以FANUC-0系列為例，介紹典型故障的分析方法，并列舉了10例故障診斷實(shí)例膊护。

關(guān)鍵詞 數(shù)控系統(tǒng) 典型故障 漂移

中圖分類(lèi)號(hào) TP307 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

一、典型故障分析

1.返回參考點(diǎn)故障分析

　　所謂參考點(diǎn)又稱(chēng)原點(diǎn)或零點(diǎn)，每臺(tái)機(jī)床可以有一個(gè)參考原點(diǎn)淋渤，也可以根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)參考原點(diǎn)脂性。機(jī)械零部件一旦裝配完畢，機(jī)械原點(diǎn)隨即確立荷十。而電氣原點(diǎn)是由機(jī)床所使用的檢測(cè)反饋元件所發(fā)出的柵點(diǎn)信號(hào)或零標(biāo)志信號(hào)確立的參考點(diǎn)汹振。為了使電氣原點(diǎn)與機(jī)械原點(diǎn)重合，必須將電氣原點(diǎn)到機(jī)械原點(diǎn)的距離用一個(gè)設(shè)置原點(diǎn)偏移量的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置从秃。機(jī)床參考點(diǎn)確定后沼津，各工件坐標(biāo)系隨之確立。在數(shù)控設(shè)備使用過(guò)程中泽衬，機(jī)床各軸都要先回參考原點(diǎn)科绣。

　　發(fā)生原點(diǎn)漂移后知口檢測(cè)反饋元件采用絕對(duì)編碼器，首先檢查并重新設(shè)置與回原點(diǎn)有關(guān)的參數(shù)弟头，再試一次回原點(diǎn)操作吩抓，若原點(diǎn)仍漂移涉茧，檢查機(jī)械相對(duì)位置是否有變化赴恨。如無(wú)漂移，只是位置顯示有偏差伴栓，則檢查工件坐標(biāo)偏置是否有效伦连。若機(jī)械位置偏移，則絕對(duì)脈沖編碼器故障钳垮。如檢測(cè)反饋元件采用增量脈沖編碼器惑淳，并為全閉環(huán)系統(tǒng)，先檢查半閉環(huán)系統(tǒng)回原點(diǎn)的漂移情況饺窿，如果正常歧焦，應(yīng)檢查電機(jī)一轉(zhuǎn)標(biāo)志信號(hào)是否由半閉環(huán)系統(tǒng)提供，檢查有關(guān)參數(shù)設(shè)置及信號(hào)電纜聯(lián)接肚医。如參數(shù)設(shè)置正常绢馍，則為光柵尺等線性測(cè)量元件不良或其接口電路故障。如參數(shù)設(shè)置不正確肠套，則修正設(shè)置重試歇肖。若為半閉環(huán)系統(tǒng)，先檢查機(jī)械相對(duì)位置是否漂移日俱，如不漂移役寡，只是位置顯示有偏差，檢查是否為工件坐標(biāo)系偏置無(wú)效款拣。在機(jī)床回原點(diǎn)后超棚，機(jī)床CRT位置顯示為一非零值，該值取決于坐標(biāo)系偏置一類(lèi)的參數(shù)設(shè)置，若機(jī)械相對(duì)位置偏移应惠，確定偏移量遭屑。若偏移量為一柵格，先減少由參數(shù)設(shè)置的接近原點(diǎn)速度运荸，重試回原點(diǎn)操作贴袖，若原點(diǎn)不漂移，則為減速撞塊太短或安裝不良吩擒，可通過(guò)改變減速撞塊或減速開(kāi)關(guān)的位置來(lái)解決质窒，也可通過(guò)設(shè)置柵點(diǎn)偏移改變電氣原點(diǎn)解決。如果減小接近原點(diǎn)速度參數(shù)設(shè)置后贷腕，重試原點(diǎn)復(fù)歸背镇，原點(diǎn)仍漂移，可減小快速進(jìn)給速度或快速進(jìn)給時(shí)間常數(shù)的參數(shù)設(shè)置泽裳，重回原點(diǎn)瞒斩。若原點(diǎn)仍有漂移，漂移量為數(shù)個(gè)脈沖涮总，而且只是在開(kāi)機(jī)后第一次回原點(diǎn)時(shí)漂移胸囱，則為零標(biāo)志信號(hào)受干擾而失效。否則應(yīng)檢查參考計(jì)數(shù)器的設(shè)定值瀑梗，與脈沖數(shù)量是否相匹配烹笔，如果匹配，并且檢查脈沖編碼器與NC之間的反饋電纜連接也正常抛丽，則檢查此反饋電纜中的屏蔽線是否已接地谤职，如已接地，則須更換軸卡亿鲜。

2.超程報(bào)警

　　510-581報(bào)警(超程報(bào)警)表示機(jī)床位置超過(guò)了行程限位或超程信號(hào)接通允蜈。

(1)用參數(shù)PRM700-702和008.6檢查是哪個(gè)軸超過(guò)了軟限位或超程信號(hào)(OT)接通。

(2)用手動(dòng)操作使機(jī)床反方向移動(dòng)竹肚，退出報(bào)警區(qū)帆田，然后用[RESET]鍵解除報(bào)警。如不能退出喘玄，執(zhí)行(3)测佣。如能退出，則將該軸返回原點(diǎn)蝗悼。

(3)切斷電源忽件，然后按[P]及[CAN]鍵的同時(shí)接通電源，此時(shí)可用手動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)退出報(bào)警區(qū)出募。

(4)退出報(bào)警區(qū)后涌俘，務(wù)必再次切斷電源权煎，使行程限位檢測(cè)有效。

3.返回參考點(diǎn)異澄粲溃——90號(hào)報(bào)警

　　這是由于返回參考點(diǎn)時(shí)沒(méi)有滿(mǎn)足“必須沿返回參考點(diǎn)方向狱揩，并距參考點(diǎn)不能過(guò)近(128個(gè)脈沖以上)及返回參考點(diǎn)進(jìn)度不能過(guò)低”的條件。對(duì)這類(lèi)故障的處理步驟是：

(1)距參考點(diǎn)位置>128個(gè)脈沖缺钓，返回參考點(diǎn)過(guò)程中彻犁。①電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)了不到1轉(zhuǎn)(即沒(méi)有接收到1轉(zhuǎn)信號(hào))，此時(shí)首先變更返回時(shí)的開(kāi)始位置凰慈，在位置偏差量>128個(gè)脈沖的狀態(tài)下汞幢，在返回參考點(diǎn)方向上進(jìn)行1轉(zhuǎn)以上的快速進(jìn)給，檢測(cè)是否輸入過(guò)1轉(zhuǎn)信號(hào)微谓。②電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)了1轉(zhuǎn)以上森篷，這是使用了分離型的脈沖編碼器。此時(shí)豺型，檢查位置返回時(shí)脈沖編碼器的1轉(zhuǎn)信號(hào)是否輸入到了軸卡中仲智，如果是，則是軸卡不良姻氨，如果未輸入钓辆，則先檢查編碼器用的電源電壓是否偏低(允許電壓波動(dòng)在0.2V以?xún)?nèi))，否則是脈沖編碼器不良哼绑。

(2)距參考點(diǎn)位置<128個(gè)脈沖岩馍。①檢查進(jìn)給速度指令值，快速進(jìn)給倍率信號(hào)抖韩，返回參考點(diǎn)減速信號(hào)及外部減速信號(hào)是否正常。②變更返回時(shí)的開(kāi)始位置盆篡，使其位置偏差量超過(guò)128個(gè)脈沖豹炊。③返回參考點(diǎn)速度過(guò)低。速度必須為位置偏差量超過(guò)128個(gè)脈沖的速度春异，如果速度過(guò)低遂报，電動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)信號(hào)散亂，不可能進(jìn)行正確的位置檢測(cè)氛坪。

二瞳弱、故障診斷實(shí)例

例1 某數(shù)控車(chē)床，配置F-0T系統(tǒng)骡侮，出現(xiàn)Z軸方向加工尺寸超差且無(wú)規(guī)律纽债。

　　Z軸原點(diǎn)出現(xiàn)無(wú)規(guī)律漂移，CRT及伺服放大器無(wú)任何報(bào)警顯示束沼。由于是半閉環(huán)控制方式倚痰，交流伺服電機(jī)與滾珠絲杠通過(guò)聯(lián)軸器連接讥高。故障原因可能是聯(lián)軸器連接螺釘松動(dòng)，導(dǎo)致聯(lián)軸器與滾珠絲杠或伺服電機(jī)軸間滑動(dòng)系谐。對(duì)Z軸聯(lián)軸器連接進(jìn)行檢查巾陕，發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器緊定螺釘松動(dòng)。緊定螺釘后纪他，故障排除鄙煤。

例2 某加工中心，配置F-0M系統(tǒng)茶袒，出現(xiàn)刀庫(kù)卡在主軸上部下不來(lái)而報(bào)警馆类。

　　經(jīng)查，發(fā)現(xiàn)原點(diǎn)數(shù)據(jù)丟失弹谁，造成刀庫(kù)在原點(diǎn)復(fù)歸時(shí)超程乾巧。刀具位置錯(cuò)位，使刀庫(kù)卡住预愤。鏘Z軸的RMV參數(shù)設(shè)定為“0”沟于，Z軸的伺服系統(tǒng)與電機(jī)脫開(kāi)，靠重力使Z軸下降植康，待刀庫(kù)脫離超程位置后旷太，再將RMV設(shè)定為“1”，正常销睁。

例3 臺(tái)灣加工中心祟勿，配置F-0M系統(tǒng)，在使用中出現(xiàn)換刀位置發(fā)生變化的現(xiàn)象累筋。

　　經(jīng)查在換刀位置發(fā)生變化時(shí)耀旅，被加工工件的：向加工尺寸也相應(yīng)變化，且與換刀位置的變化相對(duì)應(yīng)书瘤。無(wú)任何報(bào)警顯示傅女。在開(kāi)機(jī)手動(dòng)回參考點(diǎn)時(shí)，軸先以參數(shù)設(shè)定的速度快速移動(dòng)叙杨，當(dāng)減速撞塊壓下減速行程開(kāi)關(guān)時(shí)原酷，以設(shè)定的低速移動(dòng)，當(dāng)撞塊離開(kāi)減速行程開(kāi)關(guān)時(shí)疙鸟，編碼器檢測(cè)到的第一個(gè)柵點(diǎn)的位置為參考點(diǎn)復(fù)歸的位置蔼俐。機(jī)床換刀點(diǎn)由機(jī)床的第二參考原點(diǎn)設(shè)定，而第二參考原點(diǎn)是由機(jī)床第一參考原點(diǎn)確定的树戴。由于機(jī)床所出現(xiàn)的故障有的班次有币席，有的班次沒(méi)有，因此懷疑該機(jī)床開(kāi)機(jī)手動(dòng)回參考點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題赞季。經(jīng)查愧捕，Z軸回參考點(diǎn)減速行程開(kāi)關(guān)固定板與立柱固定不牢奢驯，嚴(yán)重松動(dòng)，導(dǎo)致原點(diǎn)漂移次绘。

例4 日本數(shù)控曲拐磨床瘪阁，配置F-0D系統(tǒng)，不能執(zhí)行任何動(dòng)作邮偎，CRT顯示X管跺、Y、Z三軸正負(fù)向同時(shí)超程禾进。

　　實(shí)際上不可能出現(xiàn)正負(fù)向同時(shí)超程豁跑。測(cè)行程極限開(kāi)關(guān)電平，發(fā)現(xiàn)由I/0板提供的PC24V為OV泻云。查該板1.6A快速保險(xiǎn)絲艇拍，熔斷，導(dǎo)致各軸正負(fù)端行程開(kāi)關(guān)的輸出均為低電平宠纯，被NC系統(tǒng)誤判“超程”卸夕。更換保險(xiǎn)絲，報(bào)警消失脏猴。

例5 某加工中心讨拷，配置F-0M系統(tǒng)，在運(yùn)行過(guò)程中处鲜，CRT畫(huà)面突然出現(xiàn)401依粮、410及420報(bào)警。

　　401號(hào)報(bào)警表示速度控制單元VRDY信號(hào)斷開(kāi)恳岔，可能原因是伺服單元上電磁接觸器MCC未接通;速度控制單元沒(méi)有加上100t/電源;伺服電源印制線路板故障;CNC和伺服單元連接不良;CNC主控制板不良等党令。而410和420報(bào)警是表示X軸和Y軸的位置偏差過(guò)大×肝ǎ可能的原因有：位置偏差值設(shè)定錯(cuò)誤;輸入電源電壓太低;電動(dòng)機(jī)電壓不正常;電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力線和反饋線連接故障;伺服單元故障以及主板上的位置控制部分故障杂猾。一般來(lái)說(shuō)，不可能同時(shí)發(fā)生二個(gè)控制單元損壞浇找，所以本故障最大可能發(fā)生在主板的位置控制部分。因此就壳，只要替換一下主板即可確認(rèn)搭为，排除故障。

例6 某加工中心涤伐，配置F-0M系統(tǒng)馒胆，在操作系統(tǒng)過(guò)程中出現(xiàn)401、410凝果、420祝迂、421睦尽、430、431號(hào)報(bào)警型雳。

　　按照維修說(shuō)明書(shū)有關(guān)報(bào)警的說(shuō)明当凡，發(fā)生這些報(bào)警號(hào)的原因有許多，且都與伺服單元有關(guān)纠俭。但一般情況下沿量，不可能同時(shí)發(fā)生X、Y冤荆、Z軸伺服單元損壞朴则，因此不可能是伺服單元的故障。此時(shí)先檢查CNC系統(tǒng)中有關(guān)伺服部分的參數(shù)钓简。經(jīng)查是由于誤操作乌妒，使CNC系統(tǒng)參數(shù)被消除，一旦將這些參數(shù)恢復(fù)朋蚜，系統(tǒng)就恢復(fù)正常日频。

例7 沈陽(yáng)數(shù)控車(chē)床，配置FAT系統(tǒng)蒿蛆，在手動(dòng)操作Z軸時(shí)抄娜，Z軸有振動(dòng)和異常響聲，CRT顯示 431號(hào)報(bào)警毙纫。

　　431號(hào)報(bào)警表示Z軸定位誤差過(guò)大砂彻。可用診斷號(hào)802來(lái)觀察Z軸的位置誤差港排。再用電流表檢查搪狗，發(fā)現(xiàn)Z軸負(fù)載電流很大。在確認(rèn)Z軸伺服單元無(wú)問(wèn)題的情況下筑背，檢查z軸機(jī)械部分跛究，發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠的軸承發(fā)燙。經(jīng)查寸靶，故障是由于油路不暢造成潤(rùn)滑不好所致重虑。

例8 某加工中心，配置F-0M系統(tǒng)秦士，機(jī)床在自動(dòng)方式運(yùn)行中出現(xiàn)416號(hào)報(bào)警缺厉。

　　經(jīng)查脈沖編碼器未發(fā)現(xiàn)不良，各連接器均牢固連接隧土，X軸印制線路板未見(jiàn)異常提针，用萬(wàn)用表測(cè)量電動(dòng)機(jī)連接線，也未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題曹傀，在重新啟動(dòng)機(jī)床辐脖，回零之后饲宛，用自動(dòng)方式運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)床正常嗜价，但lh后又出現(xiàn)416號(hào)報(bào)警艇抠。再按上述順序復(fù)查一遍，發(fā)現(xiàn)反饋信號(hào)線有一根已斷炭剪。換接備用線后练链，機(jī)床工作正常，報(bào)警不再出現(xiàn)奴拦。

例9 某加工中心颖倾，配置F-0M系統(tǒng)，在自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)突然出現(xiàn)刀庫(kù)天库、工作臺(tái)同時(shí)旋轉(zhuǎn)才褂。經(jīng)復(fù)位、調(diào)整刀庫(kù)都泥、工作臺(tái)后工作正常详贿。但在斷電重新啟動(dòng)機(jī)床時(shí)，CRT上出現(xiàn)410號(hào)伺服報(bào)警岗蚪。

　　查L(zhǎng)/M軸伺服PRDY权惊、VRDY兩指示燈均亮;進(jìn)給軸伺服電源AC 100V、AC 18V正常;X汰材、Y抹播、Z伺服單元上的PRDY指示燈均不亮，三個(gè)MCC也未吸合;測(cè)量其上電壓發(fā)現(xiàn)士24V像鹤、士15V異常;X軸伺服單元上電源熔斷器電阻大于2Ml(規(guī)定值10)痒拧，經(jīng)更換后，直流電壓恢復(fù)正常哩簿，重新運(yùn)行機(jī)床宵蕉，401號(hào)報(bào)警消失。

例10 某加工中心节榜，配置F-0M系統(tǒng)羡玛，在自動(dòng)方式運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生主軸停止運(yùn)動(dòng)，CRT上沒(méi)有報(bào)警顯示宗苍。

　　停機(jī)之后缝左，檢查主軸伺服板未見(jiàn)異常，主軸電動(dòng)機(jī)正常浓若，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力線及反饋線也未見(jiàn)異常。重新啟動(dòng)機(jī)床蛇数，又工作正常挪钓，但過(guò)后又繼續(xù)出現(xiàn)主軸停機(jī)現(xiàn)象是越，后將電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線、反饋線更換之后碌上，故障消除倚评，確定是由導(dǎo)線不良或接觸不良引起的。

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