FANUC數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床誤差過(guò)大報(bào)警維修處理方法
數(shù)控機(jī)床編碼器、光柵尺、反饋電纜伺、服放大器、伺服電機(jī)或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障時(shí)往往系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)誤差過(guò)大報(bào)警，如FANUC系統(tǒng)的410#報(bào)警和411#報(bào)警。
410#報(bào)警：SERVO ALARM：n- TH AXIS- EXCESS ERROR
報(bào)警解釋：①第n軸的停止位置偏差值超過(guò)參數(shù)1829的設(shè)定值。②在簡(jiǎn)易同步控制中，同步補(bǔ)償量超過(guò)參數(shù)8325的設(shè)定值。
411#報(bào)警：SERVO ALARM：n- TH AXIS- EXCESS ERROR
報(bào)警解釋：第n軸移動(dòng)時(shí)的位置偏差值超過(guò)參數(shù)1828的設(shè)定值。
一、工作原理
在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行伺服控制的過(guò)程中，系統(tǒng)的移動(dòng)指令經(jīng)脈沖分配處理，進(jìn)入誤差寄存器，對(duì)誤差寄存器的數(shù)值遞增，通過(guò)伺服的速度回路以及電流回路，由伺服放大器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使安裝在電機(jī)后面的增量式編碼器發(fā)出數(shù)字脈沖，反饋到伺服放大器，通過(guò)FSSB光纜由進(jìn)入誤差寄存器，對(duì)誤差寄存器的數(shù)值進(jìn)行遞減，正常情況下誤差寄存器里的數(shù)值始終保持在一定范圍以內(nèi)，伺服停止時(shí)，誤差寄存器的數(shù)值為0。如果移動(dòng)指令或編碼器反饋兩者中有一個(gè)沒(méi)有，就會(huì)造成誤差寄存器里的絕對(duì)數(shù)值過(guò)大，在移動(dòng)時(shí)，如果誤差寄存器里的絕對(duì)數(shù)值>參數(shù)1828里設(shè)定的數(shù)值，機(jī)床就會(huì)出現(xiàn)411報(bào)警，在停止時(shí)如果誤差寄存器里的絕對(duì)數(shù)值>參數(shù)1829里設(shè)定的數(shù)值，機(jī)床就會(huì)出現(xiàn)410報(bào)警。誤差寄存器的數(shù)值可以在FANUC系統(tǒng)的診斷 300號(hào)看到。
二、故障原因
通過(guò)以上分析可知，每當(dāng)伺服使能接通，或者軸定位完成時(shí)，都要進(jìn)行上述誤差比較。當(dāng)以上誤差比較超值后，就會(huì)出現(xiàn)410#報(bào)警，即停止時(shí)的誤差過(guò)大。當(dāng)伺服軸執(zhí)行插補(bǔ)指令時(shí)，指令值隨時(shí)分配脈沖，反饋值也隨時(shí)讀入脈沖，誤差計(jì)數(shù)器隨時(shí)計(jì)算實(shí)際誤差值。當(dāng)指令值、反饋值其中之一不能正常工作時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致誤差計(jì)數(shù)器數(shù)值過(guò)大，即產(chǎn)生411#移動(dòng)中誤差多大報(bào)警。
那么哪些環(huán)節(jié)會(huì)導(dǎo)致上述兩種情況的發(fā)生呢？通過(guò)維修記錄的統(tǒng)計(jì)，多數(shù)情況下是發(fā)生在反饋環(huán)節(jié)上。另外機(jī)械過(guò)載、全閉環(huán)振蕩等都容易導(dǎo)致上述報(bào)警的發(fā)生，現(xiàn)將典型情況歸納如下：
①編碼器損壞；
②光柵尺放大器故障；
③光柵尺臟或損壞；
④反饋電纜損壞，斷線、破皮等；
⑤伺服放大器故障，包括驅(qū)動(dòng)晶體管擊穿、驅(qū)動(dòng)電路故障、動(dòng)力電纜斷線虛接等；
⑥伺服電機(jī)損壞，包括電機(jī)進(jìn)油、進(jìn)水、電機(jī)匝間斷路等；
⑦機(jī)械過(guò)載，包括導(dǎo)軌嚴(yán)重缺油，導(dǎo)軌損傷、絲杠損壞、絲杠兩端軸承損壞，聯(lián)軸器松動(dòng)或損壞等。
三、實(shí)例分析
實(shí)例1：某FANCU 0iTB數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)控制數(shù)控車床，Z軸移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)411#報(bào)警。首先通過(guò)伺服診斷畫(huà)面觀察Z軸移動(dòng)時(shí)的誤差值。通過(guò)觀察，發(fā)現(xiàn)Z軸低速移動(dòng)時(shí)位置偏差數(shù)值尚未得到及時(shí)調(diào)整就出現(xiàn)了411#報(bào)警。這種現(xiàn)象是比較典型的指令與反饋不協(xié)調(diào)，有可能是反饋丟失脈沖，也有可能是負(fù)載過(guò)大而引起的誤差過(guò)大。
由于是半閉環(huán)系統(tǒng)，所以反饋裝置就是電動(dòng)機(jī)后面的脈沖編碼器，該機(jī)床使用FANCU 0iTB數(shù)控系統(tǒng)，并且X和Z軸均配置αi系列數(shù)字伺服電機(jī)，所以編碼器的互換性好，并且比較方便，因此維修人員首先更換了兩個(gè)軸的脈沖編碼器。但是完成后故障依舊存在，初步排除了編碼器問(wèn)題。通過(guò)查線、測(cè)量，確認(rèn)反饋電纜即連接也沒(méi)有問(wèn)題。視線轉(zhuǎn)向外圍機(jī)械部分，技術(shù)人員將電機(jī)與機(jī)床脫離，將電動(dòng)機(jī)從聯(lián)軸器上拆下，通電旋轉(zhuǎn)電機(jī)，無(wú)報(bào)警，排除了數(shù)控系統(tǒng)和伺服電機(jī)故障。檢查機(jī)械傳動(dòng)部分，使用扳手手動(dòng)旋轉(zhuǎn)絲杠，發(fā)現(xiàn)絲杠很沉，明顯超出正常值，說(shuō)明進(jìn)給軸傳動(dòng)鏈存在機(jī)械故障，通過(guò)鉗工檢修，修復(fù)Z軸絲杠機(jī)械問(wèn)題，重新安裝電動(dòng)機(jī)，機(jī)床工作正常。
實(shí)例2：某FANUC 0iMC系統(tǒng)半閉環(huán)立式數(shù)控銑床，Y軸解除急停開(kāi)關(guān)后數(shù)秒隨即產(chǎn)生410#報(bào)警。
410#報(bào)警是由于停止時(shí)誤差過(guò)大引起的，一般也是由于反饋、驅(qū)動(dòng)、外圍機(jī)械這三種因素引起的。凡是這類誤差過(guò)大的報(bào)警，首先要觀察伺服運(yùn)轉(zhuǎn)（SV-TURN）畫(huà)面。通過(guò)觀察，發(fā)現(xiàn)松開(kāi)急停開(kāi)關(guān)后“位置偏差”數(shù)值快速加大，并出現(xiàn)報(bào)警，此時(shí)機(jī)床竄動(dòng)一下并停止。
如何快速簡(jiǎn)易的判斷位置編碼器故障？可以先按下急停開(kāi)關(guān)，用手動(dòng)或借助工具使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，如果SV-TURN畫(huà)面中位置偏差也跟著變化，說(shuō)明編碼器沒(méi)有問(wèn)題。使用此方法，通過(guò)伺服診斷畫(huà)面看到反饋脈沖良好，基本排除脈沖編碼器及反饋環(huán)節(jié)的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，通電時(shí)間不長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)溫升可達(dá)60～70度。通過(guò)搖表測(cè)量，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)線圈對(duì)地短路，更換電機(jī)后，機(jī)床工作正常。
四、結(jié)語(yǔ)
在系統(tǒng)出現(xiàn)410#或411#報(bào)警的時(shí)候，要檢查伺服放大器、編碼器、伺服電機(jī)、伺服電機(jī)的動(dòng)力電纜和編碼器的反饋電纜、伺服軸的機(jī)械負(fù)載等方面的情況。
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