FANUC系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床電氣故障診斷與排除仿真教學(xué)研究與實(shí)施

張子容

（重慶三峽職業(yè)學(xué)院，重慶 404155）

數(shù)控車(chē)床電氣故障可以分為數(shù)控系統(tǒng)、電器部件以及軟件三大部分。隨著數(shù)控系統(tǒng)可靠性程度增高，系統(tǒng)本身發(fā)生故障的幾率很低；電器部件故障多為電器元件損壞的硬故障；軟件故障一般為PMC程序和數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)，多是在設(shè)備使用前期或調(diào)整時(shí)期由于操作、調(diào)整處理不當(dāng)引起的，機(jī)床調(diào)試完成后一般不再隨意修改系統(tǒng)參數(shù)。很多電氣故障需將PMC程序和電器硬件結(jié)合起來(lái)共同排查。宇龍數(shù)控維修軟件模擬了FANUC 0i數(shù)控車(chē)床三維模型，電氣部分不僅能反應(yīng)整機(jī)的電氣原理和接線(xiàn)，還能實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)，仿真電路元器件和機(jī)械部件的故障設(shè)置、排查與修復(fù)。

1 常見(jiàn)的電氣故障診斷與排除

（1）機(jī)床照明燈不亮。故障現(xiàn)象：打開(kāi)機(jī)床電源，打開(kāi)機(jī)床照明燈開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)照明燈不亮。排查故障：首先，檢查照明燈開(kāi)關(guān)是否有故障。斷開(kāi)機(jī)床照明燈開(kāi)關(guān)，查看PMC信號(hào)，由機(jī)床PMC信號(hào)表查到照明開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)為X004.5。打開(kāi)機(jī)床照明開(kāi)關(guān)，X004.5信號(hào)閉合，斷開(kāi)機(jī)床照明開(kāi)關(guān)，X004.5信號(hào)斷開(kāi)，輸入輸出正常，這說(shuō)明照明開(kāi)關(guān)硬件沒(méi)有故障。再斷電測(cè)量輸出信號(hào)到照明繼電器間的線(xiàn)路電阻，萬(wàn)用表顯示電阻為0，說(shuō)明線(xiàn)路導(dǎo)通。再檢查照明繼電器，先用萬(wàn)用表測(cè)量線(xiàn)圈兩端電壓，斷開(kāi)照明開(kāi)關(guān)時(shí)顯示為0，閉合照明開(kāi)關(guān)時(shí)為24，這說(shuō)明繼電器外圍電路正常，接著測(cè)量繼電器線(xiàn)圈電阻，結(jié)果為無(wú)窮大，說(shuō)明線(xiàn)圈內(nèi)部可能出現(xiàn)斷路。更換照明繼電器后，檢驗(yàn)故障已消除。綜上說(shuō)明此故障是由于照明繼電器線(xiàn)圈斷路造成。

（2）機(jī)床照明燈閃亮。故障現(xiàn)象：打開(kāi)機(jī)床照明燈開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)照明燈一亮一滅不停地閃亮。排查故障：查看PMC信號(hào)表，打開(kāi)機(jī)床照明電源，觀察梯形圖發(fā)現(xiàn)X004.5信號(hào)閉合,有輸出信號(hào)，說(shuō)明照明開(kāi)關(guān)硬件沒(méi)有故障。再用萬(wàn)用表通電測(cè)量線(xiàn)圈兩端的電壓，接通照明開(kāi)關(guān)時(shí)顯示為0～24之間變化，兩端電壓不穩(wěn)定，這說(shuō)明繼電器的接線(xiàn)柱與導(dǎo)線(xiàn)接觸不良。關(guān)閉機(jī)床電源，檢查接線(xiàn)柱對(duì)這個(gè)故障進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)完成后，檢驗(yàn)故障消除。

（3）四方刀架不能在某個(gè)刀位停下。故障現(xiàn)象：打開(kāi)機(jī)床電源，液壓?jiǎn)?dòng)，回參考點(diǎn)，MDI方式下輸入程序T0101，在AUTO方式下，按循環(huán)啟動(dòng)，觀察四方刀架旋轉(zhuǎn)1號(hào)刀具到加工位。當(dāng)執(zhí)行T0404程序時(shí)，刀架一直轉(zhuǎn)動(dòng)不停止，4號(hào)刀具不能正確到位。故障排查：首先檢查PMC信號(hào)，由機(jī)床PMC信號(hào)表查到T4刀位對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)為X0022.3，觀察梯形圖，在執(zhí)行T0404程序時(shí)，X0022.3沒(méi)有信號(hào)變化。這種情況有兩種原因，一是刀架開(kāi)關(guān)問(wèn)題；二是信號(hào)輸出線(xiàn)路問(wèn)題，導(dǎo)致PLC收不到信號(hào)。針對(duì)原因逐一排查，按下RESET鍵復(fù)位，使用萬(wàn)用表查看各個(gè)刀位是否有電壓變化。先測(cè)量正確刀位T1與COM端電壓，當(dāng)T1換到加工位置時(shí)有24V電壓輸出，用同樣的方法，再來(lái)測(cè)量T4與COM端電壓，當(dāng)T4換到加工位置時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓為0，這就說(shuō)明T4的“開(kāi)關(guān)不動(dòng)作”。關(guān)閉機(jī)床電源，更換開(kāi)關(guān)修復(fù)故障，換刀進(jìn)行驗(yàn)證，故障排除。

（4）軸向超程。故障現(xiàn)象：打開(kāi)機(jī)床電源，液壓?jiǎn)?dòng)，卡盤(pán)夾緊，回參考點(diǎn)，在手動(dòng)方式下，移動(dòng)Z軸，Z向超程，產(chǎn)生報(bào)警，按下超程解除按鈕移出Z軸，松開(kāi)超程解除按鈕，還是報(bào)警。排查故障：先檢查Z向限位開(kāi)關(guān)，由機(jī)床PMC信號(hào)表查到Z向限位開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)為X0020.6。觀察梯形圖中X0020.6一直有信號(hào)輸入，這樣使CNC系統(tǒng)一直發(fā)出超程報(bào)警信號(hào)無(wú)法消除，而此時(shí)溜板箱并沒(méi)有碰到限位導(dǎo)塊，不應(yīng)該產(chǎn)生超程信號(hào)，也就是說(shuō)限位開(kāi)關(guān)信號(hào)應(yīng)該是斷開(kāi)的，不會(huì)產(chǎn)生超程信號(hào)輸入。檢測(cè)一下限位開(kāi)關(guān)是否有故障，拆下開(kāi)關(guān)，壓下觸頭，發(fā)現(xiàn)觸頭不能移動(dòng)，開(kāi)關(guān)彈簧出現(xiàn)問(wèn)題。修復(fù)彈簧故障后，限位開(kāi)關(guān)能接通，報(bào)警消失，故障排除。

（5）液壓卡爪故障。故障現(xiàn)象：開(kāi)機(jī)后將卡爪夾緊方式撥到向內(nèi)夾緊，按下卡爪夾緊按鍵，觀察到卡爪向外移動(dòng)，按下卡爪放松按鍵，觀察到卡爪向內(nèi)收縮。排查故障：由機(jī)床PMC信號(hào)表查到照明開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)為X004.7。在數(shù)控系統(tǒng)面板進(jìn)入PMC程序，按search鍵搜索X004.7，找到X004.7，再撥動(dòng)用戶(hù)面板上的卡爪夾緊方式開(kāi)關(guān)，觀察PMC梯形圖中X004.7觸點(diǎn)始終是斷開(kāi)狀態(tài)，沒(méi)有信號(hào)變化。這說(shuō)明卡爪選擇開(kāi)關(guān)壞了。斷開(kāi)機(jī)床電源，接線(xiàn)圖上找到卡爪選擇開(kāi)關(guān)SA12，點(diǎn)擊修復(fù)故障點(diǎn)擊“開(kāi)關(guān)不變化”進(jìn)行修復(fù)，重新開(kāi)機(jī)驗(yàn)證卡爪的動(dòng)作，動(dòng)作正常，故障排除。

2 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床的電氣故障有些可以通過(guò)報(bào)警信息查找故障原因，可利用這些信息手段縮小診斷范圍，而有些故障雖有報(bào)警信息顯示，但并不能反映故障的真實(shí)原因，這時(shí)需把報(bào)警信息和故障現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)分析解決。首先要熟練掌握機(jī)床的工作原理和動(dòng)作順序，其次要會(huì)利用PMC梯形圖及CNC系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能監(jiān)測(cè)PMC的運(yùn)行狀態(tài)。利用仿真軟件，學(xué)生可以模擬真實(shí)的工作環(huán)境，按照工作流程操作，并且可以學(xué)習(xí)到多種故障案例，為以后實(shí)際維修工作打下牢固基礎(chǔ)。