有動作（負載率變化），但坐標值不變，伺服電機明顯有發(fā)熱現(xiàn)象。

由于Z軸能移動，基本可以排除機械卡死的可能。查機床電路圖可知，Z軸設(shè)置有剎車裝置，懷疑剎車裝置沒有動作。測量剎車裝置用DC 90V電源，發(fā)現(xiàn)整流器無電壓輸出，而輸入電壓AC 220V正常，可判斷為整流器損壞，更換整流器后，Z軸工作正常。

3.電池?zé)o電造成的編碼器記憶原點丟失故障

（1）日本三井精機HU63A數(shù)控臥式加工中心采用FANUC 18i數(shù)控系統(tǒng)。在一段長假后，開機產(chǎn)生“300 B軸原點復(fù)歸請求”及“B軸APC（絕對脈沖編碼器）電池電壓低”報警。

該機床的B軸帶絕對脈沖編碼器，原點位置依靠電池保持，只要電池電壓正常，原點位置被系統(tǒng)記憶，開機無須做原點復(fù)歸。在系統(tǒng)通電情況下，將電池BR-CCF2TH 6V拆下（如無相同的電池，可用市購堿性電池LR20四顆串聯(lián)成6V電池組代替），先將B軸轉(zhuǎn)動到大約在機械原點的位置，按［OFFSET/SETTING］→找到并修改PWE由→0→1，然后修改參數(shù)按［SYSTEM］→［參數(shù)］→1815→［№ SEARCH］，修改第四軸1815.5（參數(shù)1815分別對應(yīng)X、Y、Z及第4軸的原點設(shè)定）由1→0，其次修改1815.4由1→0→1（系統(tǒng)出現(xiàn)000報警——要求關(guān)斷電源），再修改1815.5由0→1，最后關(guān)閉系統(tǒng)及設(shè)備電源，開機作原點復(fù)歸，如B軸原點不準確，上述步驟可重復(fù)多次直至調(diào)好B軸原點為止。

（2）臺灣永進YCM-105A加工中心采用FANUC 0M數(shù)控系統(tǒng)。開機后出現(xiàn)“300 X軸原點復(fù)歸要求”報警，同時顯示屏顯示“BAT”字符。

檢查編碼器電池（通電情況下），發(fā)現(xiàn)電池正負極已生銹，更換電池，將X軸用手輪搖至機械原點（機床在機械原點處設(shè)有▼標記），修改參數(shù)22.0（參數(shù)22.0～22.2分別對應(yīng)X、Y及Z軸機械原點設(shè)定）由1→0→1，系統(tǒng)出現(xiàn)“000”報警后，關(guān)機再開機作原點復(fù)歸即可。

4.檢測開關(guān)故障

（1）日本三井精機HU63A數(shù)控臥式加工中心采用FANUC 18i數(shù)控系統(tǒng)。在自動換刀過程中，換刀手臂（ARM）從刀庫刀杯中拔出少許后停止動作，出現(xiàn)ATC（自動刀具交換）超時報警。

查看梯形圖，分析換刀手臂從刀杯拔出刀具的正常過程：刀具有/無檢測開關(guān)（SQ-A156，有刀時為1，燈指示為綠；無刀時為0，燈指示為紅）。若有刀，執(zhí)行M100（刀具拔出）后X75.4必須改變狀態(tài)（即由1→0）才能執(zhí)行下步動作M83（ATC到待機位）。

為確保安全，手動取下刀具后，檢查接近開關(guān)SQ-A156，用鐵質(zhì)工具試驗該開關(guān)，其狀態(tài)指示燈有變化（紅/綠），但系統(tǒng)檢測狀態(tài)不變（即X75.4不能由1→0），拆下該開關(guān)發(fā)現(xiàn)檢測表面積有較厚的油泥，擦拭干凈后再試驗，狀態(tài)指示燈及檢測信號X75.4同步變化，說明開關(guān)已恢復(fù)正常。重新安裝好檢測開關(guān)，執(zhí)行ATC各指令，正常。

5.機械故障

（1）日本三井精機HU63A數(shù)控臥式加工中心采用FANUC 31i數(shù)控系統(tǒng)。在自動加工中主軸突然停止轉(zhuǎn)動且無任何報警。

在MDI方式下輸入“S500 M03；”，主軸轉(zhuǎn)動正常，再輸入“S600”主軸變速油缸動作，但主軸不旋轉(zhuǎn)。檢查主軸高速確認信號X10.5=1，說明油缸動作已到位，應(yīng)該是變速離合器出了問題。拆開主軸后發(fā)現(xiàn)離合器內(nèi)的一顆銷釘已脫落，導(dǎo)致變速不能完成，原裝配的銷釘比新銷釘直徑小0.01mm是此次故障的直接原因。更換銷釘后，故障排除。

（2）日本三井精機H5C數(shù)控臥式加工中心采用FANUC 6MB數(shù)控系統(tǒng)。加工中B軸轉(zhuǎn)動時聲音異常，并產(chǎn)生443報警。

用手搖脈沖使B軸旋轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)B軸時轉(zhuǎn)時不轉(zhuǎn)，不轉(zhuǎn)時能聽見B軸伺服電機在轉(zhuǎn)動，之后就會產(chǎn)生443、440等報警，拆開伺服電機減速箱側(cè)蓋和B軸側(cè)蓋，用手搖脈沖發(fā)生器邊操作邊觀察，發(fā)現(xiàn)給定旋轉(zhuǎn)指令時B軸多數(shù)情況下不轉(zhuǎn)動，此時伺服電機在不停地轉(zhuǎn)動。查說明書，發(fā)現(xiàn)B軸為全閉環(huán)控制，開始懷疑B軸的聯(lián)軸器出了問題，使得實際位置無法達到給定要求的位置，所以電機在不停地轉(zhuǎn)，超時后出現(xiàn)443報警。拆開減速箱，用手試著轉(zhuǎn)動聯(lián)軸器，很容易轉(zhuǎn)動，原來聯(lián)軸器已松動。松開背緊螺絲后，鎖緊聯(lián)軸器，再裝好背緊裝置，用手轉(zhuǎn)動聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動B軸，非常輕松，說明B軸沒問題，裝好伺服電機及聯(lián)軸器，通電開機，原點復(fù)歸后手動旋轉(zhuǎn)B軸，機床恢復(fù)正常。

（3）日本三井精機HU63A數(shù)控加工中心采用FANUC 18i數(shù)控系統(tǒng)。使用一年左右，Z軸突然出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，該機床為半閉環(huán)控制系統(tǒng)，機床并未產(chǎn)生報警。

依據(jù)常理，首先檢查與位置環(huán)相關(guān)的參數(shù)（№ 1851）是否發(fā)生變化或被人為改變，核對參數(shù)與原始記錄相同，將該參數(shù)在原始設(shè)置的基礎(chǔ)上往正負方向各調(diào)整了幾次，Z軸爬行現(xiàn)象沒有改善，排除參數(shù)的原因，再用互換法排除了伺服放大器的因素。通過以上檢查基本可以確定爬行是機械方面的故障。經(jīng)檢查，最終發(fā)現(xiàn)Z軸絲桿與立柱聯(lián)接處螺母副的四顆內(nèi)六角螺釘（圖2）已全部松動。鎖緊螺釘后再運行Z軸，爬行消除。

圖2 Z軸絲杠與立柱聯(lián)接示意圖