数控机床坐标轴不动的故障处理

发布时间:2010-10-28
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配备FANUC16i、18i、0i数控系统的机床中,如果坐标轴无法移动,系统会出现410报警,含义是对应的轴移动中的位置偏差量大于设定值。坐标轴不动的原因有:①机床进入互锁状态;②电机动力线故障;③伺服放大器故障;④编码器电缆或编码器故障;⑤伺服电机故障;⑥刹车机构故障;⑦机械故障;⑧伺服电源故障;⑨CNC控制系统故障。依据维修说明书处理此类故障比较繁琐,下面根据实际中故障出现的频率高低来逐一分析。

1.分析及处理
(1)自锁信号是否有效此故障通过查看梯形图即可。①在系统参数3003中如果第0位(3003#0)设为0时,全轴互锁信号(*IT)有效,对应梯形图中的信号G8.4。由于G8.4采用负逻辑,低电平有效,即G8.4为0或线圈不点亮时,G8.4有效,所有轴进入互锁状态,不能移动。此时要根据梯形图进一步分析造成G8.4为0的原因。②系统参数3003中如果第2位(3003#2)设为0时,各轴互锁信号(*ITn)有效,对应梯形图中信号G130.0(对应第1轴)、G130.1(对应第2轴)、G130.2(对应第3轴)、G130.3(对应第4轴)。此信号同样是低电平有效,即梯形图中相应轴的G信号为0或不点亮时,G信号有效,对应轴进入互锁状态,不能移动。同样要根据梯形图进一步分析造成G信号为0的原因。
(2)检查伺服电机的动力线是否正常用万用表检查电机动力线间的阻值应为几Ω,若阻值无穷大,则可能是动力线断线或者电机绕组断线。动力线和地线间的阻值正常为100MΩ以上,若阻值小于10MΩ,说明电机或动力线的绝缘能力下降。实践中最常见的是电机动力线接头故障。因切削液渗漏或喷溅到电机接头中造成的短路,可用电吹风机均匀烘干电机和电缆的接头部分,恢复其绝缘能力或者直接换线;另外经常发生接头连接松动、焊接断线或动力线因工作台的往复运动而折断的故障。
(3)确认是否为重力轴不动重力轴是指由于滚珠丝杠无自锁能力、在重力作用下会自行下滑的轴。如数控车床中倾斜床身的X轴、立式加工中心的Z轴等。在重力轴中装有刹车机构,伺服电机断电后能锁住重力轴不动,通电后刹车线圈得电,松开刹车机构,使丝杠顺畅地转动。刹车线圈电源一般为直流24V或90V。如果重力轴不动,要优先考虑刹车部分是否有故障,例如线圈是否得电、是否断路、刹车机构工作是否正常等问题。
(4)伺服放大器故障最有效的解决办法用一个完好的伺服放大器更换。在更换前须测量动力线对地的阻值,无短路时的阻值应在10MΩ以上,同时观察诊断号200#4(HCA)的值,若为1,说明有严重的短路故障。须确保伺服电机或者动力线无短路故障时才可更换,以免损坏好的伺服放大器。
(5)编码器或编码器电缆故障这时通常会伴有300号以后的报警,显示故障与编码器相关。原因:①编码器电缆断线、连接松动或屏蔽不良等故障,尤其是接头或经常活动的部分,需重新焊接或更换电缆。②编码器本身故障,此时需更换编码器。
(6)伺服电机故障伺服电机动力线之间的阻值应相等,阻值约几Ω。电机绕组与地间的绝缘电阻在100MΩ以上为绝缘良好,10~100MΩ时绝缘下降,1~10MΩ绝缘下降加剧,1MΩ以下不宜使用,需维修或更换电机。
(7)机械故障机械阻力大造成电机停转,此时在诊断画面会有过载或过流指示,对应诊断号200#7(OVL)#5(OVC)可能为1。可拆下电机,让电机单独旋转看是否正常。用手转动丝杠,观察是否旋转无障碍。如果阻力太大或卡死,应维修机械部分,如导轨、丝杠、轴承、联轴器、护板等。
(8)伺服电源模块故障αi系列伺服放大器有单独的电源模块,输入三相交流200V(允许波动范围170~220V),输出直流300V(允许波动范围240~400V),提供给伺服放大器,伺服放大器经过脉宽调制(PWM)变成交流电驱动伺服电机。独立式伺服电源如三相交流电源输入正常而直流输出不正常,则应根据电源模块的窗口报警提示处理或更换电源模块。βi系列伺服放大器和伺服电源作成一体。如一体式伺服电源三相交流电源输入正常仍有报警,应根据模块的窗口报警提示处理或更换一体式模块。
(9)CNC控制系统故障更换主板,判断故障是否消失。

2.维修实例
例1:一台加工中心配发那科0i-B系统,机床工作台X轴无法移动,报警号为410。
故障处理:查看诊断号200#5为1,说明有过电流现象。用万用表检查动力线和地线之间的阻值只有3MΩ左右,说明伺服电机或动力线绝缘能力下降。打开护板,发现有切削液渗漏到电机接头处。拆下电缆,用电吹风均匀烘干电机和动力线的接头,恢复其绝缘能力。将护板断裂的密封条更换后,试机正常。
例2:一台配发那科0i-C系统的加工中心,擦拭机床后Y轴工作台无法移动,报警号为410。
故障处理:机床保养或擦拭时由于个别部件需要挪动或清洗,经常会出现断路和短路现象。经过观察发现电气箱顶部有缝隙,清洗剂由此渗漏到Y轴伺服放大器中。更换伺服放大器后一切正常。

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