德國MAG 數(shù)控立加FTV1050/1800 故障處理

蔡 進(jìn)，陳志江，王 乾，荊黎杰

（中車戚墅堰機(jī)車車輛工業(yè)研究所有限公司，江蘇常州 213011）

0 引言

公司有一臺(tái)德國MAG 數(shù)控立式加工中心FTV1050/1800，這臺(tái)機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)采用的是日本的FANUC Series 18i-MB，U 軸、Y 軸和Z 三軸的電機(jī)都是FANUC 伺服電機(jī)，但是傳動(dòng)方式各不相同，U 軸即伺服電機(jī)軸上安裝鏈輪帶動(dòng)鏈條，鏈條上均勻分布著36 把刀套。Y 軸由伺服電機(jī)通過同步齒形帶傳動(dòng)滾珠絲杠在線性導(dǎo)軌上移動(dòng)。Z 軸由伺服電機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)直接帶動(dòng)滾珠絲杠在線性導(dǎo)軌上移動(dòng)。

1 案例1 故障現(xiàn)象

機(jī)床在使用的過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電池?zé)o電，設(shè)備異常關(guān)機(jī)，電路板接觸不良等各種情況，導(dǎo)致系統(tǒng)故障出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題，首當(dāng)其沖就是機(jī)床換刀位置的丟失，從而需要重新調(diào)整。機(jī)床換刀位置調(diào)整是比較繁瑣的問題，他的位置是由U 軸、Y 軸和Z 三軸的位置共同決定的，而且還要涉及主軸的定向。

2 調(diào)整方法

下面就是介紹一下?lián)Q刀位置（對FTV 系列機(jī)型）如何調(diào)整。

（1）在正常操作下，手動(dòng)方式轉(zhuǎn)動(dòng)刀鏈，直至U 軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)完一圈為止，這樣就可以設(shè)置電動(dòng)機(jī)內(nèi)部電網(wǎng)。

（2）將系統(tǒng)參數(shù)1815 U 軸第4 位設(shè)置由1 改為0。

（3）關(guān)閉機(jī)床電源，然后接通電源，重新引導(dǎo)CNC 系統(tǒng)。

（4）機(jī)床設(shè)置JOG 模式，點(diǎn)動(dòng)通過兩個(gè)刀套位置。

（5）設(shè)置機(jī)床時(shí)，應(yīng)該在機(jī)床調(diào)試使能的情況下，進(jìn)入辛辛那提界面（圖1），通過按ALTER CALC（更改計(jì)數(shù)器）硬件進(jìn)行。

（6）同時(shí)在顯示屏屏幕的右上角出現(xiàn)“MACHINE SETTING ENABLED”并且一直在閃爍（圖2）。

（7）機(jī)床在手輪的模式下，按（A/B）鍵可以切換到U 軸，然后通過手輪可以轉(zhuǎn)動(dòng)刀鏈。

圖1 辛辛那提界面設(shè)定畫面

圖2 機(jī)床調(diào)試使能畫面

（8）通過刀具的三件套對機(jī)床換刀點(diǎn)的位置重新進(jìn)行調(diào)整，操作手輪移動(dòng)U 軸、Y 軸和Z 軸，從而確定換刀點(diǎn)位置。

（9）U 軸、Y 軸和Z 軸位置確定好后，U 軸按SET 輸入，機(jī)床立馬會(huì)出現(xiàn)（機(jī)床需重啟）報(bào)警。

（10）執(zhí)行機(jī)床關(guān)機(jī)重啟，參數(shù)1815 U 軸第四位會(huì)由0 變?yōu)?。進(jìn)入辛辛那提界面，通過SET 鍵輸入Y 軸和Z 軸的位置。

（11）主軸定位位置修改：輸入程序M19（主軸定位）指令。通過手輪將Y 軸移動(dòng)到換刀位，確定卡槽位置是否能夠剛好嵌入刀套中。通過修改參數(shù)4077 的大小值來改主軸定位位置。

（12）完成機(jī)床換刀位置的調(diào)整。

3 案例2 故障現(xiàn)象

機(jī)床在使用的過程中，隨機(jī)出現(xiàn)一組奇怪的報(bào)警號1003（主軸驅(qū)動(dòng)報(bào)警）、1008（主軸減速超時(shí)）、9037（SPN 1：速度檢測參數(shù)錯(cuò)誤）（圖3），機(jī)床每次重新上電可以恢復(fù)正常使用。

4 故障分析及處理

根據(jù)報(bào)警信息的提示，檢查主軸的參數(shù)設(shè)置，主軸是由FANUC 伺服電機(jī)通過同步齒形帶進(jìn)行傳動(dòng)，主軸和電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速都是設(shè)定為6000 r/min，主軸的比例增益和積分增益均為10，主軸在旋轉(zhuǎn)的過程中負(fù)載維持在60%左右，根據(jù)另外1臺(tái)相同機(jī)床的正常使用情況，說明這些參數(shù)設(shè)置和加工負(fù)載都是正常的。

維修機(jī)床時(shí)，遇見這樣的問題是最頭痛的，開始都是歸類為偶發(fā)故障，大概是線路干擾或系統(tǒng)不穩(wěn)定而導(dǎo)致的，無法查出具體的原因，操作人員帶著抱怨繼續(xù)加工。這樣的問題困擾著我們有三個(gè)月的時(shí)間，近三個(gè)月報(bào)警發(fā)生過10 次。第一個(gè)月出現(xiàn)2次，第二個(gè)出現(xiàn)3 次，第三個(gè)月出現(xiàn)5 次?，F(xiàn)在這個(gè)故障有遞增的趨勢，多年的維修經(jīng)驗(yàn)告訴我們應(yīng)該是某個(gè)元器件壽命到了。

我們認(rèn)真的分析圖紙，探討著問題，做了一些嘗試，更換主軸伺服模塊，電源模塊和門鎖安全2 限位開關(guān)，但是都沒有出現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移，感覺那個(gè)東西躲在某個(gè)角落“嘲笑”著我們。接著又出現(xiàn)奇怪的事情，原來的報(bào)警消失了，取而代之是一組新的報(bào)警號1005（主軸定向位置錯(cuò)誤）、1006（主軸定位超時(shí)）（圖4），但是主軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)并沒有執(zhí)行主軸定向的命令。后來又出現(xiàn)了一組報(bào)警號1068（驅(qū)動(dòng)上電）、1082（機(jī)床斷電）、1083（區(qū)域棒開關(guān)故障）、1073（中心滑動(dòng)防護(hù)桿打開）、500（軸正方向超程）（圖5）。

圖3 開始報(bào)警畫面

圖4 中間報(bào)警畫面

機(jī)床又給我們帶來了很多的信息，雖然不知道怎么發(fā)生的，卻越來越接近真相。我們有了一個(gè)大膽的猜測，機(jī)床對自身的安全檢測沒有通過，導(dǎo)致故障的隨機(jī)發(fā)生，也導(dǎo)致報(bào)警信息的隨機(jī)出現(xiàn)。該機(jī)床的安全模塊比較的多，接線也比較復(fù)雜（圖6），機(jī)床在運(yùn)行的時(shí)候，重點(diǎn)關(guān)注這些模塊，有了一個(gè)可喜的發(fā)現(xiàn)，在機(jī)床運(yùn)行的過程中，ESR3 安全模塊有兩組通道，但是有一組通道卻不亮，機(jī)床重新上電該組通道重新亮起來，意味著機(jī)床在運(yùn)行中的安全檢測存在著漏洞，重新上電可以恢復(fù)。我們及時(shí)更換模塊ESR3（圖7），機(jī)床恢復(fù)正常，運(yùn)行一個(gè)月沒有出現(xiàn)一次報(bào)警，機(jī)床的問題找到。

圖5 后來報(bào)警畫面

圖6 安全模塊狀態(tài)

圖7 ESR3 安全模塊

5 結(jié)束語

進(jìn)口設(shè)備的維修困難重重，首先進(jìn)口設(shè)備技術(shù)保密，導(dǎo)致有效的資料有限，其次外國和本國設(shè)計(jì)人員的邏輯思維不一樣，所以在消化吸收進(jìn)口設(shè)備的資料，需要維修人員付出更多的心血，同時(shí)在維修過程中不斷的積累和總結(jié)，才能提高維修進(jìn)口設(shè)備的能力。