数控机床调试与维修.doc
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1、数控机床调试与维修附录11:具有自检功能的系统故障诊断与排除目录相关知识与技能1故障追踪方法11 故障处置的一般方法与程序12 故障分析13 其他相关措施14 保持与FANUC维修服务中心的联系2参考点类故障21参考点出现偏差211故障原因212诊断与排除22 返回参考点异常90号报警221 故障原因222 诊断与排除23 请求返回参考点3n0报警(n为轴号)231 产生故障的原因232 诊断与排除3编码器类故障31 3n13n6号报警311 产生故障的原因312 诊断与排除32 3n73n8号报警绝对脉冲编码器电池电压太低33 3n9号报警串行脉冲编码器异常4伺服系统类故障41 400、40
2、2、406、490号报警(过载)42 401、403、406、491号报警(*DRDY信号断开)43 404、405号报警*DRDY信号接通44 4n0号报警停止时的位置偏差量过大45 4n1号报警移动中位置偏差量过大46 4n4号报警数字伺服系统异常47 4n6号报警断线报警48 4n7号报警数字伺服参数异常49 700号报警控制侧过热5有关主轴的故障51 704号报警主轴速度波动检测报警52 408号报警主轴串行链未正常启动53 409号报警主轴单元报警54 945和946号报警串行主轴通信错误6奇偶校验类故障61 998号报警ROM奇偶错误62 910916号报警RAM奇偶错误63“92
3、0922”号报警监控电路或RAM奇偶错误7其他类型的故障71 941号报警存储印制电路板安装不正确或连接不可靠72 930号报警CPU错误73 960号报警子CPU错误(非法中断)74 950号报警熔丝熔断思考题实训项目5.7 具有自检功能的系统故障诊断与排除实训学时:6学时。实训目的:根据系统提供的故障报警与显示信息,确定所发生故障的引发原因,针对可能原因,采取相应的处置措施,恢复机床功能;掌握相关报警/故障的处置方法。实训内容与要点:(1)系统故障的处置方法。(2)参考点出现偏差故障的诊断与排除。(3)90号报警(返回参考点异常)的诊断与排除。(4)3n0号报警(请求返回参考点)的诊断与排
4、除。(5)编码器类故障(3n13n6、3n73n8、3n9号报警)的诊断与排除。(6)伺服系统类故障(400406、4n0、4n1、4n4、4n6、4n7、490、491、700等号报警)的诊断与排除。(7)主轴类故障(408、409、704、945、946等号报警)的诊断与排除。(8)奇偶校验类故障(910916、920922、998等号报警)的诊断与排除。(9)其他类型的故障(930、941、950、960等号报警)的诊断与排除。实训设备:(1)XK400型数控铣床、配置FANUC数控系统的机床或综合调试台。(2)计算机及数据传输软件、梯形图编辑软件。(3)万用表或示波器等常用测试仪器。实
5、训具体要求:(1)规范实训,按操作规程操作机床。(2)机床工作时,严禁用手或导体触碰各通电电器,确保人身和设备安全。(3)训练时,主轴不需要装刀,避免意外受伤。(4)具备前几部分的相关知识与技能。(5)提高对NC故障报警信息的分析能力。(6)该项目中的故障不能轻易设置,否则会损坏机床系统。组织形式:教师:演示与指导,组织学生训练、演示、讨论与评估。学生:分组实训,采取组长负责制,负责指导、提问与考核各组员,遇到系统故障时,必须共同讨论,并经得指导教师的同意后,才能着手排查与处置。相关知识与技能:这类故障主要与NC系统有关,由于NC系统具有自检测功能,所以大多数故障均有报警号及报警信息显示,根据
6、显示内容可初步确定故障产生的原因,因此,在该项目中,主要以报警号和信息显示内容为线索,进行故障诊断与排除。共性的诊断方法按如下的故障追踪方法实施。1故障追踪方法11 故障处置的一般方法与程序图附11-1 故障处置的一般方法与流程12故障分析主要从以下三个方面着手。1)故障出现的频度。2)操作记录。3)故障现象。下面对这3个方面进行详述。(1)故障发生频度1)日期和时间。2)是否在操作中出现?(操作时间有多长)。3)是否在电源接通时出现?4)是否出现雷击、电源故障或其他电源干扰?5)出现了多少次。只有一次。出现多次(每小时、每天或每月多少次)。(2)操作记录(进行什么操作时出现故障)1)出现故障
7、时,NC所处模式(手动模式/存储器操作模式/MDI模式/返回参考点模态)。2)程序运行时发生。 在程序中什么地方? 什么程序号和顺序号? 什么程序? 轴移动时出现? 在执行M/ S/ T 代码时出现? 故障是程序特有的?3)同样的操作是否引起同样的故障(检查故障的重复性)?只在数据输入/输出时出现?4)与进给轴伺服有关的故障 在低进给速度和高进给速度时均出现? 只对某个轴发生该故障?(在断开电缆情况下)5)与主轴相关的故障。什么时候出现该故障?(电压接通时、加速时、减速时或恒速转动时)(3)故障现象1)报警显示内容。2)显示是否正确。3)加工尺寸不正确 误差有多大。 显示器上的位置显示是否正确
8、。 偏移量是否正确。13 其他相关措施(1)机床的干扰噪声若故障不是频繁发生,则可能是电源的外部噪声或电缆的感应噪声所致。用其他机床在同一电源下工作,对比检查是否有同类故障发生。(2)检查机床的防噪措施机床侧防噪的正确措施应该按如下要求实施。1)电缆分组布设。 初级AC 电源线、次级电源线、AC/DC 电源线(包括伺服和主轴电动机电源线)、AC/DC 电磁线圈、AC/DC 继电器等分为一组,称之为A组。 DC 电磁线圈(24 V)、DC 继电器(24 V)、CNC 和电气柜之间的 DI/DO 电缆、CNC 和机床之间的 DI/DO 电缆等分为一组,称之为B组。 CNC 和伺服放大器之间的电缆、
9、位置和速度反馈电缆、CNC 和主轴放大器之间的电缆、位置编码器电缆、手脉电缆、CNC 和显示器/MDI 之间的电缆、RS-232、RS-422接口电缆、电池电缆、其他需要屏蔽的电缆等分为一组,称之为C组。尽量将 A、B、C 组的电缆各自屏蔽,捆绑时,组与组之间的距离应大于10 cm。2)接地措施。 信号地(SG)提供给电子系统的信号参考电压(0 V)。 外壳地(FG)用于安全并消除外部和内部噪声。机架、单元外壳、面板和单元间的接口电缆屏蔽层都统一接到 FG 中。 系统地将连接于装置或单元间的外壳接地与大地相连。3)接地系统的连接要求。 只能在 CNC 控制单元中的一个地方将信号地(0V)与外壳
10、地(FG)连接起来。 系统接地按 3 级接地要求(接地电阻应小于或等于100 )。 系统接地电缆必须有足够的横截面积,确保故障电流能安全地流入系统地。 配置交流电源线和系统接地线,并在连接接地线的状态下提供电源。4)消噪措施。交/直流电磁阀和继电器的通断产生的噪声(浪涌电压)会对电子线路产生干扰。FANUC公司推荐 CR(电阻和电容串联构成)灭弧器作为交流线路的消噪装置,采用续流二极管作为直流继电器线圈的消噪元件。灭弧器的参考电容和电阻应符合电阻为线圈的等效直流电阻、电容为F(I为线圈稳定工作状态下的电流)。5)电缆卡与屏蔽保护。电缆卡主要用于支承全部电缆及适当的屏蔽接地(剥开部分电缆绝缘层露
11、出屏蔽网,用电缆卡将该屏蔽网与接地板卡住)。(3)检查输入电源电压1)电压是否有变化。2)输入电源的相序配置是否正确。3)是否为标准电压。(4)检查控制单元的环境温度。控制单元(NC)的正常环境工作温度为 045 C。(5)检查控制单元上是否有强振动操作时,振动强度应0.5 G。14 保持与FANUC维修服务中心的联系与FANUC维修服务中心联系时,需要指明下列几项内容。1)NC单元的名称。2)机床厂家的名称以及机床类型。3)软件系列/NC 的版本。4)伺服放大器和电动机的规格(与伺服相关的故障)。5)主轴放大器与主轴电动机的规格(与主轴相关的故障)。 关于NC 单元和伺服/主轴放大器的位置:
12、参见机床厂家提供的图纸。 FANUC 采用下列规格代码。伺服/主轴放大器A06B-H。伺服/主轴电动机A06B-B。上述“”表示某个数字。2参考点类故障参考点类故障包括以下三种情况。1)参考点出现偏差。2)返回参考点异常90号报警。3)请求返回参考点3n0号报警。21参考点出现偏差211故障原因参考点出现偏差的可能原因有以下几种。1)脉冲编码器出故障。2)伺服模块出故障。3)伺服电动机连接不正确。4)减速档块不合适。5)减速开关出故障。212诊断与排除当参考点出现偏差时,按图附11-2的方法与步骤进行诊断与排除。图附11-2 参考点出现偏差的诊断与排除方法22返回参考点异常90号报警221故障
13、原因在返回参考点的操作过程中出现90号报警,其可能原因有以下几种。1)位置偏差量太小或回参考点前的起始位置太近,必须保证以大于128个脉冲的速度运行时能获得至少一次零脉冲信号。2)进给速度太低。3)减速开关出故障。4)参考点返回前,移动轴所在位置离参考点太近。5)脉冲编码器出故障。6)轴卡出故障(不建议设置此类故障)。7)脉冲编码器电源电压不正常严禁串入交流电源电压。222 诊断与排除当出现参考点返回故障时,按图附11-3所示的方法和步骤进行诊断与排除。图附11-3 参考点返回故障的诊断与排除 注意: 在更换脉冲编码器或电动机后,参考位置或机床的基准点可能与以前不同,必须正确设定。必须采用一个
14、高于128个脉冲的速度返回参考点操作。如果速度低于此值,一转的信号不能稳定地产生作用,从而引起不正确的位置检测。23 请求返回参考点3n0报警(n为轴号)231 产生故障的原因在更换串行脉冲编码器或断开串行脉冲编码器的位置反馈信号电缆时,串行脉冲编码器的绝对位置数据丢失。232 诊断与排除 按以下三种情况实施操作。(1)参考点返回功能有效1)只对发生该报警的坐标轴执行手动参考点返回。若有其他轴报警而无法执行手动参考点返回时,修改参数PRM#21,解除报警后,再执行手动参考点返回。#7#6#5#4#3#2#1#0PRM#21APC8APC7APC4APCZAPCYAPCXAPCXZ、APC4、A
15、PC78为各轴的绝对脉冲编码器。1:使用。0:不用。2)在参考点返回结束时,按RESET键解除报警(2)参考点返回功能无效若参考点返回功能失效时,必须执行无挡块参考点设定,记忆参考点位置(3)更换串行脉冲编码器时由于参考点位置与以前的不同,因此必须改变栅格偏移量(修改参数PRM#508511、PRM#641、PRM#642、PRM#7508、PRM#7509)以修正参考点位置。 相关的系统配置参数#7#6#5#4#3#2#1#0PRM#22ABS8ABS7ABS4ABSZABSYABSXABSXZ、ABS4、ABS78为各轴绝对脉冲编码器的参考位置1:建立。0:未建立。系统配置及连接如图附11
16、-4所示。图附11-4 FANUC 0系统伺服配置及连接3编码器类故障编码器类故障主要有以下三种情况。1)绝对脉冲编码器出故障3n13n6号报警(n为轴号)。2)绝对脉冲编码器电池电压太低3n73n8号报警。3)串行脉冲编码器异常3n9号报警。31 3n13n6号报警XK400型铣床为半闭环控制系统,无绝对脉冲编码器,因此该故障不可能在XK400型机床上出现,但作为一类故障在此叙述。311 产生故障的原因产生该类故障的可能原因主要有三种情况。1)绝对脉冲编码器出故障。2)电缆连线错误或断线(严禁串入交流电源电压)。3)伺服接口模块发生故障(建议不设置此类故障)。312诊断与排除(1)检查电缆连
17、接及断线情况在轴卡连接处轻推来自绝对脉冲编码器的反馈电缆,观察是否出现报警,若出现报警,则更换电缆。按图附11-5和图附11-6检查电缆连接及断线情况。图附11-5 采用电动机内装绝对位置编码器时(J220222B)的连接信号图附11-6 采用分离型绝对脉冲编码器时的连接信号(2)检查脉冲编码器用示波器检测绝对位置编码器的输出信号是否正确,若不正确,更换绝对位置编码器。(3)更换轴卡32 3n73n8号报警绝对脉冲编码器电池电压太低XK400型机床不会有此类报警。当NC系统出现这类报警时,必须更换电池盒中的电池。按下列方法和步骤更换与坐标轴轴卡连接器相连的电池盒中电池,第14轴轴卡连接器为CP
18、A9,第5/6 轴轴卡连接器为CPA10,第7/8轴轴卡连接器为CPA11。若采用内装式绝对脉冲编码器B 型伺服接口轴卡或、b系列放大器,电池装在伺服放大器内。关于这类放大器,按伺服放大器相应手册中的说明更换电池。更换电池时,按下列方法和步骤实施。1)更换系列伺服放大器的电池时,保持伺服放大器的电源接通;2)更换编码器的电池时,不要更换控制单元(用于存储数据)的电池若绝对编码器为分离型结构,按下列步骤更换绝对脉冲编码器电池。1)准备好4个商用碱性电池(UM-1型);2)接通CNC电源,若在 NC 断电情况下更换电池,则将丢失与绝对位置相关的所有数据;3)松开电池盒上的螺钉,取下盒盖(电池盒的更
19、换,参见机床厂家手册);4)按图附11-7所示更换电池盒中的电池;5)更换完电池后,装上盒盖;6)断开CNC电源。图附11-7 电池盒及电池的排放关系33 3n9号报警串行脉冲编码器异常对于这类故障,NC系统提供了相关的诊断号,可根据诊断号的状态诊断编码器的故障类型,采取相应的排除措施。相关的诊断号及其定义如下:#7#6#5#4#3#2#1#0DGN#760CSAPHARCACKASPH DGN#767CSAPHARCACKASPH#6(CSA):诊断和报警。#4(PHA):相位数据异常报警。#3(RCA):速度计数异常报警。#1(CKA):时钟报警。#0(SPH):软相位数据异常报警。故障现
20、象:1)当报警频繁发生时,利用上述诊断功能检查相关内容。如果诊断数据相同,则串行脉冲编码器可能出故障,必须更换编码器2)如果诊断结果不一样,或检测到其他异常情况,则可能是某种外部干扰引起的。注意:当更换了串行脉冲编码器后,对应轴的参考点和机床的基准位置与以前的不同,必须进行正确调节和设定(减速撞块位置调节、FL速度调整等),确保参考点返回正确。根据DGN#760767报警情况,再利用下列诊断号提供的信息确认故障情况。#7#6#5#4#3#2#1#0DGN#770DTECRCSTB DGN#777DTECRCSTB#7(DTE):数据丢失。#6(CRC):串行通信错误。#5(STB):停止位错误
21、。产生故障的可能原因如下。 (1)#7(DTE): 串行脉冲编码器无响应。1)连接电缆断线,取下电缆两端连接器,仔细检查各连接线的通断情况。2)串行脉冲编码器出故障,更换串行脉冲编码器。3)串行脉冲编码器的 +5 V 电压降低。(2)#6(CRC)、#5(STB):串行通信出故障。1)连接电缆断线。2)串行脉冲编码器出故障。3)轴卡出故障。注意:在更换串行脉冲编码器之后,对应轴的参考点或机床的基准点与更换前的不同,因此必须重新设定和调节。4. 伺服系统类故障伺服系统故障主要有以下几种情况。1)过载类400、402、406、490号报警。2)*DRDY信号断开401、403、406、491号报警
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