北京慧博時代科技有限公司 | 技術中心

　　數控機床是當代高新技術機、電、光、氣一體化的結晶，電氣復雜，管路交叉林立，故障現象也是千奇百怪，各不相同。如何能迅速找出故障、隱患，并及時排除?這是數控機床維修人員所面臨的最現實、最直接的問題。

　　在這里，我們將以最常碰到FANUC 0i系統維修故障為例，學習使用FANUC 0i數控系統提供的豐富的維修功能進行故障排除的方法。為方便起見，把由機床廠家根據不同的機床結構所可以預見的異常情況匯總后，由機床廠家自己編寫錯誤代碼和報警信息，這類故障稱為外圍報警(這是相對于數控系統而言)。也就是說不同結構類型的機床就會有不同的外部故障的錯誤代碼和報警信息。而由數控系統生產廠家根據數控系統部件所能預見的異常情況匯總后，所編寫的錯誤代碼和報警信息，這類故障稱為系統報警(數控系統故障)。數控系統故障的錯誤代碼和報警信息不會因不同結構類型的機床而改變，不同型號的數控系統的系統報警可能會有所不同。系統報警是數控系統生產廠家在數控系統傳遞到機床廠家之前就編寫好的，是固定不變的，機床廠家沒法對其進行編輯和增刪。

　　在一般情況下，外圍故障的發生機率較系統故障的機率要高。不同結構類型的機床就會有不同的外圍故障，而若要能夠做到對外圍故障做出快速準確的定位和排除，就必須對你所要維修的機床的機械結構、電氣原理、數控系統、各個機床動作、操作方法有一個全面的認識。若在機床正常的時候，對機床的每一個動作進行仔細的觀察，便能夠在機床異常(也就是說機床動作不能正常進行)時，根據平時觀察所得與之對比，從而做到對故障的快速診斷與排除。與此同時，高效地使用FANUC 0i系統提供的豐富的維修功能，包括PMC梯形圖實時監控、1/O接口的狀態檢查與跟蹤、診斷功能也是做到對故障的快速診斷與排除的一個關鍵因素。

　　以下，是一個發生在一臺臥式加工中心的外圍故障。通過這個故障，從中學習如何使用FANUC 0i系統提供的豐富的維修功能對一般外圍故障進行快速診斷與排除。

　　一、外圍報警—“1010空氣壓力異常”報警。

　　一臺臥式加工中心出現“1010空氣壓力異常”報警后，向操作人員詳細了解發生報警的情況。據操作人員講述，當時機床在自動運行狀態下進行加工生產，突然出現了此報警，機床亦同時停止了動作。查閱相關的機床維修手冊，機床維修手冊中所描述的“1010空氣壓力異常”報警發生的原因是進入機床的壓縮空氣壓力未能達到機床的要求(壓縮空氣壓力不得低于0.4MPa),對策是保證供給的機床壓縮空氣壓力不得低于0.4MPa。

　　據操作人員講，在進行開機前設備檢查時，發現進入機床的壓縮空氣壓力過高，達到了0.8MPa，超出了0.4-0.6MPa的機床允許范圍，所以就調整了壓縮空氣壓力，使其壓力在機床允許的范圍之內，然后進行自動運行加工，l0分鐘以后便出現了“1010空氣壓力異常”的報警。據此分析，此次故障發生的主要原因是，在進行開機前設備檢查時，由于大部分的設備都未正式運轉和系統的壓縮空氣壓力偏高了一點點，造成了進入機床的壓縮空氣壓力高達0.8MPao而當大部分的設備都進入正式運轉和對整個壓縮空氣供給系統過高的壓力進行了調整后，便出現了機床在自動運行加工的過程中，出現機床的壓縮空氣壓力下降到0.25MPa的情況。以下是故障的排除過程。

　　數控系統是怎樣知道進入機床的壓縮空氣壓力未能達到指定的值呢?數控機床為做到自動控制設置了相應的檢測器件(接近開關、位置開關、光柵等)。當檢測器件發出的狀態信息經PM(L)C處理，進行邏輯判斷不能滿足機床正常運行要求時，便在屏幕上顯示相應的故障代碼和報警信息。數控系統通過PMC監控畫面監控每一個檢測器件的狀態，從而可方便快捷的方向故障的位置。具體操作方法如下：

　　查閱該機床的電氣圖紙得知，進入機床的壓縮空氣壓力是由一只壓力開關(地址是X2.3)進行檢測的，當壓力在機床允許的范圍內時(0.4-0.6MPa)，壓力開關的觸點閉合，狀態為" 1”;當壓力低于0.4MPa時，壓力開關的觸點便斷開，狀態為“0”，該狀態輸入到PMC中進行邏輯判定處理后，認為不能滿足機床正常運行，便在屏幕上報出錯誤代碼和報警信息。

　　至此，就可以按下機床面板上的故障復位按鈕，然后執行中間程序啟動，繼續進行加工，并隨時對進入機床的壓縮空氣壓力進行檢查和調整，防止類似的故障再次發生。

　　二、系統報警—351、350、414、749號報警。

　　一臺臥式加工中心，在自動運行加工的過程中，突然停止動作，并進入了急停狀態。以下是故障的判定和排除過程。

　　一下子出現這么多的報警，真把人搞糊涂了，以下就化繁為簡，逐一地加以說明和解釋。

　　350，351，414，749號報警屬于系統報警，FANUC為數控系統對應地編寫了相關的維修說明書。因此，可以查閱BEIJING-FANUC 0i-A維修說明書(編號是B -63505C/O1)掌握報警的詳細說明和對策。

　　根據報警信息屏幕顯示的內容，對照BEIJING-FANUC 0i-A維修說明書：

　　1. 信息： (1) 350 SPC報警信號：X軸PLUSE CODER;(2) 350 SPC報警信號：Y軸PLUSE CODER。

　　內容：這是串行脈沖編碼器(SPC)的報警。X Y軸的串行脈沖編碼器故障。有以下的原因可引起此報警，串行編碼器的硬件出現異常、用于保持絕對位置坐標電池的電壓過低、反饋電纜出現異常、A/D轉換時數字伺服電流異常、伺服放大器的電磁接觸器的觸點溶化粘連、串行編碼器LED異常、因反饋電纜異常引起反饋錯誤。

　　2. 信息：(1) 351 SPC報警信號：X軸交通; (2) 351 SPC報警信號：Y軸交通; (3) 351 SPC報警信號：z軸交通; (4) 351 SPC報警信號：B軸交通。

　　內容：這也是串行脈沖編碼器(SPC)的報警。X Y Z B軸的串行脈沖編碼器通信錯誤。有以下原因可引起此報警，串行脈沖編碼器的通信異常、通信沒有應答、傳送數據有誤、數字伺服側參數設定不正確。

　　3. 信息：749 S-SPINDLE LSI ERROR。

　　內容：這是關于串行主軸的報警。當接通電源后，在系統啟動中或在運行過程中，主軸發生了串行通信錯誤時的報警。有以下原因可引起此報警：光纜接觸不良、脫落或斷線，主CPU板不良，主軸放大器印制電路板不良。

　　根據以上的報警信息和報警內容分析，是串行脈沖編碼器(SPC )和串行主軸的通信方面同時出現了問題，這樣看來也太巧合了吧?有點不大可能，四個伺服軸的串行脈沖編碼器與串行主軸伺服模塊同時出現了故障。

　　于是，打開控制電柜查看一下數控系統各模塊的情況，發現數控系統的電源模塊、主軸模塊、伺服軸模塊都沒有電源指示。原來是控制它們的一個空氣開關跳閘了。至此，導致本次報警發生的原因是由于這個空氣開關跳閘所引起的，因此，要排除此故障，就要找出空氣開關跳閘的原因。再詳細地研究了一遍電路圖，如圖所示。

　　在圖中，可以看到，該空氣開關是伺服模塊控制部分和主軸冷卻風扇電動機作過載、短路保護的。使用萬用表檢查空氣開關后的電氣回路是否有過載、短路的故障存在，檢查發現主軸冷卻風扇電動機有一相的電線對地短路，便認真檢查主軸冷卻風扇電動機至電柜之間的連接電線是否有問題，這時發現護套管的一個端頭松動，而且該端頭把電線的絕緣層磨損，在加工過程中各伺服軸的快速移動所帶來的沖擊，使各護套管的固定端頭慢慢地松動，造成了本次故障的發生。于是，對電線絕緣磨損的地方重新做了絕緣處理，可靠地緊固好護套管的端頭，并對其他的護套管的固定端頭和其中電線進行了檢查，并把這項檢查加入到設備的定期檢查表中，徹底杜絕同類型故障的再次發生。作了以上處理后，進行試運行無問題后，重新投入了加工生產，至此，故障排除。

　　總結本次故障，雖然在報警信號信息屏幕上所顯示的是系統報警，給人的第一感覺就是數控系統出現問題了，但不是絕對都是這樣的，這個故障就是一個例外，這實質上是一個外圍故障。因此，在進行故障判定的時候，要對可能出現的問題作一個全盤的考慮，去偽存真，才能真正地提高自身的維修水平。