常見故障
1 故障現(xiàn)象
臺灣 GOODWAY 公司生產(chǎn)的 GCL-15 型數(shù)控車床 , 采用 FANUC ０T 數(shù)控系統(tǒng)。 X 、 Z 分別采用 FANUC 5、10 型 AC 伺服電動機驅(qū)動 , 主軸采用 FANUC 8S AC 主軸驅(qū)動。機床帶液壓夾具、液壓尾架和 15 把刀的自動換刀裝置, 全封閉防護, 自動排屑。機床本身價格高、精度好 , 是該公司的主要加工設(shè)備之一。
該機床發(fā)生的故障現(xiàn)象為 : 機床開機時全部動作正常 , 伺服進給系統(tǒng)高速運動平穩(wěn)、低速無爬行 , 加工的零件 精度全部達到要求。當(dāng)機床正常工作 5-7h 后 ,Z 軸出現(xiàn)劇烈振蕩 ,CNC 報警 , 機床無法正常工作。這時 , 即使關(guān)機再啟動 , 只要手動或自動移動 Z 軸 , 在所有速度范圍內(nèi) , 都發(fā)生劇烈振蕩。但是 , 如果關(guān)機時間足夠長 , 機床 又可以正常工作 5-7h, 并再次出現(xiàn)以上故障 , 如此周期性重復(fù)。
2 故障初步分析
根據(jù)以上故障現(xiàn)象 , 分析其原因不外乎與 Z 軸有關(guān)的機械、電氣兩個方面。在機械方面 , 可能是由于貼塑導(dǎo)軌的熱變形、脫膠 , 滾珠絲杠、絲杠軸承的局部損壞或調(diào)整不當(dāng)?shù)仍蛞鸬姆蔷鶆蛐载撦d變化 , 導(dǎo)致進給系統(tǒng)的不穩(wěn)定。在電氣方面, 可能是由于某個元件的參數(shù)變化 , 引起系統(tǒng)的動態(tài)特性改變, 導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定等。
鑒于本機床采用的是半閉環(huán)伺服系統(tǒng), 為了分清原因, 維修的第一步是松開 Z 軸伺服電動機和滾珠絲杠之間的機械聯(lián)接。在 Z 軸無負載的情況下, 運行加工程序 , 以區(qū)分機械、電氣故障。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn) : 故障仍然存在, 但發(fā)生故障的時間有所延長。因此, 可以確認故障為電氣原因 , 并且和負載大小或溫升有關(guān)。
由于數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)包含了 CNC 、伺服驅(qū)動器、伺服電動機三大部分, 為了進一步分清原因, 維修的第二步是將 CNC 的 X 軸和 Z 鈾的速度給定和位置反饋互換 (CNC 的 M6 與 M8,M7 與 M9 互換 ),即：利用 CNC 的 X 軸指令控制機床的 Z 軸伺服和電動機運動 ,CNC 的 Z 軸指令控制機床的 X 軸伺服和電動機運動 , 以判別故障發(fā) 生在 CNC 或伺服。經(jīng)更換發(fā)現(xiàn) , 此時 CNC 的 Z 軸 ( 帶 X 軸伺服及電動機 ) 運動正常 , 但 X 軸 (帶 Z 軸伺服及電動機)運動時出現(xiàn)振蕩。據(jù)此,可以確認: 控制 Z 軸的 CNC 正常, 故障在 Z 軸伺服驅(qū)動或伺服電動機上。
考慮到該機床 X 、 Z 軸采用的是同系列的 AC 伺服驅(qū)動 , 其伺服 PCB 板型號和規(guī)格相同 , 為了進一步縮小檢查范圍 , 維修的第三步是在恢復(fù)第二步 CNC 和 X 、 Z 伺服間的正常連接后 , 將 X 、 Z 的 PCB 板經(jīng)過調(diào)整設(shè)定后互換。經(jīng)互換發(fā)現(xiàn) , 這時 X 軸工作仍然正常 ,Z 軸故障依舊�？梢� ,Z 軸的 PCB 板正常。
根據(jù)以上試驗和檢查 , 可以確認故障是由于 Z 軸伺服主回路或伺服電動機的不良而引起的。但由于 X 、 Z 電動機的規(guī)格相差較大 , 現(xiàn)場無相同型號的伺服驅(qū)動和電動機可供交換。考慮到伺服主電路和伺服電動機的結(jié)構(gòu)相對比較簡單 , 故采用了原理分析法再進行了以下檢查。
3 伺服主回路分析
經(jīng)過前面的檢查 , 故障范圍己縮小到伺服主回路與伺服電動機上。當(dāng)時筆者認為伺服主回路 , 特別是逆變功率管由于長時間在高壓、大電流情況下工作 , 參數(shù)隨著溫度變化而變值的可能性較大。。
4 伺服電動機檢查與維修
對伺服電動機進行仔細的檢查 , 最終發(fā)現(xiàn)電動機的 V 相 絕緣電阻在故障時變小 , 當(dāng)放置較長時間后 , 又恢復(fù)正常。為此 , 按以下步驟拆開了伺服電動機 ( 圖 2):(1) 松開后蓋連接螺釘 6, 取下后蓋 11;(2) 取出橡膠蓋 12;(3) 取出編碼器連接螺釘 10, 脫開編碼器和電動機軸之間的連接 ;(4) 松開編碼器固定螺釘 9, 取下編碼器 ( 注意 : 由于實際編碼器和電動機軸之 間是錐度啃合 , 連接較緊 , 取編碼器時應(yīng)使用專門的工具 , 小心取下 );(5) 松開安裝座的連接螺釘 8, 取下安裝座 7 。這時 , 露出電動機繞組 5 。經(jīng)檢查 , 發(fā)現(xiàn)該電動機繞組和引出線中間的連接部分由于長時間的冷卻水滲漏 , 絕緣已經(jīng)老化。經(jīng)過重新連接、處理 , 再根據(jù)圖 2 重新安裝上安裝座 7, 并固定編碼器連接螺釘 10, 使編碼器和電動機軸啃合。
5 轉(zhuǎn)子位置的調(diào)整
在完成伺服電動機的維修后 , 為了保證編碼器的安裝正確 , 又進行了轉(zhuǎn)子位置的檢查和調(diào)整 , 方法如下 :(1) 將電動機電樞線的 V 、 W 相 ( 電樞插頭的 B 、 C 腳 ) 相連 ;(2) 將 U 相 ( 電樞插頭的 A 腳 ) 和直流調(diào)壓器的 + 端相 聯(lián) ,V 、 W 和直流調(diào)壓器的 - 端相聯(lián) ( 見圖 3a),編碼器接入+5V 電源 ( 編碼器插頭的 J 、 N 腳間 );(3) 通過調(diào)壓器對電動機電樞加入勵磁電流。這時 , 因為 Iu=Iv+Iw, 且 Iv= Iw, 即使電動 機工作在圖 3b 所示的π /2 位置 , 因此伺服電動機 (永磁式 ) 將自動轉(zhuǎn)到 U 相的位置進行定位 ( 注意 : 加入的勵磁電流不可以太大 , 只要保證電動機能進行定位即可。實際維修時調(diào)整在 3－5A);
(4) 在電動機完成 U 相定位后 , 旋轉(zhuǎn)編碼器使編碼器的轉(zhuǎn)子位置檢測信號 C1 、 C2 、 C4 、 C8( 編碼器插頭的 C 、 P 、 L 、 M 腳 ) 同時為 1, 和電動機實際位置保持一 致 ;(5) 安裝編碼器固定螺釘 , 裝上后蓋 , 完成電動機維修。
經(jīng)以上維修 , 機床恢復(fù)了正常。
6 結(jié)語
數(shù)控機床的 軟故障 是維修過程中最難解決的問題之一。在條件許可時 , 使用 互換法 可以較快地判別故障所在 , 而根據(jù)原理進行分析 , 是解決問題的根本辦法。維修人員應(yīng)根據(jù)實際情況 , 仔細分析故障現(xiàn)象 , 才能判定 故障原因 , 并加以解決。
維修案例
A06B-6089-H101 , A06B-6089-H102 , A06B-6089-H103 , A06B-6089-H104 ,
A06B-6089-H105 , A06B-6089-H106 , A06B-6089-H201 , A06B-6089-H202 ,
A06B-6089-H203 , A06B-6089-H204 , A06B-6089-H205 , A06B-6089-H206 ,
A06B-6089-H207 , A06B-6089-H208 , A06B-6089-H209 , A06B-6089-H210
技術(shù)特點
FANUC數(shù)控系統(tǒng)特點及系列
1．主要特點
日本FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機床和生產(chǎn)機械的特點，在市場的占有率遠遠超過其他的數(shù)控系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
（1）系統(tǒng)在設(shè)計中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)易于拆裝，各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。
（2）具有很強的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力。其工作環(huán)境溫度為0～45℃，相對濕度為75％。
（3）有較完善的保護措施。FANUC對自身的系統(tǒng)采用比較好的保護電路。
（4）FANUC系統(tǒng)所配置的系統(tǒng)軟件具有比較齊全的基本功能和選項功能。對于一般的機床來說，基本功能完全能滿足使用要求。
（5）提供大量豐富的PMC信號和PMC功能指令。這些豐富的信號和編程指令便于用戶編制機床側(cè)PMC控制程序，而且增加了編程的靈活性。
（6）具有很強的DNC功能。系統(tǒng)提供串行RS232C傳輸接口，使通用計算機PC和機床之間的數(shù)據(jù)傳輸能方便、可靠地進行，從而實現(xiàn)高速的DNC操作。
（7）提供豐富的維修報警和診斷功能。FANUC維修手冊為用戶提供了大量的報警信息，并且以不同的類別進行分類。
2．主要系列
（1）高可靠性的PowerMate 0系列：用于控制2軸的小型車床，取代步進電機的伺服系統(tǒng)；可配畫面清晰、操作方便，中文顯示的CRT／MDI，也可配性能／價格比高的DPL／MDI。
（2）普及型CNC 0—D系列：0—TD用于車床，0—MD用于銑床及小型加工中心，0—GCD用于圓柱磨床，0—GSD用于平面磨床，0—PD用于沖床。
（3）全功能型的0—C系列：0—TC用于通用車床、自動車床，0—MC用于銑床、鉆床、加工中心，0—GCC用于內(nèi)、外圓磨床，0—GSC用于平面磨床，0—TTC用于雙刀架4軸車床。 （4）高性能／價格比的0i系列：整體軟件功能包，高速、高精度加工，并具有網(wǎng)絡(luò)功能。0i—MB／MA用于加工中心和銑床，4軸4聯(lián)動；0i—TB／TA用于車床，4軸2聯(lián)動，0i—mate MA用于銑床，3軸3聯(lián)動；0i—mateTA用于車床，2軸2聯(lián)動。
（5）具有網(wǎng)絡(luò)功能的超小型、超薄型CNC 16i/18i／21i系列：控制單元與LCD集成于一體，具有網(wǎng)絡(luò)功能，超高速串行數(shù)據(jù)通訊。其中FSl6i—MB的插補、位置檢測和伺服控制以納米為單位。16i最大可控8軸，6軸聯(lián)動；18i最大可控6軸，4軸聯(lián)動；21i最大可控4軸，4軸聯(lián)動。
除此之外，還有實現(xiàn)機床個性化的CNC 16／18 / 160／180系列。
內(nèi)容詳情
發(fā)那科伺服器是當(dāng)今主要數(shù)控系統(tǒng)配套伺服器，成熟的技術(shù)，一流的精度，滿足大部分數(shù)控系統(tǒng)的要求。我司專業(yè)維修發(fā)那科伺服器，經(jīng)驗豐富，檢測手段一流。
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