FANUC数控系统故障处理实例

    摘  要：列举了几例FANUC数控系统在不同机床上的故障现象，分析及处理。
    关键词：FANUC 数控系统 故障 维修

    1.FS6系列，沈阳第一机床厂的CK6140数控车床（系统：system-3TD31-05。CNC主板型号：A20B-0008-0200．211。主轴伺服控制板型号：A350-0008-T372/04。）
    例1 车床主轴无论正、反转，运转约5min后，按停止按钮，主轴旋转不能立即停止（无制动），若再启动机床主轴（不论方向如何）时，机床CRT无显示报警号，主轴驱动器控制板上的LED3灯亮，机床不能运行。
    分析排除：该车床为直流主轴驱动，LED3灯亮的原因是直流电机输入电源相序不正确或缺相造成，由于机床已使用过，接线未动，不可能是相序不正确，应是缺相造成。缺相原因可能是某个晶闸管损坏或驱动器未触发其晶闸管工作转换（逆变）。因主轴开始能运行一段时间，只要不是热稳定性差应是未触发晶闸管工作转换（逆变）所致。速度反馈回路、电流反馈回路及其控制电路是造成未触发晶闸管工作转换（逆变）的主要原因。故①查主轴编码器及其传动，传动无松动，编码器工作正常，说明速度反馈回路正常。②更换主轴伺服控制板备用板，故障现象未改变（该板在另一台车床上试用正常），说明控制回路正常。③在电流反馈回路上，因未检测到零电流，系统撤消了触发脉冲，出现逆变颠覆导致缺相报警，更换电流互感器后故障消除。
    例2 用换刀指令开始找不到刀位号，经修理刀架又不能锁紧，但在所指定的刀位处刀架有停顿现象，然后刀架继续旋转。
    分析排除：刀架找不到刀位号一般是接近开关无DC24V或8个接近开关中有损坏的。刀架不能锁紧一般是刀架电机反转延时参数不对，或刀架夹紧到位限位开关不起作用，或锁紧机构有故障。经关机后用手盘刀架电机，刀架锁紧正常，说明锁紧机构正常，用万用表查限位开关，动作和线路正常，说明不是限位开关不起作用。故①查接近开关无DC24V，系电源线端脱焊所致。②焊好脱线后，刀架能在指定刀位有停顿现象，但刀架未锁紧，说明刀架PLC输入输出信号正常，进一步检查系夹紧延时参数不对所致，调整后故障排除。
    2.FANUCserier0iMate-TC，大连机床集团有限责任公司生产的CKA6150车床（系统：001940D711-01。CNC：A20B-311-B500。伺服放大器：A06B-6130-H002。I/O：A20B-2002-0520/07A。）
    例1 在加工零件过程中系统停电，按系统上电按钮开关后，系统无反应。经查找维修后再给系统上电，机床报警，CRT显示报警号为“2004 feedrate override zero”，伺服放大器上的LED电源灯不亮，机床不能运行。
    分析排除：停电后开始按系统上电按钮开关，系统无反应，由于无机床电路图，只能打开电器柜和操作面板检查控制电路，经查启动按钮常开触点两侧（线号54，52与中间继电器KA11的常开触点并联）无DC24V电压，停止按钮常闭触点两侧（线号51，52）导通正常，KA11线圈一端接54号线，另一端接电源负极，说明线号51与电源正极不导通，经查是该导线断开造成，修复后系统上电正常（KA11吸合正常）。再查给伺服送强电的KM11交流接触器未吸合，KM11线圈一端和控制变压器的5、6接线端的0号线接，另一端线号107接到伺服放大器的CX29（MCC）接口（线号107、106），再接到另一伺服放大器的CX29（MCC）接口（线号106、3L+），线号3L+再经空开与控制变压器的5、6接线端的32号线接，通电检查线号0与3L+的电压为AC220V，说明故障与放大器接口线路未导通有关，而伺服使能信号是通过中间继电器KA13（外部允许…急停、限位开关未动作）上的常开触点（线号56、57）来控制伺服放大器接口CX30（ESP）的，现KA13已吸合，并且常开触点接触正常，但线号56、57上无DC24V电流通过，经查是I/O板（A20B-2002-0520/07A）上的熔断器（LM431A）断开，使放大器无DC24V电压，更换后设备正常。
    例2 启动系统后，在CRT上显示报警为“操作MESSAGE番号：2003 NO SPINDLE RANGE SWITCH SIGNAL”，机床不能运行。
    分析排除：根据故障提示为主轴挡位开关无信号。该车床主轴箱通过操纵手柄控制主轴高低两个转速范围，为防止挡位不正，通过两个限位开关来保证传动位置的可靠性。故障原因可能是DC24V无电或两个限位微动开关中有损坏的。用手操纵高低两个挡位，故障现象相同。故①打开主轴箱盖，查变速限位开关，两组接线线号分别为1L+、X44和1L+、X55，断开开关的一端接线，操纵变速挡位，用万用表查开关通断正常；同时打开电器柜从接线端子处查该两组线号通断情况，仍然正常，这说明线路及开关都是好的。②查直流电源，发现两个开关电源中的一个电源指示灯不亮，测量其输入电压为AC220V正常，但无输出电压（线号1L+、1L-）DC24V，拆开其输出线端测量输出回路（1L+、1L-）阻值为零，再送电，开关电源输出电压正常，说明输出回路有短路现象，因回路中多处使用该电源，逐个排查输出线路并测量阻值，当拆开去刀架回路的1L+接线时，再测量输出回路的阻值为127Ω，用一根导线联接电源和刀架处的1L+，开机正常，顺刀架线路排查，在X轴伺服电机下有许多裸露导线随拖板一起移动，该处还有许多裸露导线有接头，用电工胶布逐一包裹接头再开机故障现象消除。
    3.FANUC series 0i Mate-TB，济南第一机床厂生产的CK6136i车床（系统：D701-09。CNC：A02B-0301-B801。伺服放大器：A06B-6130-H002。I/O：A20B-2002-0520/07A和A20B-2002-0521/07A。）
    某职业学校两台数控车床因为种种原因故障后近一年未维修，当时故障现象也无记录。系统上电，机床报警，CRT显示报警号为“1002 SPINDLE ALARM 1006 TURRET MOTOR OVERLOAD QM2 1010 PROTECT SW．TRIGGERED QM3”，机床不能运行。
    分析排除：根据说明书，报警号1002为主轴报警，1006为刀架电机保护开关QM2跳闸，1010为冷却电机保护开关QM3跳闸，查QM2、QM3空开未跳闸，可能是无DC24V电压和回路上有故障造成。故打开电器柜，查QM2线路的104号点和QM3线路的107号点以及变频器上96号点，均无DC24V电压，经查是I/O板（A20B-2002-0520/07A）上的熔断器（LM431A）断开所致，再查输出回路，其中一台刀架，无论手动或机动都转不动，打开刀架盖板后发现其背紧螺帽太紧，调整后刀架旋转正常。另一台是控制变频器96号线电路上KA14中间继电器的线圈阻值仅为49Ω，而同型号中间继电器线圈阻值为120Ω，说明该线圈局部短路，更换中间继电器及LM43熔断器后设备运行正常。
    4.FANUC series 0i Mate-MC，汉川机床厂生产的XH714D加工中心（系统：D511-02。伺服放大器：A06B-6130-H002。主轴驱动器：GAdriverI/O:A16B-2203-0881/01A。）
    开机后回参考点时运动速度不稳定，时快时慢，有时无减速动作；在CRT显示报警号有时为“090参考点返回未完成”，有时为“500超程：+Y”；机床不能运行。 [!--empirenews.page--] 
    分析排除：根据报警号，可能是回参考点开关有故障，在机床CRT查PMC机床输入状态：按硬键“system”→再按软键PMC→再按软键PMCDGN→再按软键STATUS。
    PMC SIGNAL STATUS
    ADDRESS 7 6 5 4 3 2 1 0
    X0008   0 0 0 1 0 0 0 0
                      Z Y
    X0009   0 0 0 0 0 1 1 1
    X0010   0 0 0 0 0 0 0 0
  〔SERACH〕〔〕〔〕〔〕〔FOR-E〕
    通过机床回参考点运行，看X0009地址1（Y下面）的状态，应该是碰到减速开关为0，而现在该状态无规则，说明开关动作不可靠，但线路正常。故打开机床导轨防护罩，拆下三组合限位开关，分解开关后发现其中一组（中间一组，控制减速）复位簧锈蚀，开关失效，更换并调整该开关后设备运行正常。
    5.FANUC series 0i Mate-MB，济南第一机床厂生产的J1VMC40M数铣（系统：D501-08A02B-0301-B801。伺服放大器：A06B-6130-H002和两台A06B-6130-H003。主轴驱动器：变频器。I/O:A20B-2002-0521/07A和A20B-2002-0520/07A。）
    该机床无论是MDI方式还是自动方式在M03或M04指令下，无论S值为多少，主轴都不旋转，但能听到电机有嗡嗡声，无报警；机床不能运行。
    分析排除：根据机床结构和故障现象，可能是变频器或主轴电机有问题，用变频器操作面板控制电机运行，结果能控制电机正反转，说明是变频器输入故障，而CRT无报警提示并且面板能控制运行，说明不是DC24V电源问题，应是模拟输入电压故障。故①打开机床电器柜，拆下变频器盖板，运行机床使主轴正转，用万用表测量变频器上的SVC和ES两接点无直流电压，再测量CNC控制模块上的JA40（HDI/ASP）接口的有关接点，其电压为DC3.8V，很明显是联接导线问题，更换该根导线后设备运行正常。
    参考文献
    [1]龚仲华.数控机床维修技术与典型实例-FANUC6/0系统
    [2]周兰,陈少艾.数控机床故障诊断与维修

[!--empirenews.page--] 
    分析排除：根据报警号，可能是回参考点开关有故障，在机床CRT查PMC机床输入状态：按硬键“system”→再按软键PMC→再按软键PMCDGN→再按软键STATUS。
    PMC SIGNAL STATUS
    ADDRESS 7 6 5 4 3 2 1 0
    X0008   0 0 0 1 0 0 0 0
                      Z Y
    X0009   0 0 0 0 0 1 1 1
    X0010   0 0 0 0 0 0 0 0
  〔SERACH〕〔〕〔〕〔〕〔FOR-E〕
    通过机床回参考点运行，看X0009地址1（Y下面）的状态，应该是碰到减速开关为0，而现在该状态无规则，说明开关动作不可靠，但线路正常。故打开机床导轨防护罩，拆下三组合限位开关，分解开关后发现其中一组（中间一组，控制减速）复位簧锈蚀，开关失效，更换并调整该开关后设备运行正常。
    5.FANUC series 0i Mate-MB，济南第一机床厂生产的J1VMC40M数铣（系统：D501-08A02B-0301-B801。伺服放大器：A06B-6130-H002和两台A06B-6130-H003。主轴驱动器：变频器。I/O:A20B-2002-0521/07A和A20B-2002-0520/07A。）
    该机床无论是MDI方式还是自动方式在M03或M04指令下，无论S值为多少，主轴都不旋转，但能听到电机有嗡嗡声，无报警；机床不能运行。
    分析排除：根据机床结构和故障现象，可能是变频器或主轴电机有问题，用变频器操作面板控制电机运行，结果能控制电机正反转，说明是变频器输入故障，而CRT无报警提示并且面板能控制运行，说明不是DC24V电源问题，应是模拟输入电压故障。故①打开机床电器柜，拆下变频器盖板，运行机床使主轴正转，用万用表测量变频器上的SVC和ES两接点无直流电压，再测量CNC控制模块上的JA40（HDI/ASP）接口的有关接点，其电压为DC3.8V，很明显是联接导线问题，更换该根导线后设备运行正常。
    参考文献
    [1]龚仲华.数控机床维修技术与典型实例-FANUC6/0系统
    [2]周兰,陈少艾.数控机床故障诊断与维修

[!--empirenews.page--] 
    分析排除：根据报警号，可能是回参考点开关有故障，在机床CRT查PMC机床输入状态：按硬键“system”→再按软键PMC→再按软键PMCDGN→再按软键STATUS。
    PMC SIGNAL STATUS
    ADDRESS 7 6 5 4 3 2 1 0
    X0008   0 0 0 1 0 0 0 0
                      Z Y
    X0009   0 0 0 0 0 1 1 1
    X0010   0 0 0 0 0 0 0 0
  〔SERACH〕〔〕〔〕〔〕〔FOR-E〕
    通过机床回参考点运行，看X0009地址1（Y下面）的状态，应该是碰到减速开关为0，而现在该状态无规则，说明开关动作不可靠，但线路正常。故打开机床导轨防护罩，拆下三组合限位开关，分解开关后发现其中一组（中间一组，控制减速）复位簧锈蚀，开关失效，更换并调整该开关后设备运行正常。
    5.FANUC series 0i Mate-MB，济南第一机床厂生产的J1VMC40M数铣（系统：D501-08A02B-0301-B801。伺服放大器：A06B-6130-H002和两台A06B-6130-H003。主轴驱动器：变频器。I/O:A20B-2002-0521/07A和A20B-2002-0520/07A。）
    该机床无论是MDI方式还是自动方式在M03或M04指令下，无论S值为多少，主轴都不旋转，但能听到电机有嗡嗡声，无报警；机床不能运行。
    分析排除：根据机床结构和故障现象，可能是变频器或主轴电机有问题，用变频器操作面板控制电机运行，结果能控制电机正反转，说明是变频器输入故障，而CRT无报警提示并且面板能控制运行，说明不是DC24V电源问题，应是模拟输入电压故障。故①打开机床电器柜，拆下变频器盖板，运行机床使主轴正转，用万用表测量变频器上的SVC和ES两接点无直流电压，再测量CNC控制模块上的JA40（HDI/ASP）接口的有关接点，其电压为DC3.8V，很明显是联接导线问题，更换该根导线后设备运行正常。
    参考文献
    [1]龚仲华.数控机床维修技术与典型实例-FANUC6/0系统
    [2]周兰,陈少艾.数控机床故障诊断与维修