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電源模塊 P-HA-RPS-322

：（盧工）

摘要：數(shù)控機(jī)床的故障包括很多方面，本文主要以FANUC數(shù)控機(jī)床為例對主軸故障診斷與維修進(jìn)行分析。本文作者認(rèn)為，數(shù)控機(jī)床主軸故障診斷與維修的一般步驟為：①觀察故障現(xiàn)象并做好記錄，②分析故障現(xiàn)象，③結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)自診斷功能進(jìn)一步確定故障原因，④排除故障。經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，該方法切實(shí)有效。

關(guān)鍵詞：FANUC數(shù)控機(jī)床；主軸故障；診斷維修；

    主軸是數(shù)控機(jī)床的重要零件之一，主軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生切削的主運(yùn)動(dòng)是形成切削的重要條件。因此，本文作者認(rèn)為研究主軸故障診斷與維修的方法是很有必要的。

一、FANUC數(shù)控機(jī)床主軸常見故障類型

    FANUC數(shù)控機(jī)床主軸故障有很多種，造成這些故障的原因也非常多。但zui常見的故障類型包括以下幾種：主軸電機(jī)不轉(zhuǎn)、電機(jī)轉(zhuǎn)速異常、主軸電機(jī)振動(dòng)或噪聲太大、主軸電機(jī)過熱等。在分析故障的起因時(shí)，一定要開闊思路，盡可能考慮各種因素。

二、FANUC數(shù)控機(jī)床主軸故障診斷的方法

（一）、FANUC數(shù)控機(jī)床主軸控制原理

    FANUC數(shù)控機(jī)床的主軸控制方式有串行控制和模擬控制兩種，可以通過特定參數(shù)的設(shè)置進(jìn)行選擇。無論采用哪種主軸控制方式，都要對主軸的方向和速度進(jìn)行控制，也就是說主軸的控制包括兩個(gè)方面：速度和方向。

1、FANUC數(shù)控機(jī)床主軸速度控制原理

    在串行主軸輸出有效的情況下，S指令的執(zhí)行主要由CNC控制來實(shí)現(xiàn)。而在模擬主軸輸出有效的情況下，則只可以使用主軸轉(zhuǎn)速指令控制和基于PMC的主軸速度指令控制 。這里，本文作者只對串行主軸S指令控制原理進(jìn)行分析。如圖一所示 ，第1次執(zhí)行數(shù)控加工程序中的S指令時(shí)，CNC將首先以二進(jìn)制代碼形式把S代碼信號輸出到PMC特定的代碼寄存器F22～F25中。第1次之后，CNC再執(zhí)行S指令時(shí)將不再發(fā)出S指令選通信號SF；然后經(jīng)過S代碼延時(shí)時(shí)間TMF（由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定時(shí)間為16ms）后發(fā)出S指令選通信號SF到PMC；當(dāng)PMC接收到SF信號為1時(shí)，向CNC輸入結(jié)束信號FIN，CNC接收到結(jié)束信號FIN后，經(jīng)過結(jié)束延時(shí)時(shí)間TFIN (由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定)先切斷s指令選通信號SF，再切斷結(jié)束信號FIN，S指令就執(zhí)行結(jié)束，CNC將讀取下一條指令繼續(xù)執(zhí)行。同時(shí)，CNC根據(jù)編程轉(zhuǎn)矩S值和主軸倍率信號（G30.0~G30.7），計(jì)算出實(shí)際的主軸轉(zhuǎn)速值；CNC將實(shí)際的主軸轉(zhuǎn)速值以12位二進(jìn)制代碼形式 ，通過12位實(shí)際轉(zhuǎn)速輸出信號輸出到PMC中；CNC將實(shí)際的主軸轉(zhuǎn)速值通過CNC串行主軸接口JA7A（JA41）向主軸放大器發(fā)出串行主軸轉(zhuǎn)速命令。

2、FANUC數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)向控制原理

    FANUC數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)向控制是由PMC和CNC共同完成的，主軸轉(zhuǎn)向控制包括正傳、反轉(zhuǎn)和停止，通過執(zhí)行M指令或手動(dòng)實(shí)現(xiàn) 。以M03指令為例（控制流程如圖二），分析M指令轉(zhuǎn)向控制原理。數(shù)控系統(tǒng)讀入M指令，CNC以二進(jìn)制形式把“03”輸入到PMC特定的代碼寄存器 F10中； 然后經(jīng)過M代碼延時(shí)時(shí)間TMF(由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定時(shí)間為16ms)后發(fā) 出M指令選通信號MF，PMC通過二進(jìn)制譯碼指令DECB進(jìn)行M指令譯碼 ，識(shí)別出正轉(zhuǎn)信號；PMC處理后將串行主軸正轉(zhuǎn)信號SFRA輸入CNC，通過CNC的串行數(shù)字主軸接口向主軸放大器發(fā)出串行主軸正轉(zhuǎn)命令，若正轉(zhuǎn)條件滿足 ，則主軸開始正轉(zhuǎn) ；當(dāng)串行數(shù)字主軸放大器檢測到主軸編碼器反饋的轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到的實(shí)際轉(zhuǎn)速時(shí)，通過CNC的串行數(shù)字主軸接口向PMC輸入主軸速度到達(dá)信號SARA，PMC處理后向CNC輸入結(jié)束信號FIN；CNC延時(shí)后先切斷MF信號，再切斷FIN信號，不再向PMC輸入M代碼，M指令執(zhí)行結(jié)束，CNC將執(zhí)行下一條指令。

（二）、FANUC數(shù)控機(jī)床主軸故障診斷的方法

    前文講述了數(shù)控機(jī)床主軸故障類型有主軸不轉(zhuǎn)、主軸轉(zhuǎn)速異常、主軸電機(jī)振動(dòng)或噪聲太大、主軸電機(jī)過熱等。在這些故障類型中，zui常見的是主軸不轉(zhuǎn)。主軸旋轉(zhuǎn)必須具備三個(gè)條件：CNC準(zhǔn)備就緒、主軸無報(bào)警、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接正確以及硬件和機(jī)械部分正常。對于數(shù)控機(jī)床主軸發(fā)生的故障，根據(jù)前文所述主軸控制原理，總體上說可采用下述診斷步驟來進(jìn)行主軸故障診斷：

1、調(diào)查法

    維修人員應(yīng)仔細(xì)觀察機(jī)床的狀態(tài)，詢問故障現(xiàn)象，看有無報(bào)警，因?yàn)橹鬏S故障分為有報(bào)警和無報(bào)警兩種，另外看主軸放大器LED顯示狀況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有報(bào)警時(shí)，應(yīng)先排除報(bào)警，再進(jìn)行下一步分析。這是一種zui基本、zui簡單的方法，也是數(shù)控機(jī)床維修人員應(yīng)準(zhǔn)循的原則之一。

2、綜合分析法

    造成主軸故障的原因有很多，很多時(shí)候維修人員并不能直接判斷出故障的根源，F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)自帶的診斷功能（比如：信號狀態(tài)診斷、PMC信號追蹤、波形診斷等）給了維修人員很大的幫助。根據(jù)顯示器上的報(bào)警信息及主軸伺服放大器LED指示，維修人員可判斷出故障點(diǎn)的大致范圍。進(jìn)一步利用系統(tǒng)的自診斷功能，查看與主軸控制相關(guān)的關(guān)鍵信號（比如G70.7、G29.6、G70.4、G70.5等），根據(jù)這些信號的狀態(tài)判斷故障的原因。它是故障診斷過程中zui常用、有效的方法之一，同時(shí)也是維修人員應(yīng)當(dāng)遵循的第二個(gè)原則。

3、備件替換法

    所謂部件交換法，就是在故障范圍大致確認(rèn)，并在確認(rèn)外部條件*正確的情況下．利用同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或兀器件替換有疑點(diǎn)的部分的方法。這種方法只有在前面兩種方法都是用過后，確定故障發(fā)生在主軸硬件方面，但又不能確定具體是什么部件發(fā)生了故障的時(shí)候才考慮使用。因?yàn)楣收习l(fā)生的原因多種多樣，不一定是硬件故障引起的，如果一上來就用這種方法，結(jié)果換了部件以后發(fā)現(xiàn)不是硬件故障，很容易做無用功。

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