配置Fanuc 0i—mate MC數(shù)控機(jī)床伺服主電路設(shè)計(jì)研究

周文彬

摘要：配置FANUC0i- mate MC數(shù)控機(jī)床主要由CNC裝置、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)床本體組成，CNC系統(tǒng)插補(bǔ)指令通過(guò)FSSB光纜，傳送給伺服系統(tǒng)。CNC和伺服驅(qū)動(dòng)器都有智能檢測(cè)模塊，且有記憶功能，因此設(shè)計(jì)主電路時(shí)應(yīng)采用同一斷路器。

關(guān)鍵詞：FANUC0i-MC；MCC；伺服驅(qū)動(dòng)器

通常數(shù)控機(jī)床電氣裝置柜設(shè)計(jì)時(shí)，數(shù)控CNC裝置、驅(qū)動(dòng)單元、附屬裝置分別用不同斷路器來(lái)控制，但不盡合理，通過(guò)機(jī)床調(diào)試過(guò)程中故障排除進(jìn)行論證。

控制過(guò)程描述如下：CNC裝置啟動(dòng)后，松開(kāi)急停按鈕（SB3），中間繼電器KA0閉合，同時(shí)由于伺服裝置控制電源送入后，自檢無(wú)問(wèn)題，MCC接點(diǎn)將閉合，伺服主回路交流接觸器KM2線圈帶電，QF2閉合后，伺服動(dòng)力電源將接入。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)將運(yùn)行。

1.機(jī)床調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的現(xiàn)象

調(diào)試過(guò)程中，首先合上兩極開(kāi)關(guān)QF5（控制接觸電源），和單極開(kāi)關(guān)QF7（數(shù)控系統(tǒng)電源），啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的操作正常，并進(jìn)行機(jī)床的相關(guān)參數(shù)設(shè)定，直至無(wú)故障報(bào)警，然后松開(kāi)急停按鈕SB3，控制伺服強(qiáng)電接觸器KM2瞬間閉合，但系統(tǒng)出現(xiàn)#433報(bào)警，即伺服電源電壓過(guò)低，原因很明顯，由于伺服強(qiáng)電回路QF2開(kāi)關(guān)沒(méi)有合上。于是，拍下急停按鈕，并取消系統(tǒng)報(bào)警，合上QF2開(kāi)關(guān)，重復(fù)上述操作過(guò)程，進(jìn)給機(jī)構(gòu)正常工作。

問(wèn)題是在后續(xù)的調(diào)試過(guò)程中，重復(fù)上述操作時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)消除#433報(bào)警而無(wú)法消除現(xiàn)象，從而造成系統(tǒng)工作時(shí)而正常，時(shí)而不正常的現(xiàn)象，令人不得其解。即數(shù)控裝置有時(shí)能夠通過(guò)停電消除報(bào)警，造成判斷#433報(bào)警產(chǎn)生原因進(jìn)入誤區(qū)，不能從根本上消除報(bào)警信息。

2.現(xiàn)象分析

通過(guò)原理可知，出現(xiàn)這種現(xiàn)象，關(guān)鍵是查看KM2交流接觸器是否得電，即查看急停按鈕回路、系統(tǒng)啟動(dòng)回路、MCC接點(diǎn)是否正常，經(jīng)檢查急停回路沒(méi)問(wèn)題KA0閉合，系統(tǒng)啟動(dòng)回路無(wú)問(wèn)題中間繼電器接點(diǎn)閉合，但MCC接點(diǎn)始終斷開(kāi)，所以造成交流接觸器KM2回路不能得電。

MCC接點(diǎn)接入回路不導(dǎo)通，無(wú)非兩種情況，一方面，線路斷線或伺服驅(qū)動(dòng)器MCC接口不良；另一方面，伺服內(nèi)部MCC接點(diǎn)有問(wèn)題。

經(jīng)萬(wàn)用表查看，回路沒(méi)有斷線，MCC接口更換多次，仍未解決，說(shuō)明第一方面的問(wèn)題不存在。因此，主要問(wèn)題還是第二方面，伺服內(nèi)部決定MCC接口始終是斷開(kāi)，于是更換同一型號(hào)的伺服驅(qū)動(dòng)器，重復(fù)上述操作，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象仍然依舊。

為查找MCC接點(diǎn)不閉合的原因，我們調(diào)出系統(tǒng)PMC梯形圖，其系統(tǒng)梯形圖（圖2所示）。其中，F(xiàn)0.6（伺服 OK）、F1.7（系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒）、F45.0（串行主軸故障）、G70.7為MCC狀態(tài)顯示地址，

通過(guò)梯形圖我們發(fā)現(xiàn)，G70.7始終為0的主要原因，F(xiàn)0.6沒(méi)有閉合，即伺服OK信號(hào)沒(méi)有，說(shuō)明伺服驅(qū)動(dòng)器自檢有問(wèn)題，伺服內(nèi)部接點(diǎn)沒(méi)有閉合，且在系統(tǒng)中出現(xiàn)#433報(bào)警。故障發(fā)生在伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部。實(shí)際上伺服驅(qū)動(dòng)器并沒(méi)有故障MCC應(yīng)閉合，#433報(bào)警產(chǎn)生的原因是清楚的，即伺服強(qiáng)電回路KM2 沒(méi)有閉合，而KM2 要閉合的前提是系統(tǒng)取消#433報(bào)警。我們只要消除#433報(bào)警，問(wèn)題就能得到解決。

由數(shù)控原理可知，F(xiàn)地址是NC裝置送給PMC的，由于存在認(rèn)識(shí)的誤區(qū)，我們始終認(rèn)為此報(bào)警的產(chǎn)生是由于CNC裝置產(chǎn)生，所以，始終沒(méi)有斷開(kāi)伺服系統(tǒng)的控制電源，造成#433報(bào)警信息無(wú)法保證從根本上消除。

由此看出，信號(hào)F0.6并不是NC裝置自身產(chǎn)生的，由于伺服驅(qū)動(dòng)器與數(shù)控系統(tǒng)之間是通過(guò)光纜FSSB進(jìn)行信息交流，當(dāng)伺服產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)后，通過(guò)FSSB傳送給系統(tǒng)，從而控制F0.6的信號(hào)狀態(tài)。即#433報(bào)警是在伺服內(nèi)部而不是NC內(nèi)部產(chǎn)生的，當(dāng)出現(xiàn)上述情況時(shí)，我們首先斷開(kāi)伺服控制電源，報(bào)警信號(hào)就能消除，問(wèn)題將得到解決。

3.試驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)分析，我們進(jìn)行如下判斷：伺服電壓過(guò)低報(bào)警的故障信號(hào)，是在伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部發(fā)生，并通過(guò)FSSB光纜，送給系統(tǒng)，如果伺服控制電源不斷電，這一信號(hào)始終被記憶，并且系統(tǒng)無(wú)法消除，從而造成MCC接點(diǎn)無(wú)法閉合，伺服強(qiáng)電控制接觸器KM2無(wú)法閉合，進(jìn)給機(jī)構(gòu)不能正常工作。我們從以下兩個(gè)試驗(yàn)驗(yàn)證：

（1）合上總電源，同時(shí)合上電氣裝置柜所有分支開(kāi)關(guān)，重復(fù)上述操作，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)正常工作。

（2）合上總電源開(kāi)關(guān)后，合上數(shù)控系統(tǒng)控制電源開(kāi)關(guān)QF5和QF7 ，松開(kāi)急停按鈕，產(chǎn)生#433報(bào)警后，斷開(kāi)QF5和QF7，然后依次合上QF1～QF7空氣開(kāi)關(guān)，報(bào)警信息#433消除，進(jìn)行進(jìn)給機(jī)構(gòu)功能操作，正常工作，反復(fù)試驗(yàn)數(shù)次，所得結(jié)果均正常。

4.結(jié)論

根據(jù)上述分析和試驗(yàn)我們得出如下結(jié)論：

（1）配置Fanuc 0i-mateMC數(shù)控系統(tǒng)，伺服驅(qū)動(dòng)裝置為βiSV20的數(shù)控機(jī)床，伺服#433報(bào)警信息是在伺服驅(qū)動(dòng)器，而不是在CNC裝置，消除此報(bào)警必須對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的控制電源斷電。

（2）為避免此報(bào)警給機(jī)床操作者和維護(hù)者帶來(lái)不必要的麻煩，建議數(shù)控機(jī)床電氣裝置伺服強(qiáng)電回路和控制電源回路，采用一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，即QF3與QF5合并一個(gè)空氣開(kāi)關(guān)，就可以避免上述現(xiàn)象發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

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