典型数控装置的维修技术系列专题.doc

《典型数控装置的维修技术》系列专题讲座名册 第一篇  日本FANUC公司数控装置 第五章 故障诊断实例     下面介绍的一些系统故障，都是在实际使用中碰到的，具有一定的普遍性，现将这些材料汇总，供读者碰到实际故障时参考［例 1］日本三井精机生产的一台数控铣床，用FANUC公司的6M系统 故障现象：过载报警和机床有爬行现象 故障诊断：引起过载的因素无非是：①机床负荷异常，引起电机过载；②速度控制单元上的印刷线路板设定错误；③速度控制单元的印刷线路板不良；④电机故障；⑤电机的检测部件故障等具体判断方法，参见有关章节，最后确认是电机不良引起的至于机床爬行现象，先从机床着手寻找故障因素，结果认为机床进给传动链没有问题，随后对加工程序进行检查时发现工件曲线的加工，是采用细微分段圆弧逼近来实现的，而在编程时采用了G61指令，也即每加工一段就要进行一次到位停止检查，从而使机床出现爬行现象当将G61指令改用G64指令（连续切削方式）之后，上述故障现象立即消除从这一故障的排除过程可以看出，一旦碰到故障，一定要开阔思绪，全面分析来考虑问题一定要将与本故障有关的所有因素，无论是数控系统方面还是机械、气、液等方面的因素，都要将其列出来，然后从中筛选拔出故障的最终因素。

象本例故障，表面上看是机械方面因素，而事实上都是由于编程不妥引起的 [例 2]数控铣床，配置F－6M系统 故障现象：当用手摇脉冲发生器使两个轴同时联动时，出现有时能动，有时却不动的现象，并且在不动时，CRT的位置显示画面也不变化 故障分析：发生这种故障的因素有手摇脉冲发生器故障或连接故障或主板故障等多种因素为此，一般可先调用诊断画面，检查诊断号DGN100的第7位的状态是否为1，也即是否处在机床锁住状态但在本例中，由于转动手摇脉冲发生器时CRT的位置画面不发生变化，不也许是因机床锁住状态致使进给轴不移动，所以可不检查此项可按下述几个环节进行检查：①检查系统参数000－005号的内容是否与机床生产厂提供的参数表一致；②检查互锁信号是否已被输入（诊断号DGN096－099，及DGN119号的第4位为0）；③方式信号是否已被输入（DGN105号第1位为1）；④检查主板上的报警指示灯是否点亮；⑤如以上几条都无问题，则集中力量检查手摇脉冲发生器和手摇脉冲发生器接口板最后发现是手摇脉冲发生器接口板上RV05专用集成块损坏，经调换后故障消除［例 3]日本AMADA数控冲床，配置F－6ME系统 故障现象：CRT出现401报警，并且Y轴伺服单元上HCAL报警灯亮。

 故障分析：CRT上出现401报警，说明X、Y、Z等进结轴的速度控制准备信号（VRDY）变成切断状态，即说明伺服没有准备好这表达伺服系统有故障再根据Y轴伺服单元上HCAL报警灯亮，可以十有八九地判断Y轴伺服单元上的晶体管模块损坏实测结果，证明上述判断对的，有二个晶体管模块烧毁　［例 4]一台加工中心机床，配置F－6M系统 故障现象：在运营过程中，CRT画面忽然出现401，410及420报警 故障分析：401号报警表达速度控制单元VRDY信号断开，其也许因素是伺服单元上电磁接触器MCC未接通；速度控制单元没有加上100V电源；伺服单元印刷线路板故障；CNC和伺服单元连接不良；以及CNC主控制板不良等多种因素而410和420报警表达X轴和Y轴的位置偏差过大的报警其也许的因素有：位置偏差值设定错误；输入电源电压太低；电机电压不正常；电机的动力线和反馈线连接故障；伺服单元故障以及主板上的位置控制部分故障故障的因素是很多的，但只要冷静分析一下，就可发现故障所在位置一般来说，不也许同时发生二个控制单元损坏，所以本故障最大也许发生在主板的位置控制部分因此，只要替换一下主板即可确认、排除故障［例 5]一台加工中心机床，配置F－6M系统 故障现象：工人在操作系统过程中忽然出现401、410、411、420、421、430、431号报警。

 故障分析：按照6M系统的维修说明书有关报警的说明，发生这些报警号的因素有许多，且都又与伺服单元有关但要掌握一个原则，在一般情况下不也许同时发生X轴，Y轴，Z轴伺服单元损坏，因此不也许是伺服单元的故障此时先可检查CNC系统中有关伺服部分的参数事实上这台数控机床之所以产生这么多报警号的因素是由于工人的误操作，使CNC系统参数被消除，一旦将这些参数恢复，系统就恢复正常［例 6]一台卧式加工中心机床，配置F－6M系统 故障现象：CRT显示908和911号报警 故障分析：这二个报警号表达磁泡存储器和RAM奇偶犯错报警采用替换法，确认磁泡存储器和主控制板损坏究其导致损坏的因素是，该加工中心处在湿度较大的地区，而CNC系统又未及时去除潮湿，从而导致这二块价格极高的部件损坏［例7］一台日立精机的加工中心机床，配置有F－6M系统 故障现象：X轴方向发生软件超程 故障分析：通过对系统进行检查，没有发现有什么问题经对操作者的具体了解，得知该报答是在忽然停电之后引起的因此，可以认为，这是一起由于外界干扰引起的偶发性故障只需按“RESET（复位）”按钮，让机床完毕返回参考点动作，机床即可恢复正常运营［例 8]数控铣床，配置F－6M系统。

 故障现象：CRT只显示位置画面，其余画面均不显示 故障分析：这类故障多是由MDI控制板（A20B－0007－0030）故障引起的［例 9]一台加工中心，配置F－6M系统 故障现象：工作台位于行程的中段时，X轴丝杠缓慢地作正、反向摆动 故障分析：经检查系统、伺服单元和机械均无问题的情况下，应检查系统的有关设定由于机床使用一段时间后，假如机床与伺服系统设定配合不良时容易引起这种故障此时，可短接X轴的伺服单元上的S13设定（直流增益设定）即可消除振动故障［例 10］一台卧式加工中心，配置F－6M系统 故障现象：手动操作z轴时，z轴有振动和异常响声，CRT显示431号报警 故障分析：431号报警表达Z轴定位误差过大可用诊断号DGN802来观测Z轴的位置误差再用电流表检查发现Z轴负载电流很大在确认Z轴伺服单元无问题的情况下检查Z轴机械部分，发现Z轴滚珠丝杠的轴承发烫经仔细检查，故障是由于油路不畅导致润滑不好所致 [例 11］美国莫尔公司生产的数控磨床G18CP4，采用F－11M系统 故障现象：机床不能工作，但CRT无任何报警信息 故障分析：对于这类故障，虽然引起故障的因素很多，但一方面要判断出故障发生在机械部分还是CNC系统部分。

这可以运用自诊断功能检查PLC和CNC之间的接口信号，结果发现诊断号No4.7（MLK=1，也就是说机床锁住信号已经送到CNC，从而导致机床不能运动但事实上没有机床锁住信号送入，再查数控系统柜内的连接单元也是好的（采用置换法确认）最后查清是由于外部干扰引起磁泡存储器混乱而导致的因此，对磁泡存储器进行初始化，然后重新送人数控系统参数之后，数控机床即恢复正常，从本例故障也可看出，系统参数的重要性，用户一定要把有关数控机床的各种文献涉及数控系统参数、PCL参数以及用户宏程序等妥善保管［例 12]日本唐津铁工所生产的GSM－25RN插齿机，配置F－11系统 故障现象：在自动循环工作忽然停止工作，CRT无显示，主板上的七段显示器显示报警A 故障分析：从七段显示器显示报警A来看，它表达MDI／CRT单元的连接异常对这样故障，一般先检查MDI／CRT的连接器和光纤电缆然后再检查主板但经检查，发现都不存在问题再从无CRT显示的角度来分析，认为问题出在MDI／CRT的电源上经查，发现24V电源有短路现象最后发现三处故障：保险丝F21、F22（3.2A）熔断；一个电容1000μ/35V（在印刷板的C29位置）短路；二个晶体管Q15（C3164）击穿。

经更换上述三处备件后，系统恢复正常从本例也可看也，数控系统的报警提醒，对分析故障因素是有很大好处的，但是，这种提醒毕竟有其局限性，不也许将所有故障根源都指示出来也就是说，F－11系统还做不到报警到板级所以，在排除故障时应当根据其提醒，再结合实际故障现象来分析，切不可受到提醒框框的限制 [例 13]一台新日本工机的加工中心，配置F－11ME－A4系统 故障现象：X轴在作正向运动时发生振动 故障分析：进给轴运动时发生振动的因素，除机械因素之外，电气方面的因素也有多种并且最大也许的因素是在电机或检测部件或是增益的设定和调整因此，应当先从这部分着手进行检查结果发现是由于X轴电机上旋转变压器不良引起X轴振动 [例 14]一台日本本间公司的数控铣床，配置有F－11M－A4系统 故障现象：空载运营两小时之后，主轴偶尔发生停车，且显示AL－12或AL－2报警 故障分析：从所发生的报警号来看，引起本故障的因素也许是电机速度偏离指令值（如电机过载；再生回路故障；脉冲发生器故障等）以及直流回路电流过大（如电机统组短路；晶体管模块损坏等）但从机床运营情况看，又不象是上述问题，由于电机处在空载，并不发生在加／减速期间，并且能运营两个小时才出故障。

事实上也是如此，经检查，上述因素均可排除再从偶发性停车现象着手，可分析出有些器件工作点处在监界状态，有时正常，有时不正常，而这与器件的电源电压有关，所以着重检查直流电源电压发现+5V，±15V均正常，而+24V却在+18－20V之间，处在偏低状态进一步检查发现，交流输入电压为190－200V，而电压开关却设定在220V一档因此将电压设定开关设定在200V之后系统即恢复正常导致报警号与实际故障不一致的因素是由于该主轴伺服单元的报警号还不全面，没有+24V电压太低的报警，而只有+24V电压太高的报警所以只好用其它报警号来显示伺服单元处在不正常的状态［例15］一台日立精机加工中心，配置F－11MA数控系统 故障现象：加工中心机床在运营时，CRT忽然无显示，主控制板上产生“F”报警 故障分析：先从系统的CRT无显示来分析，但检查CRT单元自身；与CRT单元有关的电缆连接，输入CRT单元的电源电压以及CRT控制板等均未发现问题再按照主板上提醒的“F”报警号来分析，其也许的因素有，连接单元的连接有问题，连接单元故障，主控制板故障，以及I/O板有故障但经认真检查，上述因素都可排除发现却是由于外加电源+5V电压没有加上导致的。

 [例16］一台加工中心，配置F－11M数控系统 故障现象：发生SV023和SV009报警 故障分析：SV023报警，表达伺服电机过载产生SV023报警的也许因素是：电机负载太大（可在机床空载运营时，测定电机电流，观测它是否超过额定值）；速度控制单元上的热继电器设定错误（检查热继电器设定值是否小于电机额定电流）；伺服变压器热敏开关不良（如变压器表面温度低于60℃时，热敏开关动作，说明此开关不良）；再生反馈的能量过大（电机的加减速频率过高或机械重力轴的平衡块调整不良，均会引起再生反馈能量过大）；以及速度控制单元印刷线路板上设定错误或接线错误SV009报警，表达移动时误差过大，引起本报警的也许因素有：数控系统位置偏差量设定错误；伺服系统超调（电机绕组内没有流过加减速所必须的电流）；输入的电源电压太低；连接不良，位置控制部分或速度控制单元不良；电机输出功率太小或负载大大等综合上述两种报警产生的因素，可分析得出，电机负载太大的也许性最大经测试，机床空运营时的电机电流超过电机的额定电流将该伺服电机拆下后，在电机不通电的情况下，用手转动电机输出轴，结果发现轴的转动也很费劲，而该电机又不带制动器因此，可以肯定，该电机的磁钢有部分脱落现象，导致电机超载。

［例 17］一台英国卧式加工中心。