FANUC 0i-MD數(shù)控系統(tǒng)電池維護(hù)與改造的策略研究

李海斌 戴雪華 佘 威

（1.溫嶺市太平高級職業(yè)中學(xué)，臺州 317500；2.武漢儀表電子學(xué)校，武漢 430074）

在加工中心中，F(xiàn)ANUC 0i-MD數(shù)控系統(tǒng)采用的原配電池是松下Panasonic BR-CCF2TH 6V鋰電池。正常開機(jī)時，電池基本不耗電，而停機(jī)時需要電池供電以保存系統(tǒng)數(shù)據(jù)，此時耗電量大。當(dāng)出現(xiàn)電池電壓變低時，開機(jī)和機(jī)床使用中會發(fā)生DS0307APC黃閃故障報警，在機(jī)床開機(jī)狀態(tài)下更換電池即可；當(dāng)電池電壓過低時，絕對位置脈沖編碼器的當(dāng)前信息丟失，開機(jī)會出現(xiàn)DS0306報警，顯示機(jī)床原點(diǎn)參數(shù)丟失，造成機(jī)床無法正常使用，必須更換電池和重新設(shè)置參數(shù)。

學(xué)校實訓(xùn)中心的機(jī)床，因為使用的時間比企業(yè)要少，特別在法定長假或者寒暑假時基本處于停機(jī)狀態(tài)，經(jīng)常會在開學(xué)初出現(xiàn)機(jī)床因電池缺電而需要更換和維護(hù)。加工中心因為有刀具庫，主軸的高度不能設(shè)置在隨意的位置，需要跟換刀臂的位置匹配，再加上參數(shù)的設(shè)置，就變成了一項耗時較大的工作。市場上的原配系統(tǒng)電池廠商售價很高，需要600元一個電池組，使用時間一到兩年。

1 電池的更換

電池的更換要分兩種情況，一是DS0307 APC黃閃故障報警更換，二是出現(xiàn)DS0306報警后更換。本文以浙江凱達(dá)KDX800L數(shù)控立式銑床為例，運(yùn)用FANUC 0i-MD數(shù)控系統(tǒng)，后加配德大機(jī)械（昆山）#40圓盤式刀庫，機(jī)床的X軸、Y軸、Z軸采用絕對位置脈沖編碼器。

（1）當(dāng)出現(xiàn)DS0307 APC黃閃故障報警，機(jī)床可以正常使用，理論上原配電池還可以繼續(xù)維持一周左右的供電，但是因為電池質(zhì)量無法確保，基本都會馬上予以更換。在開機(jī)的狀態(tài)下直接更換外接電池，更換后在操作面板上按reset鍵即可，無需重啟機(jī)床，也不需要重設(shè)參考點(diǎn)。接頭插拔時，要注意接頭的方向位置，不要壓壞針腳，同時也要注意安全，不要觸碰電器柜內(nèi)的高壓電。

較新的機(jī)床上基本都會在主板上集成法拉電容，在外接電池短時間斷電，拉法電容會繼續(xù)供電，理論上最多可以保持一天的數(shù)據(jù)不會丟失，因此出現(xiàn)DS0307 APC黃閃報警也可以在關(guān)機(jī)時更換電池。但關(guān)機(jī)的必要性不大，因為主板上可能沒有集成拉法電容或者有拉法電容卻已接近失效，所以不建議在關(guān)機(jī)狀態(tài)下更換電池。

（2）電池在虧電的情況下繼續(xù)耗電而沒有及時被發(fā)現(xiàn)，造成電池電壓持續(xù)降低，低于某一個值時會出現(xiàn)SD0306報警，絕對位置脈沖編碼器的當(dāng)前信息丟失，機(jī)床無法正常工作。更換電池后，機(jī)床會出現(xiàn)DS0300報警，提示須回參考點(diǎn)，此時必須重新設(shè)置參考點(diǎn)，如圖1所示。

圖1 DS0300報警

圖2 參數(shù)設(shè)置

1.1 設(shè)置步驟

打開參數(shù)開關(guān)；將參數(shù)No 1815#4（APZ：X軸，Y軸，Z軸）設(shè)置為0；機(jī)床斷電；機(jī)床上電，顯示需要回參考點(diǎn)；手輪移動X、Y、Z三軸到需設(shè)置的參考點(diǎn)位置；將參數(shù)No 1815#4（APZ：X軸，Y軸，Z軸）設(shè)置為1；看機(jī)械坐標(biāo)是否為0，是的話將參數(shù)No 1815#3（APC：X軸，Y軸，Z軸）設(shè)置為1；關(guān)閉參數(shù)開關(guān)；機(jī)床斷電；機(jī)床上電；參考點(diǎn)設(shè)置完成，如圖2所示。

1.2 設(shè)置注意事項

一是設(shè)置APZ時，須確保機(jī)床位于原參考點(diǎn)位置。二是若X、Y、Z三軸在設(shè)置前移動距離過少，有可能無法設(shè)置APZ值，相應(yīng)的軸需要移動至少絲杠一個螺距的距離。三是涉及刀庫，需要調(diào)整主軸的高度與換刀臂的位置相匹配，先移動主軸到大概位置，再手動把換刀壁轉(zhuǎn)到主軸下方，用塞尺量取兩者的相對位置以調(diào)整高度即可。部分機(jī)床在護(hù)罩板上有箭頭位置標(biāo)識，移動到位就可。

四是在設(shè)置參考點(diǎn)后，開機(jī)后Z軸的機(jī)械坐標(biāo)可能會顯示一個非零的負(fù)數(shù)，相對坐標(biāo)的Z值仍然為0，造成這一現(xiàn)象的原因是主軸電機(jī)的剎車功率不足，主軸會因重力影響使位置發(fā)生微量下降，每次發(fā)生的位移量也不同，但不會影響機(jī)械零點(diǎn)及換刀。五是設(shè)置完成后必須檢查，先主軸回零（MDI下運(yùn)行G91G28G0Z0），再手動轉(zhuǎn)動機(jī)械臂角度位置到主軸下方，檢查高度是否準(zhǔn)確。

2 電池的改造

由于系統(tǒng)原配的電池價格高昂，筆者產(chǎn)生了改造電池的設(shè)想。

一是試驗采用自動充電電池來供電，充電的電源如果引自機(jī)床電器柜內(nèi)的電源，會使機(jī)床部分電路電壓不穩(wěn)定，造成數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動器或者伺服電機(jī)的運(yùn)行不穩(wěn)定。而采用外接電源來供電會比較麻煩，需要外接引入220V交流電，要配相應(yīng)的變壓器，并且位置不好安裝。另外，從實訓(xùn)室的用電安全和規(guī)范角度考慮，這樣做也不妥當(dāng)。驗證后，不建議使用這樣的方式來改造。

二是采用4節(jié)5號大容量可充電電池來供電，在網(wǎng)上購買一個4節(jié)5號電池的電池盒，接入原先的接頭就可以替換使用。使用3D打印機(jī)打印一個可以外掛在原先電池盒位置上的盒子，把電池盒放入這個盒中，如圖3、圖4所示。

圖4 電池盒在3D打印盒中的放置

圖3 3D打印盒

停機(jī)狀態(tài)下，外接電池的耗電量比較大，一般的電池使用時間為2個月左右，大容量電池的使用時間為5個月左右，基本可以滿足要求。這樣的方式改造費(fèi)用比較低，也符合使用的要求，沒有增加維護(hù)的工作量。試用驗證后，建議使用這種方式改造。

3 結(jié)語

機(jī)床的保養(yǎng)工作比較煩瑣，如果日常維護(hù)是由數(shù)銑加工的科任教師負(fù)責(zé)而非專業(yè)設(shè)備維修人員，工作的難度就會很大。在能夠吃透問題的情況下，人們可以進(jìn)行適當(dāng)創(chuàng)新實踐，從而快速提高教師的機(jī)床維護(hù)實踐能力。