数控机床FANUC系统故障分析与排除方法综述_1

作者: admin 分类: 科技 发布时间: 2019-06-12 11:28

引言

  数控机床维修技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的重要基础,是制造业提高产品质量和生产效率的有力保障。数控设备维修技术不仅是保障正常运行的前提,对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用,因此,加强数控维修技术人才的培养也是实际的迫切需要。本文是笔者专门针对在株洲中国南方动力机械公司进行数控机床维修培训、在机电一体化专业实践教学过程中所遇到的fanuc系统故障的分析与排除方法的一些实际案例和经验进行综述,供同行探讨。

fanuc系统故障的诊断内容与诊断技术简介

  概括起来,fanuc系统故障的诊断内容主要有以下几个方面:监视机床各动作部分来判定动作不良部位的动作诊断;机床电机带动负载时观察运行状态的状态诊断;定期点检液压元件、气动元件和强电柜的点检诊断;监视操作错误和程序错误的操作诊断;数控系统的故障自诊断。

  总体来讲,目前使用的fanuc系统的诊断技术大致可分为如下三大类:

  启动诊断(star up diagnostics)

  系统每次从通电开始到进入正常运行准备状态时系统内部诊断程序自动执行的诊断。诊断对象为系统中最关键的硬件和系统控制软件,如cpu、crt/mdi单元等装置或外部设备。

  在线诊断(on-line diagnostics)

  在系统处于正常运行状态时,通过系统程序对系统本身及与系统装置相连的伺服单元、主轴电机和外部设备等进行自动诊断。一般包括自诊断功能的状态显示和故障信息显示两部分。

  离线诊断(off-line diagnostics)

  通过大多已与系统控制软件安装在一起的fanuc离线诊断用软件,可以较为方便快速地进行故障定位。

  如何根据fanuc系统的共性、疑难故障现象,采用合理的诊断维修步骤、运用正确的诊断技术和操作方法,确定诊断对象、查找故障原因并最终排除故障,是本文讨论的主要目的。

fanuc系统诊断维修时的一般步骤和常用操作方法

  当数控机床发生故障时,首先应根据故障情况进行全面的综合分析,确定查找故障的方法和手段,然后有计划有目的地一步步仔细检查,切不可急于动手,否则可能越查越乱,走很多弯路。因此故障诊断一般按如下步骤进行:详细了解故障情况确定故障源查找方向和手段从易到难由表及里进行故障源查找。fanuc系统故障诊断维修时常用的操作方法有:

  如何进行报警的显示

  先设定0系统参数64#5(nap)、16系统参数3111#7(nap),使产生报警时,cnc显示画面可以直接由参数确定切换至相应的报警画面。

  如何进行i/o信号的状态检验

  可通过诊断参数、信号的强制输出、pmc梯形图等方法来进行i/o信号的状态检验。如先设定0系统参数prm060bit2=1,使梯形图显示功能生效,再通过mdi/crt输入相应i/o地址,并通过srch功能键,可以将游标定位到与i/o地址对应的梯形图页面,通过观察i/o信号的实际显示,就可以了解其实际状态。

  如何利用互锁信号

  维修时利用或取消互锁interlock信号有助于判断故障,如0系统车/铣床参数设定为8#7(itx信号)、24#7/49#0(+mit1~-mit4信号)。

  如何去掉硬超程

  通过0系统车/铣床参数设定为15#2/57#5、16系统参数设定为3004# 4(oth),可以去掉硬超程ot报警,使维修时更加方便。

  如何进行伺服电动机初始化

  如果伺服控制参数丢失或初始参数值不对,会使电动机的力矩变小,运行时产生较大的噪音,或出现#416,#417号报警。此时则需要进行伺服电动机的初始化。如16系统参数设定为3111#0=1后可显示出伺服的初始化界面,按界面提示的步骤操作,输入各项要求值即可。

  如何取下控制轴电动机

  如果欲把双轴伺服放大器做单轴伺服放大器使用、取下其中一个控制轴的放大器和电机时,应将电机伺服放大器的插头做如下处理:0系统用伺服时须将m184、m187、m194、m197的7、12脚短接;16系统type

  a/b接口须将8、10脚短接,fssb接口须将11、12脚短接。

  如何卸掉串行主轴电动机

  通过0系统参数设定为71#7(fsrsp)、16系统参数设定为3701#1(isi),去掉数字式控制串行主轴电动机,可以缩小故障范围、有利于尽快找出故障。

fanuc0系统诊断窗口和系统参数的显示及修改方法

  在fanuc0系统中,cnc参数用于系统功能的设定、伺服系统的调整和机床的主要性能指针的设定等等,可以通过mdi/crt面板的param键在参数页面中显示;pmc参数为定时器时间、计数器计数值、机床pmc程序用的设定参数等,他由机床生产厂家根据机床的实际控制要求进行设定,可以通过mdi/crt面板的dgnos键,在诊断页面中显示。fanuc0系统诊断窗口和系统参数的显示及修改方法如下:

  按系统操作面板上的dgnnos/param键,使crt屏幕上出param页面(如仅作显示,直接执行第5步)按机床操作面板上的mdi键,进入mdi工作方式按f/no键、0键、input键,crt屏幕上出现0号参数所在页面按page键,直到crt屏幕上出现pwe=0界面,并设置pwe=1(此时crt屏幕出现p/s100号报警)按数字键****(要求的参数号)、input键,crt屏幕上出现****号参数所在页面按数字键????(要求的对数值)、input键、crt屏幕上出现****号参数的内容变为????(要求的参数值)按f/no键、0键、input键,crt屏幕上出现0号参数所在页面按page键,直到crt屏幕上出现pwe=1页面,并设置pwe=0按reset键,p/s100号报警消失如对关键参数作了修改,则会出现p/s100号报警,此时应断开nc电源,再接通nc电源时p/s000号报警消失,修改的参数生效。

  fanuc系统共性故障分析及排除

  fanuc0系统的故障诊断与维修,可以分为根据系统所显示的报警号、控制板指示灯状态或i/o信号状态、借助系统自诊断功能三种基本方法。各系统的常见主要共性故障如附表。

fanuc系统的疑难故障分析及排除

  在进行fanuc系统的疑难故障分析及排除时,应综合考虑各方面因素去判断所发生的故障类型及应采取的相应措施。如根据fanuc系统配备的pmc梯形图的动态显示功能去分析机床故障原因和查找故障点、可利用fanuc系统所具有的强大的诊断功能等等。

  案例一 故障现象

  crt显示414#报警,报警信息为:

  servo alarm:xaxis

  detection

  system error

  同时,伺服驱动单元的led报警显示码为8点亮。

  分析及排除: 通过查看fanuco系统维修说明书可知:

  414#报警为x轴的伺服系统异常,当错误的信息输出至dgn0720时,伺服系统报警。根据报警显示内容,用机床自我诊断功能检查机床参数dgn072上的信息,发现第4位为1,而正常情况下该位应为0。现该位由0变为1则为异常电流报警,同时伺服驱动单元led报警显示码为8点亮,也表示该伺服轴过电流报警。检查伺服驱动器模块,用万用表测得电源输入端阻抗只有6,低于正常值,因而可判断该轴伺服驱动单元模块损坏。更换该轴伺服驱动单元模块后恢复正常。

  案例二 故障现象

  0系统通不上电,把系统控制板单块地卸掉并卸掉存储板后,可以通电。

  分析及排除:由于在通讯中,通讯接口芯片75188、75189的15v工作电压与0v之间短路所致。更换存储板a16b-2201-010*或a16b-1212-021*,由于更换存储板,注意需要重新输入以下数据:

  系统参数; pmc参数;o9000以后的程序;宏变量或p-code等。

  案例三 故障现象

  某配套fs0-td系统的数控车床,车削外圆时加工表面粗糙,机床进给运动存在爬行现象。

  分析及排除:机械传动系统的安装、调整不良,导轨润滑不良,系统、驱动器的参数设定不当都可能引起数控机床进给爬行。

  检查本机床的机械传动系统、导轨润滑系统以及数控系统、驱动器的参数设定均正确,手动转动x、z轴的丝杠,转动轻松,可以排除机械部分的故障原因。而且机床在手动任意速度运动坐标轴时,进给平稳、无爬行,因此也可以排除数控系统、驱动器参数设定不当的故障原因。根据以上判断,可以确认故障仅存在于机床的自动运行中,分析自动与手动运动的区别,两者只是进给速度的指令方式有所不同,因此可以基本确定故障与机床的进给速度指令方式有关。进一步检查cnc设定,发现该机床默认的是主轴每转进给方式,程序中也采用g99(每转进给)编程。在这种进给方式下,进给速度与主轴的位置检测系统有关,当主轴位置检测输入信号不良时,容易引起进给运动的爬行。

  将程序中的进给方式改变为每分进给指令(g98),经试验发现进给爬行现象消失,加工零件合格。由此确认故障是由于主轴编码器不良引起的。更换编码器后,机床恢复正常。

结语

  随着我国制造业的迅速发展,国内各大企业均引进了世界先进的生产设备,数控技术是现代制造技术的典型应用,培养高素质的数控维修人才是高等职业教育的责任,加强这方面的实践教学研究亦很有必要。

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