數控機床的故障診斷及維修實例
戴卡輪轂制造有限公司購進了包括德國、意大利、日本、臺灣、濟南等國內外多家數控機床廠的各種數控設備，其中多是OB、OC、OD、Oi、11、18等FANUC系統(tǒng)。筆者從事了多年的維修工作，積累了一定的維修經驗。在維修中發(fā)現，一般數控機床的故障大都發(fā)生在機床的外圍元器件上，可充分利用PMC(可編程序機床控制器）進行診斷。 一、PMC簡介
要利用PMC進行故障診斷，首先要了解PMC在數控系統(tǒng)中所處位置。如圖1所示，PMC處于NC與MT之間，對NC和MT的輸入、輸出信號進行處理。
圖1
PMC的程序包括兩類，一類是面向PMC內部的程序，即系統(tǒng)管理程序和編譯程序，已由PMC廠家固化到存儲器中；另一類是面向用戶或面向生產過程的應用程序。所有應用程序中，以梯形圖的應用最為廣泛。 PMC指令分為基本指令和功能指令兩種。使用最多的是基本指令，如：RD、AND、OR等。數控機床執(zhí)行的順序邏輯往往比較復雜，僅僅用基本指令編程常會十分困難，即使可以實現，程序規(guī)模往往很龐大，因此必須借助功能指令以簡化程序，如：DEC、ROT、COIN、TIM等。 二、利用PMC進行故障診斷的實例 1.一臺數控車床使用FANUC 0 TB系統(tǒng)，故障現象是：當換刀指令輸入時刀塔換刀旋轉不停，無任何報警。 旋轉指令具有以下功能：①能判斷最短路徑的轉向，②現在位置與目標位置之間步數的計算，③目標前一位的位置計算或目標前一步步數計算。通過對PMV中的梯形圖分析得知：刀塔的旋轉指令是由刀塔的啟動信號激發(fā)開始進行運算的，而刀塔的啟動信號是通過把F153刀代碼傳送給R0567進行比較產生的。由于本機床刀塔只有8個刀位，所以要比較給入的刀號是否大于0而小于9的數，比較之后用符合指令判斷當前刀號與目標刀是否一致，如果不一致，刀塔啟動信號輸出使得旋轉指令進行工作，并計算出前一位的步數然后輸出，輸出是0就正轉，而輸出是1就反轉，旋轉后再進行符合指令判斷當前刀號與目標刀號是否一致，如一致，旋轉停止并發(fā)出換刀完成信號。此時才完成了整個換刀過程。 進行上述分析后，開始檢查。把梯形圖調出，先查刀塔旋轉總是在輸出什么信號跟它有關系；然后查旋轉指令的工作狀態(tài)，正常；再查符合指令的工作狀態(tài)，發(fā)現沒有輸出，那么可以判斷問題就出在此處，繼續(xù)檢查輸入的刀號與編碼器給的刀號是否一致，發(fā)現編碼器有一位沒有輸出，當換到這號刀時，由于編器沒有抽出造成符合指令沒有輸出，也就是說NC沒有找到這個刀號而造成刀塔始終旋轉，因此判定是由于編碼器的問題引發(fā)機床故障，換一新編碼器故障排除。 2.一臺立車使用FANUC 0 TD系統(tǒng)。此車床有一段時間經常出現401＃報警。 首先，檢查伺服板是否完好，未發(fā)現問題；然后對電源進行檢查，發(fā)現控制電源沒有電壓，于是判斷機床的外圍出現問題。調出梯形圖檢查造成報警的原因，發(fā)現是VT信號使得401＃報警，先懷疑開關損壞，經檢查沒有問題，再測量24V DC發(fā)現沒有電壓，導致信號沒有送過去，發(fā)現24V DC對地短路，排除后機床恢復正常工作。 3．一加工中心使用FANUC 18系統(tǒng)，停機后再啟動有時會出現準備不足報警。 首先，檢查了急停和超程信號，系統(tǒng)啟動和伺服，均沒有問題，調出梯形圖對相關的信號進行檢查，發(fā)現主軸準備信號時有時無，查到這個信號來源于主軸冷卻部分，檢查其冷卻接線與電器元件，發(fā)現主軸“準備好”的信號線虛接，重接后故障排除。