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Technology conter伺服進給系統故障維修31例
2015-05-04 04:42:07
例001．伺服電動機故障的維修
故障現象：一臺配套SINUMERIK 810T系統的數控車床，一次刀塔出現故障，轉動不到位，刀塔轉動時，出現6016號報警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”。
分析及處理過程：根據工作原理和故障現象進行分析，刀塔轉動是由伺服電動機驅動的，電動機一起動，伺服單元就產生過載報警，切斷伺服電源，并反饋給NC系統，顯示6016報警。檢查機械部分，更換伺服單元都沒有解決問題。更換伺服電動機后，故障被排除。
例002．位置反饋板故障的維修
故障現象：一臺采用直流伺服系統的美國數控磨床，E軸運動時產生“EAXIS EXECESS FOLLOWING ERROR”報警。
分析及處理過程：觀察故障發生過程，在起動E軸時，E軸開始運動，CRT上顯示E軸數值變化，當數值變到14時，突然跳變到471，分析確認為反饋部分存在問題。更換位置反饋板后，故障消除。
例003．反饋電纜折斷的故障維修
故障現象：一臺數控磨床，E軸修整器失控，E軸能回參考點，但設定在自動或半自動修整時，運動速度極快，直到撞到極限開關。
分析及處理過程：觀察發生故障的過程，發現撞極限開關時，其顯示的坐標值遠小于實際值，故確認是位置反饋的問題。但更換反饋板和編碼器都未能解決問題。后仔細研究發現，E軸修整器是由Z軸帶動運動的，一般回參考點時，E軸都在Z軸的一側，而修整時，E軸修整器被Z軸帶到中間。為此我們做了這樣的試驗，將E軸修整器移到Z軸中間，然后回參考點，這時回參考點也出現失控現象，為此斷定由于E軸修整器經常往復運動，導致E軸反饋電纜折斷，而使接觸不良。找出斷點，焊接并采取防折措施后，故障消除。
例004．SIEMENS系統Profibus總線報警的故障維修
故障現象：一臺配套SIEMENS SINUMERIK 802D系統的四軸四聯動的數控銑床，開機后有時會出現380500Profibus-DP：驅動A1(有時是X、Y或Z)出錯。但關機片刻后重新開機，機床又可以正常工作。
分析及處理過程：因為該報警時有時無，維修時經過數次開關機試驗機床無異常，于是檢查總線、總線插頭，確認連接牢固、正確，接地可靠。但數日后，故障重新出現；仔細檢查611UE驅動報警顯示為“E-B280”，故障原因為電流檢測錯誤，測量驅動器的輸入電壓，發現實際輸入電壓為406V。重新調節變壓器的輸出電壓，機床恢復正常，報警從此不再出現。
例005．換刀故障的維修
故障現象：一臺數控銑床發生打刀事故，按急停按鈕后，換上新刀，但工作臺不旋轉。
分析及處理過程：通過PLC梯形圖分析，發現其換刀過程不正確，計算機認為換刀過程沒有結束，不能進行其他操作。因此，按正確程序重新換刀后，機床恢復正常。
例006．機床過載報警的故障維修
故障現象：某配套FANUC-0M系統的數控立式加工中心，在加工中經常出現過載報警，報警號為434，表現形式為Z軸電動機電流過大，電動機發熱，停上40min左右報警消失，接著再工作一陣，又出現同類報警。
分析及處理過程：經檢查電氣伺服系統無故障，估計是負載過重帶不動造成。
為了區分是電氣故障還是機械故障，將Z軸電動機拆下與機械脫開，再運行時該故障不再出現。由此確認為機械絲杠或運動部位過緊造成。調整Z軸絲杠防松螺母后，效果不明顯，后來又調整Z軸導軌鑲條，機床負載明顯減輕，該故障消除。
例007．電動機聯軸器松動的故障維修
故障現象：一臺數控車床，加工零件時，常出現徑向尺寸忽大忽小的故障。
分析及處理過程：檢查控制系統及加工程序均正常，然后檢查傳動鏈中電動機與絲杠的聯接處，發現電動機聯軸器緊固螺釘松動，使得電動機軸與絲杠產生相對運動。由于半閉環系統的位置檢測器件在電動機側，絲杠的實際轉動量無法檢測，從而導致零件尺寸不穩定：緊固電動機聯軸器后故障消除。
例008．壓力開關損壞的故障維修
故障現象：某配套SIEMENS 840C系統的加工中心，一次開機后B軸不能運動。
分析及處理過程：經檢查，B軸電磁閥已動作，但PLC顯示B軸未放松，故判斷壓力開關有問題。拆下后經檢查，發現該開關觸點損壞；換一個壓力開關后，故障消除。
例009．B軸伺服報警的故障維修
故障現象：一臺配套OKUMA OSP700，型號為XHAD765的數控機床，加工中B軸出現伺服報警ALARMA：“SVP速度指令越限，B軸11F9FD76”。
分析及處理過程：按復位后，報警消除。分析報警內容，估計轉臺阻力大或是速度反饋有問題。將快速進給倍率開關拔到10％，MDI方式下轉動B軸，B軸上升后，抖動一下立即報警，同時有機械沖擊聲，感覺是B軸轉不動，懷疑轉臺上升未到位或是機械卡滯，或是B軸電氣有問題。MDI方式下執行M20、M21指令升起、落下轉臺，查PLC數據IAXBUl在轉臺上升后能亮顯，用尺檢查轉臺上升的高度值正常，不應存在上下鼠齒盤未完全脫開的問題；再打開護板及轉臺側蓋查電動機插頭和傳動蝸輪蝸桿，在拉B軸電動機電纜時，發現B軸電動機三相電纜磨破，有一根電纜斷裂。將電纜修復后開機，B軸運轉恢復正常。
例010．轉臺報警的故障維修
故障現象：一臺配套OKUMA OSP700，型號為XHAD765的數控機床，早上開機后轉臺轉位后下落時顯示“2870旋轉工作臺夾緊檢測器異常”，同時工作臺上升到旋轉準備位置。
分析及處理過程：復位后，報警清除。根據報警內容應查轉臺夾緊開關，由于轉臺轉位前是正常的，根據經驗，筆者懷疑其準確性。在MDI方式下執行M20工作臺夾緊指令，工作臺下落后又報警上升，經仔細觀察，發現工作臺下落緩慢，故懷疑下落時間超時而報警；讓兩個人站在工作臺上，再執行M20指令，工作臺落下明顯加快、不再報警，證實了判斷。
該轉臺設計為上升時，液壓缸壓縮轉臺夾緊彈簧將轉臺頂起，夾緊時靠彈簧力將液壓缸內油擠出，壓緊工作臺液壓缸堵塞節流，彈簧力變小，油粘度增大等均會導致油流速變慢而引起轉臺下落超時。讓機床熱機10min，其間連續執行M20、M21指令，等液壓油溫上升后再轉轉臺正常。由于天氣轉冷，液壓油隨溫度下降變稠，液壓缸中油不能及時排出，造成超時報警。
例011．轉臺回零不準的故障維修
故障現象：一臺配套FANUC OMC，型號為XH754的數控機床，轉臺回零不準，回零后工作臺歪斜。
分析及處理過程：出現這種故障一般是由于轉臺回零開關不良、行程壓塊松動或開關松動。關機后將轉臺側蓋打開，用手壓行程開關正常，查行程壓塊正常，查開關座正常，估計行程開關壓合斷開點變化。將開關座向正確方向調整小段距離后開機，故障消除。
例012．轉臺分度不良的故障維修
故障現象：一臺配套FANUC OMC，型號為XH754的數控機床，轉臺分度后落下時錯動明顯，聲音大。
分析及處理過程：轉臺分度后落下時錯動明顯，說明轉臺分度位置與鼠齒盤定位位置相差較大；如果回零時位置同時也有錯動，則可調節第4軸柵格偏移量(參數0511)來解決：如果轉臺傳動有間隙，則可調節第4軸間隙補償(參數0538)；如果機械螺距有誤差，則相應調整第4軸螺補。本例中發現轉臺回零后也有錯動，調整0511數值后解決。
例013．X軸振蕩的故障維修
故障現象：一臺配套FANUC OMC，型號為XH754的數控機床，加工中X軸負載有時突然上升到80％，同時X軸電動機嗡嗡作響；有時又正常。
分析及處理過程：現場觀察發現X軸電動機嗡嗡作響的頻率較低，故判斷X軸發生低頻振蕩。發生振蕩的原因有：
1)軸位置環增益不合適。
2)機械部分間隙大，傳動鏈剛性差，有卡滯。
3)負載慣量較大。
經查X軸位置增益未變，負載也正常，經詢問，操作工介紹此機床由于一直進行重切削加工，X軸間隙較大，剛進行過間隙補償。經查X軸間隙補償參數0535，發現設定值為250，用百分表測得X軸實際間隙為0.22，看來多補了；直至將設定值改為200后，X軸振蕩才消除。注：X軸這么大間隙，要想提高加工精度，只有消除機械間隙。
例014．X軸間隙太大的故障維修
故障現象：一臺配套FANUC OMC，型號為XH754的數控機床，X軸間隙太大。
分析及處理過程：X軸間隙由聯軸器間隙、軸承間隙、絲杠間隙、機械彈性間隙等組成。拆下X軸護板，停電關機，用手握住絲杠，來回轉動，感覺自由轉角較大，有較大間隙；調整X軸絲杠軸承間隙，擰緊螺母將其調緊也沒有改善，故懷疑絲杠螺母有問題。將絲杠螺母與工作臺松脫，檢查，并未發現間隙；再打開軸承座法蘭，檢查絲杠軸承，發現兩角接觸軸承(背靠背)內圈已調緊到一起，正常情況下應有間隙，說明該對軸承間隙已無調整余地。
按該軸承外徑，車一厚lmm的小圓環墊在該對軸承外徑中間，減去原間隙，這樣該對軸承內圈就有0.8mm左右的間隙調整裕量。安裝后將軸承背緊螺母適當調緊，將參數0535置0，用百分表測X軸間隙為0.02mm，再將參數0535設為15，測X軸間隙為0.01mm，X軸間隙得以消除。
例015．X軸編碼器報警的故障維修
故障現象：一臺配套FANUC OMC，型號為XH754的數控機床，加工中出現319號報警。
分析及處理過程：查維修手冊，提示故障原因為X軸脈沖編碼器異常或通信錯誤，查診斷號760，發現其多位置位，維修手冊提示為脈沖編碼器不良或反饋電纜不良。先檢測X軸編碼器電纜插頭M185正常，故判斷是X軸串行編碼器有問題。為確認，在電柜內將M184與M194、M185與M195及相應電動機三相驅動線進行交換，發現故障報警變為339，故障變為Z軸，證實X軸編碼器不良。更換后，故障排除。
例016．超程報警的故障維修
故障現象：一臺配套FANUC OMC，型號為XH754的數控機床，X軸回零時產生超程報警“OVER TRAVEL-X”。
分析及處理過程：檢查發現X軸報警時離行程極限相差甚遠，而顯示器顯示的X坐標超過了X軸范圍，故確認是軟限位超程報警。查參數0704正常，斷電，按住P鍵同時接通NC電源，在系統在對軟限位不作檢查的情況下完成回零；亦可將0704改為-99999999后回零，若沒問題，再將其改回原值即可；還可按P鍵和CAN鍵開機以消除報警。
例017~例018．進給軸報警的故障維修
例017．故障現象：一臺配套FAGOR 8025MG，型號為XK5038-1的數控機床，X軸報警，顯示器顯示“Xaxis not ready”。
分析及處理過程：送電起動機床，正向移動X軸，無報警；負向移動機床，報警出現。打開X軸右側導軌護板，發現護板內部有許多切屑，估計由切屑卡死引起。將護板拆下清洗，并清除內部切屑，安裝護板后開機，機床正常。
例018．故障現象：一臺配套FAGOR 8025MG，型號為XK5038-1的數控機床，X軸報警，顯示器顯示“X axis not ready”。
分析及處理過程：停電半小時后起動機床，無報警；機床空運行時應正常，但剛切削加工即報警，故懷疑X軸伺服驅動單元有問題。打開電柜檢查X軸伺服單元，發現X軸有一個輸出端子發黑，懷疑氧化造成接觸不良。停電半小時后(伺服單元內有大容量電容，讓其將電放掉，以防觸電和損壞)用砂紙將X軸端子打光，擰緊后開機試切削，故障消除。
例019．進給軸漂移的故障維修
故障現象：一臺配套FAGOR 8025MG，型號為XK5038-1的數控機床，工件銑削精度超差，鏜孔失圓。
分析及處理過程：查已加工件，發現誤差出現在橫向，縱向正常；而橫向加工對應X軸，故懷疑X軸有問題。手動移動X軸，發現X軸定位后位置坐標示值在0.05范圍波動，而正常波動為0.001，同時X軸電動機有輕微嗡嗡聲，估計X軸漂移。打開電柜，在X驅動單元上找到標志為drift的電位器，仔細調節，使X軸示值波動回復到0.001。再進行加工，精度恢復正常。
例020．進給軸頻繁報警的故障維修
故障現象：一臺配套FAGOR 8025MG，型號為XK5038-1的數控機床，機床頻繁出現進給軸報警，多則一天一次，少則5~6天一次，停機斷電半小時后開機又正常。
分析及處理過程：根據故障現象，判斷電氣接觸有問題。先查供電，將機床停下用萬用表測伺服電源BUG電壓正常，+24V供電正常；再查控制線路，CNC到PLC、到X軸伺服單元電纜接觸良好，X軸伺服到X軸電動機電纜正常；測電動機亦無斷路、短路、發熱現象，故確認電氣無問題。再查機械傳動，用手擰X軸絲杠，轉動輕松、靈活，無阻滯、卡死現象，則判斷機械應該沒問題。鑒于伺服斷電半小時后開機又正常，有時幾天不報警，故判斷伺服及電動機不應有大問題，檢查陷入困境。因任務緊，機床暫時帶病工作。后加工時無意中測量一控制變壓器進線380V電壓，發現只有290V，比正常值低90V左右，且不穩定；跟蹤查到電柜總空氣開關，測開關進線電壓正常，開關出線有兩線線電壓偏低且波動較大；機床各軸停下時，電壓又上升至380V左右。至此，故障根源終于找到。停電拆下總空氣開關，發現有一觸點燒蝕，造成接觸不良。機床不加工時，總電流小，空氣開關不良觸點壓降小，看上去供電正常，不易察覺；機床切削加工時，總電流大，不良觸點壓降相應增大，造成伺服單元電源不正常而報警停機。
例021．光柵尺故障的故障維修
故障現象：某配套SIEMENS 8M系統的進口加工中心，出現114#報警，手冊提示為Y軸測量有故障，電纜損壞或信號不良。
分析及處理過程：該機測量采用海德漢直線光柵尺，根據故障內容查Y軸電纜正常。為判斷光柵尺是否正常，將Y軸光柵尺插到與其能配用的光柵數顯表上通電，用手轉動Y軸絲杠，發現Y軸坐標不變，則說明光柵尺故障。拆下該光柵尺，發現一光電池線頭脫落：重新焊接好后，通電檢查，數顯表顯示跟隨光柵變化；再將光柵尺裝回機床，開機報警消除，機床恢復正常。
例022．檢測信號斷線引起坐標軸故障的維修
故障現象：某配套SIEMENS 8系統的臥式加工中心，在工作過程中機床突然停止運行，CRT出現NC報警104；重新起動機床，報警消除，可以恢復正常，但工作不久，故障重復出現。
分析及處理過程：查詢NC l04報警，其含義為“X軸測量系統電纜斷線”。
根據故障現象和報警，我們先檢查讀數頭和光柵尺，光柵密封良好，里面潔凈，讀數頭和光柵沒有受到污染，并且讀數頭和光柵正常；隨后檢查測量電路板，經檢查未發現不良現象，經過這些工作后，把重點放在反饋電纜上。測量反饋端子，發現13號線電壓不穩，停電后測量13號線，發現有較大電阻，經仔細檢查，發現此線在X軸運動過程中有一處斷路，造成反饋值不穩，偏離其實際值。經重新接線后，機床故障消除。
例023．快速移動時出現414和410號報警的故障維修
故障現象：某配套FANUC 0M系統的立式加工中心，X軸快速移動時出現414和410號報警。
分析及處理過程：414和410號報警的含義是“速度控制OFF”和“X軸伺服驅動異常”。鑒于此機床在故障出現后能通過重新起動消除，但每次執行X軸快速移動時就報警，故初步判定故障與伺服電動機有關。檢查伺服電動機電源線插頭，發現存在相間短路；重新連接后，故障排除。
例024；414、401號報警的故障維修
故障現象：一臺配套FANUC 0系統的數控車床，開機后就出現414、401號報警。
分析與處理過程：FANUC 0數控系統的414、401號報警屬于數字伺服報警，報警的具體含義分別是“X、Z位置測量系統出錯”，“X、Z軸伺服放大器未準備好”。向操作人員詢問得知，因工廠基建，該機床剛搬至新址不久，第一次開機就出現上述狀況，此前該機床工作一直很穩定，因此懷疑在搬運過程中導致電動機、驅動器等元器件的連接損壞。用萬用表測量電動機各電纜的連接，經檢查未發現異常。將插頭插拔確認連接牢固、無錯誤后再開機，報警仍未解除。于是，按“SYSTEM”鍵進入系統自診斷功能，檢查0200號參數，發現該參數第6位顯示為“1”及“#6(LV)=1，參閱維修手冊，提示此時為低電壓報警。檢查驅動器輸入電壓，發現無輸入電壓：依據電器原理圖繼續檢查，發現空氣開關QF4始終處于斷開狀態。更換新的開關，重新開機，機床恢復正常工作。
例025. FANUC 0系統351號報警的故障維修
故障現象：一臺配套FANUC 0系統的數控磨床，國慶長假后第一次開機出現351號報警。
分析與處理過程：FANUC 0數控系統的351號報警屬于數字伺服報警，該報警的含義為“串行脈沖編碼器通信出現錯誤”。向工作人員了解情況后得知，放假前對該機床進行了維護、保養，并對電氣柜進行了打掃，因此首先懷疑是工作人員在打掃過程中誤碰驅動器的連接線導致該報警的產生。將驅動器的連接插頭重新連接牢固后重新開機，報警解除。數日后報警又出現，再次連接驅動器插頭仍無法解除報警。于是按“SYSTEM”鍵進入系統自診斷功能，檢查0203參數，發現該參數第7位顯示為“1”及“#7(DTE)=1，提示為串行脈沖編碼器無響應。導致此類狀況的原因有：
1)信號反饋電纜斷線。
2)串行脈沖編碼器的+5V電壓過低。
3)串行脈沖編碼器出錯。
檢查信號反饋電纜，拆下Z軸信號反饋電纜插頭即發現插頭內有數根電線脫落。重新連接后再開機，報警解除，機床恢復正常工作。
例026．FANUC 0系統401號報警的故障維修
故障現象：一臺配套FANUC 0系統的數控磨床，開機后出現401號報警。
分析與處理過程：FANUC 0數控系統的401號報警屬于數字伺服報警，該報警的含義為“X、Z軸伺服放大器未準備好”。遇到此類報警通常作如下檢查：首先查看伺服放大器的LED有無顯示，若有顯示，則故障原因有以下3種可能：
1)伺服放大器至Power Mate之間的電纜斷線。
2)伺服放大器出故障。
3)基板出故障。
若伺服放大器的LED無顯示，則應檢查伺服放大器的電源電壓是否正常，電壓正常則說明伺服放大器有故障：電壓不正常就基本排除了伺服放大器有故障的可能，應繼續檢查強電電路。
根據上述排查故障的思路進行診斷，經檢查發現伺服放大器的LED無顯示，檢查伺服放大器的輸入電源電壓，發現+24V的輸入連接線已脫落。重新連接后開機，機床恢復正常。
例027．31號伺服報警的故障維修
故障現象：某配套FANUC 3MA系統的數控銑床，在運行過程中，Z軸產生3l號報警。
分析及處理過程：查維修手冊，31號報警的含義為“誤差寄存器的內容大于規定值”。根據31號報警提示，將誤差定值放大，于是將31號報警對應的機床參數由2000改為5000，然后用手搖脈沖發生器驅動Z軸，發現31號報警消除，但又產生了32號報警。32號報警意為“Z軸誤差寄存器的內容超過±32767，或數模轉換的命令值超出了-8192~+8191的范圍”。為此將設定的機床參數由5000再改為3000，32號報警消除，但31號報警又出現，故暫無法排除故障。
誤差寄存器是用來存放指令值與位置反饋值之差的，當位置檢測裝置或位置控制單元故障時，就會引起誤差寄存器的超差，故將故障定位在位置控制上。位置控制信號可以用診斷號800(X軸)、801(Y軸)和(Z軸)來診斷。將三個診斷號調出，發現800號X軸的位置偏差在－1與－2之間變化，801號Y軸的位置偏差在+1與－1之間變化，而802號的Z軸位置偏差為0，無任何變化，說明Z軸位置控制有故障。為進一步定位故障是在Z軸控制單元還是在編碼器上，采用交換法，將Z軸和X軸驅動裝置和反饋信號同時互換，Z軸和X軸伺服電動機都不動；此時，診斷號801數值變為0，802數值有了變化，這說明Z軸控制單元沒有問題，故障出在與Z軸伺服電動機連接的編碼器上。更換新的編碼器后，機床即恢復正常。
例028．工作臺爬行的故障維修
故障現象：某配套GSK980M系統的數控磨床，在進行多次維修和長時間不用后，發現Y軸在運動過程中有明顯的爬行。
分析及處理過程：經檢查，發現當手輪移動Y軸0.1mm時，工作臺連續移動0.7mm左右后再以另一種速度緩慢移動至0.1mm，因此可能是由于移動速度太快或工作臺阻力太大引起故障。調整機床導軌鑲條并減小工作臺移動速度，故障未排除。在多次運行后發現每次工作臺慢速移動的距離都差不多，因此打開參數頁面，發現029號參數(Y軸直線加減速時間常數)為600，而對于步進電動機來說一般設定為450。修改后再試，故障排除。
例029．失步現象的故障維修
故障現象：某配套GSK980M系統的數控機床，在自動或手動運行時，X軸經常產生失步現象。
分析及處理過程：本機床配置為GSK980M+步進驅動。失步是步進電動機傳動特點之一，當阻力或速度超過某一固定值時，步進電動機傳動常會產生失步現象。因此，降低X軸移動速度重新運行，發現在某一位置仍會產生失步。排除該原因后進一步檢查導軌與工作臺的工作阻力，加大液壓泵的供油壓力，使工作臺處于懸浮狀態，試驗后發現故障依然存在。斷電后卸下同步帶輪，手動旋轉滾珠絲杠；發現在某一點處阻力稍大，拆下滾珠絲杠請生產廠維修，發現在絲杠螺母中有一粒滾珠受損。更換滾珠重新裝配后，故障排除。
例030．410號報警的故障維修
故障現象：某配套FANUC PM0系統的數控機床，開機后出現410號報警。
分析及處理過程：該報警的含義為“停止時的位置偏差量超過了1829號參數設定值”。檢查機床參數，發現設定正確。進一步檢查發現，用戶在出現故障前曾經移動過第四軸轉臺，造成了電動機動力線連接不良，重新連接后，故障排除。
例031．FANUC PM0 090號報警的故障維修
故障現象：某配套FANUC PM0的系統數控機床，在回參考點時發生090號報警。
分析及處理過程：該機床為專用數控機床，調試時發現只要X軸執行回參考點動作，CNC就出現090報警。FANUC PM0出現090報警可能的原因有：起始位置離參考點太近；回參考點速度太低等。在排除以上原因后，機床故障仍然存在。利用診斷參數檢查DGNXl．4信號，發現X軸在正常位置(參考點擋鐵未壓上時)信號為“0”，但電氣原理圖規定該信號應為“1”，由此可知故障原因。更改連接線后，重新執行返回參考點動作，機床恢復正常，故障排除。
