基于實(shí)例的典型故障分析及改進(jìn)措施

2.1某大型臥式加工中心主軸不啟動(dòng)故障

（1）故障現(xiàn)象。某大型臥式加工中心采用FANUC0i-MD數(shù)控系統(tǒng)，當(dāng)執(zhí)行主軸正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)時(shí)，主軸不啟動(dòng)，機(jī)械上無(wú)異響，且無(wú)任何報(bào)警。（2）故障分析及解決方案。導(dǎo)致該故障的原因一般和伺服驅(qū)動(dòng)與PMC地址信號(hào)狀態(tài)有關(guān)，伺服類(lèi)故障常會(huì)伴隨有相應(yīng)報(bào)警，基本排除伺服方面原因，所以重點(diǎn)檢查與之有關(guān)的PMC梯形圖（見(jiàn)圖1）。利用機(jī)床PMC在線(xiàn)診斷法，進(jìn)入機(jī)床梯形圖步驟是SYSTEM→+（擴(kuò)展鍵）→PMCLAD，經(jīng)查看，當(dāng)按下主軸正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)鍵后，主軸停止信號(hào)G29.6（*SSTP）不通，依據(jù)是R100.2通→R46.2不通→R46.0不通→G29.6不通，而導(dǎo)致R100.2打通要同時(shí)具備6.0為1和X3.6為0兩個(gè)條件。查閱機(jī)床電氣圖紙知，當(dāng)X20.2為1時(shí)（如工廠(chǎng)低壓氣源壓力不足或氣壓壓力繼電器損壞）會(huì)引起6.0為1，當(dāng)液壓壓力傳感器LS40和LS41中任何一個(gè)壓力不足或者傳感器本身硬件損壞，均可導(dǎo)致X3.6為0。首先檢查氣源壓力是正常的，但壓力繼電器觸點(diǎn)損壞，再檢查LS40和LS41，發(fā)現(xiàn)LS41嚴(yán)重松動(dòng)。更換氣壓壓力繼電器，重新調(diào)整LS41的位置并緊固，故障徹底排除。（3）小結(jié)。①機(jī)床PMC主要完成與邏輯控制有關(guān)的動(dòng)作，如具更換、主軸啟停、換向變速、工作臺(tái)交換等輔助動(dòng)作。梯形圖能實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)這些輔助動(dòng)作，只要有些動(dòng)作在邏輯上存在問(wèn)題，從梯形圖中能及時(shí)體現(xiàn)出來(lái)。②大型機(jī)床主軸不啟動(dòng)原因多而且邏輯關(guān)系復(fù)雜，利用PMC在線(xiàn)診斷法能快速地從復(fù)雜的邏輯關(guān)系和眾多可能原因中找出故障點(diǎn)，達(dá)到捋清邏輯關(guān)系和追根溯源之目的。③信號(hào)*SSTP是低電平有效，正常情況下應(yīng)處于通的狀態(tài)，信號(hào)為“1”。（4）改進(jìn)措施。原PMC程序中，6.0為1“且”X3.6為0時(shí)（即兩者均有故障時(shí)），會(huì)引起主軸不轉(zhuǎn)故障，很難進(jìn)行精確的故障定位，且有一定的安全隱患。現(xiàn)重新設(shè)計(jì)PMC程序（見(jiàn)圖2），6.0為1“或”X3.6為0時(shí)（即兩者之中有一方故障時(shí)），都可使主軸停轉(zhuǎn)，同時(shí)增加報(bào)警顯示功能（A5.0、A5.1），并在PMC的MESSAGE模塊中編寫(xiě)相對(duì)應(yīng)的報(bào)警文本，以后再次出現(xiàn)類(lèi)似故障時(shí)立刻在顯示器上彈出報(bào)警內(nèi)容，直接定位到具體的元器件，節(jié)省大量的故障診斷時(shí)間。

2.2某大型鏜銑中心測(cè)量反饋系統(tǒng)故障

（1）故障現(xiàn)象。某大型鏜銑中心采用西門(mén)子840Dsl系統(tǒng)，每當(dāng)使用附件頭TS6時(shí)，出現(xiàn)“C軸主動(dòng)編碼器硬件故障”報(bào)警，重啟機(jī)床故障復(fù)現(xiàn)。（2）故障分析及解決方案。該機(jī)床是五軸聯(lián)動(dòng)大型數(shù)控機(jī)床，帶有TS6、TS15、TS20三個(gè)附件頭，X、Y、Z是直線(xiàn)軸，A、B、C為旋轉(zhuǎn)軸，其中C軸是某一附件頭上自帶的旋轉(zhuǎn)軸，可參與聯(lián)動(dòng)。C軸是全閉環(huán)控制，該機(jī)床的反饋系統(tǒng)測(cè)量元件主要包括增量編碼器和磁柵尺，又根據(jù)報(bào)警提示知，屬于測(cè)量反饋系統(tǒng)故障，此故障一般情況下與C軸磁柵尺、伺服驅(qū)動(dòng)模塊、連接電纜以及機(jī)床參數(shù)設(shè)置等有關(guān)，首先檢查相關(guān)參數(shù)正常，并更換伺服模塊和連接電纜，故障復(fù)現(xiàn)，又把該C軸在另一臺(tái)同類(lèi)同型號(hào)機(jī)床上測(cè)試，結(jié)果正常，說(shuō)明編碼器本身正常。上述常規(guī)的可能原因均以排除，從整體上進(jìn)行分析，有可能其他原因間接導(dǎo)致該報(bào)警，考慮到磁柵尺干擾性能較差，推測(cè)有可能的原因是信號(hào)干擾，而影響信號(hào)的干擾因素有電纜屏蔽線(xiàn)是否良好、接地線(xiàn)是否虛接等。重新檢查電氣柜發(fā)現(xiàn)，C軸電機(jī)的動(dòng)力線(xiàn)電纜屏蔽層接地不良，且該動(dòng)力線(xiàn)和編碼器線(xiàn)走在同一管路中，而動(dòng)力線(xiàn)屬于強(qiáng)電，編碼器線(xiàn)屬于弱電，容易造成信號(hào)干擾。重新將動(dòng)力線(xiàn)電纜屏蔽層緊固接地，保接地良好（圖3）。經(jīng)測(cè)試，故障徹底排除。（