數(shù)控機(jī)床伺服斷線報(bào)警的快速診斷與排故

王 健（浙江杭州蕭山高級技工學(xué)校,杭州 311200）

數(shù)控機(jī)床伺服斷線報(bào)警的快速診斷與排故

王 健
（浙江杭州蕭山高級技工學(xué)校,杭州 311200）

摘 要：伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床重要的組成單元，當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)伺服斷線報(bào)警時(shí)，由于涉及諸多相關(guān)機(jī)械和電氣的元件，如果采用傳統(tǒng)的“由外到里，先機(jī)械后電氣”的排故方法，往往會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。本文以生產(chǎn)實(shí)際中FANUC-0i系統(tǒng)出現(xiàn)的伺服斷線報(bào)警為例，采用系統(tǒng)自帶的“診斷畫面”等參數(shù)快速診斷報(bào)警故障、鎖定故障源、排除故障。從而大大節(jié)省了維修時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;伺服系統(tǒng);伺服斷線報(bào)警;參數(shù);診斷

伺服系統(tǒng)單元是FΑNUC數(shù)控系統(tǒng)主要控制對象之一，它通過接受系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)指令，經(jīng)伺服放大器編譯處理并放大成伺服電動(dòng)機(jī)可以識別的電機(jī)轉(zhuǎn)角信號，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并通過聯(lián)軸器帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)-螺母移動(dòng)-工作臺移動(dòng)。工作臺的實(shí)際位移通過光柵或獨(dú)立編碼器反饋給系統(tǒng)，其原理如圖1所示。

圖1

伺服系統(tǒng)單元的工作穩(wěn)定性直接關(guān)系到產(chǎn)品的加工精度和效率，其重要性不言而喻。然而伺服系統(tǒng)單元所涉及諸多機(jī)械和電氣的原件，如伺服放大器、伺服電機(jī)、光柵、分離性編碼器和內(nèi)裝編碼器、聯(lián)軸器、絲杠、螺母等等，一旦發(fā)生伺服斷線報(bào)警，其排故難度可想而知。

伺服斷線報(bào)警通常發(fā)生在采用光柵或獨(dú)立編碼器進(jìn)行位置反饋的閉環(huán)數(shù)控機(jī)床上，當(dāng)反饋信號異常時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生伺服斷線報(bào)警。即ΑLM416,它包含伺服硬斷線報(bào)警和軟斷線報(bào)警兩種。快速診斷并排除伺服斷線報(bào)警故障主要從以下兩個(gè)方面著手。

1 報(bào)警產(chǎn)生原因

（1）伺服電機(jī)過熱

（3）軟斷線報(bào)警原因

1）伺服電動(dòng)機(jī)與絲杠連接松動(dòng)

2）聯(lián)軸器內(nèi)圈磨損嚴(yán)重導(dǎo)致松動(dòng)

3）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)反向間隙過大

（4）硬斷線報(bào)警原因

1）光柵或分離性編碼器電纜不良、有污染或斷線

2）光柵或分離性編碼器電源電壓低（標(biāo)準(zhǔn)5V）

3）光柵或分離性編碼器本身故障

在以前的年代大家應(yīng)該都見過壓水的傳統(tǒng)水井吧，壓水的那個(gè)桿子上下提就能把水從深井里提上來，那個(gè)壓水井的器具就是利用了杠桿原理。杠桿原理也時(shí)尚呢干活中很常見的一種物理現(xiàn)象，如：人們吃飯時(shí)用到的筷子、蹺蹺板、農(nóng)民鍘草用的鍘刀，碼頭、建筑工地的塔吊等，基本上都是利用桿桿原理在工作的。在基本的生產(chǎn)生活中，桿桿原理的應(yīng)用為人類生產(chǎn)生活提供了極大地便利性，并且還節(jié)省了很多的人力，很大程度的提高了工作效率。

2 通過“診斷”畫面診斷

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)ΑLM416報(bào)警時(shí)，先通過數(shù)控面板上的“系統(tǒng)”功能鍵進(jìn)入第一頁的“診斷”畫面，進(jìn)入后輸入200并進(jìn)行搜索，200診斷畫面如圖2所示。

圖2

通過200診斷參數(shù)畫面的第#1位FBΑ數(shù)值來進(jìn)一步確認(rèn)是否為伺服斷線報(bào)警。當(dāng)FBΑ數(shù)值為“1”時(shí)，說明確實(shí)為伺服斷線報(bào)警。當(dāng)伺服斷線報(bào)警確認(rèn)后，再輸入201進(jìn)行搜索，201診斷畫面如圖3所示。

圖3

圖3中通過201診斷畫面的第#7位和第#4位的顯示數(shù)值組合來進(jìn)一步鎖定故障源，如圖3當(dāng)?shù)?7位為“1”，第#4位為“-”時(shí)，則故障源來自伺服放大器，直接去排除放大器即可。再者，當(dāng)?shù)?7位為“1”，第#4位為“1”時(shí)，則故障源來自硬件-外置編碼器，當(dāng)機(jī)床采用光柵直接反饋位置時(shí)，直接去查光柵，或者通過參數(shù)屏蔽光柵，若故障消失，則為光柵的問題。當(dāng)機(jī)床采用外置編碼器間接反饋位置時(shí)，那就去查外置編碼器，同樣也是通過參數(shù)去屏蔽，若故障消失，則確定故障源為外置編碼器。

當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)ΑLM416報(bào)警時(shí)，相信通過借鑒以上兩個(gè)方面的方法，你可以快速診斷故障并找出故障源，當(dāng)然，當(dāng)故障源確認(rèn)后，還需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中所對應(yīng)的機(jī)床，所采用的位置檢測裝置等等客觀情況去制定合理的排故實(shí)施方案。下面，通過兩個(gè)實(shí)例來檢驗(yàn)一下以上診斷方法的實(shí)用和高效。

3 實(shí)踐排故

實(shí)例一 一臺配置FΑNUC 0i數(shù)控系統(tǒng)的車床，X軸絲杠末端安裝有外置編碼器，在加工的過程中出現(xiàn)ΑLM416報(bào)警。

診斷: ΑLM416報(bào)警為伺服斷線報(bào)警，調(diào)用“診斷”畫面，200診斷參數(shù)#1位為“1”，說明存在斷線報(bào)警，201診斷參數(shù)#7和#4位均為“1”，進(jìn)一步確認(rèn)為分離性編碼器硬斷線報(bào)警。

排故: 由于X軸絲杠末端安裝有外置編碼器，則故障源鎖定。為此，通過將參數(shù)“1815”#1位由“1”改為“0”進(jìn)行屏蔽，隨后系統(tǒng)斷電后上電，發(fā)現(xiàn)報(bào)警消失。由此斷定故障發(fā)生在外置編碼器或連接電纜上。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)編碼器連接電纜磨損斷線，更換后，故障排除。

實(shí)例二 一臺配置FΑNUC 0i數(shù)控系統(tǒng)的車床，Z軸一移動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生416報(bào)警，該機(jī)床Z軸采用光柵尺作為位置直接檢測裝置。

診斷: ΑLM416報(bào)警為伺服斷線報(bào)警，調(diào)用“診斷”畫面，200診斷參數(shù)#1位為“1”，說明存在斷線報(bào)警，201診斷參數(shù)#7和#4位均為“0”，可診斷為軟斷線報(bào)警。

排故: 排除軟斷線報(bào)警通常需要檢修機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或者通過參數(shù)調(diào)整反向間隙。一般而言，直接檢修機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)耗時(shí)費(fèi)力，所以在精度允許的情況下，不妨先通過參數(shù)調(diào)整反向間隙，調(diào)整后如果故障消失，則無需再檢修機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這樣節(jié)省了時(shí)間，提高了效率。由此，針對本案例，先將參數(shù)“2003” #1位設(shè)定為“1”，再將參數(shù)“2064”由標(biāo)準(zhǔn)值“4”設(shè)置為“8”，斷電后再上電，發(fā)現(xiàn)報(bào)警消失，則故障排除。

鑒于上述分析和生產(chǎn)實(shí)例，其排除伺服斷線報(bào)警故障的效率不言而喻。伺服系統(tǒng)作為直接關(guān)系產(chǎn)品加工精度和效率的控制單元，重要性非同一般。然而，當(dāng)機(jī)床長時(shí)間使用后，伺服斷線報(bào)警常會(huì)出現(xiàn)，它直接影響了伺服單元的工作穩(wěn)定性。借助“診斷”畫面快速診斷故障、結(jié)合故障源產(chǎn)生原因并通過相關(guān)參數(shù)設(shè)定進(jìn)行排除故障。這樣大大節(jié)省了維修時(shí)間，提高了效率，充分保障了伺服系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

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[4]北京發(fā)那科機(jī)電有限公司.FANUC CNC維修與調(diào)整培訓(xùn)教程[S].高等教育出版社,2011(08).

作者簡介：王健（1979-），男，漢族，江蘇東臺人，本科，教師，數(shù)維技師，研究方向?yàn)閿?shù)維教學(xué)。