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维修fanuc数控机床主轴主轴不转故障的维修方法

作者:主轴维修 浏览:201次

  主轴是数控机床的重要零件之一,主轴旋转产生切削的主运动是形成切削的重要条件。主轴不转故障是主轴驱动系统最常见的故障类型之一,可以分为有报警的故障和无报警的故障两大类。本文主要讲述维修fanuc主轴无报警的串行主轴不转故障的维修方法。

  1 维修fanuc主轴不转故障的维修方法分析

  FANUC 数控机床的主轴控制分两种形式:串行主轴和模拟主轴。不管采用何种控制方式,主轴旋转必须具备三个条件:CNC发出主轴控制信号、主轴驱动系统连接正确以及硬件和机械部 分正常。与普通机床相比,数控机床的机械部分大大简化,很大 程度上降低了机械部分的故障率,所以出现故障时应将维修的 重点放在数控系统和电气部分。按照“先系统、再电气、最后机 械”的思路进行维修,即出现故障时,首先考虑数控系统和 PMC 部分,其次考虑电气部分,最后再考虑机械传动部分和主轴组件 本身。维修步骤如下:

  第一步:看。观察有无报警,观察机床状态信息栏的显示和 主轴驱动放大器的LED 状态显示。有报警时,先排除报警。

  第二步:问。了解故障是在什么时候、进行什么操作时出现 的以及机床的负载大小、加工工艺等情况。

  这两步的重点是理解故障现象。

  第三步:思。前两步已经理解了故障现象,然后根据 FANUC 主轴控制的原理思考故障的原因并进行确认。

  2 维修fanuc主轴不转故障的维修实例

  2.1 某 FANUC 0ID 三轴加工中心,指令发出后,主轴不能旋转

  观察到系统无报警,主轴放大器 LED 状态显示[01],黄灯亮;了解到在“MDI”工作方式下,输入加工指令:“M03S500;”,按下机床操作面板上的“循环启动”按键后,该程序段底色为黄色,松开“循环启动”按键后,“循环启动”按键指示灯点亮,状态信息栏上显示“FIN”,机床操作面板上的主轴正转按键指示灯也点亮。

  故障分析:由循环启动有效判断该程序段已经被执行,再由状态信息栏出现“FIN”判断该程序段的执行不能结束;由主轴正转按键指示灯点亮,判断主轴正转信号已经输出到 PMC;进入信号状态显示栏观察到转速信号已经送入PMC。综上分析,主轴 M 指令已经执行,但不能结束,根据主轴控制原理可知,这是因为CNC 收不到 PMC 送回的结束信号,而结束信号则是根据主轴的实际转速是否到达指定的转速产生;主轴放大器 LED 黄灯亮,表安装紧固即可。

  ②蓄电池亏电,电能下降。因启动频繁、用电量 大、充电不足而导致的亏电启动无力的,要及时用外接充电器补 充充电,或在工作时注意充电恢复。

  ③蓄电池使用时间较短,突 然不能启动电机。可检查单格电压是否一致,若单格低于 1.7V 时,说明单格电池损坏,需送专修店修理。

  ④蓄电池自然老化与 报废。蓄电池使用或放置时间长,出现自行放电快、电压持续偏 低、勉强启动电机现象时,表明电池老化需要更新;蓄电池不能启动电机,12V 电瓶电压低于 10.5V 且充电不能恢复的,蓄电池已报废,需要更换。

  3.2 断电故障

  ①整车断电。原因是供电主线出现问题,要在蓄电池与总保 险、总开关之间查找断电故障点。

  ②局部线路断电。应在该分支 线路查找问题。

  ③烧保险断电。查找熔丝连接不紧、用电负荷过 大、导线有搭铁短路点、设备内部短路的问题。对断电的故障点 加以修复。

  3.3 起动电路故障

  ①电机起动无力。首先排查电瓶线虚接问题,其次检查灯光 亮度、蓄电池电压,排除电力不足问题。

维修fanuc主轴

  ②电机不起动。一是蓄电 池问题不能启动电机,二是蓄电池正常状况下,通电后电机不能 起动,电机磁力开关(吸盘)无动作声响或转动异常,一般是电机 内部故障,应由专业人员修理或更换。

  3.4 发电机不发电

  ①检查发电机三角皮带是否松动打滑、发电机运转是否自 如、输出端引线有无断脱、接线柱有无破损短路问题。

  ②发电机励磁端断电,可另用导线连接电源正极与励磁端通电实验,通电 后即可发电且电流表有反应,证明发电机正常,而是继电器或线 路出现问题;若通电后仍不发电,说明发电机内部出现故障。③ 硅整流发电机内部故障可能原因:硅二极管损坏、滑环绝缘击 穿、定子或转子线圈断路、短路,应送交专业人员修理或更换电 机。

  3.5 电压调节器故障

  当下常用的电子式调节器为整体密封件,若出现调节电压过低、充电电流过大、无充电电流或发电机正常但不发电现象, 说明调节器内部电子元件损坏,需要更换。

  3.6 其它电气故障

  重点检查导线或设备的断电(路)和短路(搭铁)问题。①灯不亮多是保险丝烧断造成的,如保险丝完好,可检查灯泡和导线及接头的断点。②指示仪表没有指示可接通电源,短路相应的传感器外接端点实验,如仪表出现指示,说明仪表正常而传感器损坏;若仍没有指示,则是仪表损坏,应更换新的。③指示不回位。 接通电源后,仪表指示最高位,发动机工作时,指针不能回到正常指示,应断开传感器,如仪表指示能回到零位,说明传感器短路损坏,应换新的;如断开传感器,仪表指示仍不能回零,说明仪表损坏,需要更换。

  3.7 在更换电气设备和元器件时,要确保新旧件的型号、规格、参数相一致

  明主轴正处于准备状态,CNC 被禁止向主轴放大器输出主轴控制信号,因此主轴不能旋转,主轴 M 指令的执行则不能结束。

  故障维修:先查看主轴控制关键信号,发现串行主轴急停输 入信号G71.1 不正常,然后修改梯形图,重启系统后,主轴正常旋转。

  2.2 某 FANUC 0ID 三轴加工中心,指令发出后,主轴不能旋转

  观察到系统无报警,主轴放大器 LED 状态显示[00];了解到在“MDI”工作方式下,输入加工指令:“M03S500;”,按下并松开机床操作面板上的“循环启动”按键时,观察到“循环启动”按键指示灯点亮,同时该程序段被执行;当执行结束后,“循环启动”按键指示灯随即熄灭;机床操作面板上的主轴正转按键指示灯也点亮。

  维修fanuc主轴故障分析:主轴放大器 LED 状态显示[00],表示已经有正、反转和急停信号,主轴电机已被励磁;主轴指令已经执行完毕, 表示 CNC 已向放大器输出主轴控制信号。控制信号已经输出,指令已经执行结束,主轴电机也被励磁,但主轴不转,也没有任何报警,表示主轴的旋转条件不满足。

  故障维修:主轴旋转的内部条件是CNC 准备就绪和串行主轴不报警,本例中系统没有报警,表示主轴旋转的内部条件已经 满足。主轴旋转的外部条件包括主轴上刀具夹紧,主轴外部不急 停,主轴与驱动器的连接、主轴电源连接正确等。本例中,刀具处 于夹紧状态,所以需要确定主轴是否急停,主轴的连接是否正 确。首先进入梯形图监控画面,查看主轴外部急停信号 G29.6 的状态。

  如果G29.6 处于断开状态,表示主轴处于紧急停止状态。由电气原理可知,如果机床防护开关出现异常,则会引起主轴紧急停止。本例中机床防护开关处于压下状态,有两种可能:防护开关信号已经输入,却没有输入到正确的地址,或者是该开关的信号输入线路有异常。要先检查 I/O Link 模块设置,发现设置正确, 然后检查该信号输入线路。发现该开关处于压下状态时,对应的X 信号输入为 1,而回路接入的是一个常闭行程开关。所以可判断该开关出现故障。更换开关,重启系统后,主轴正常旋转。

  如果G29.6 处于接通状态,则需考虑主轴旋转的其它外部条件,即主轴与放大器的连接以及主轴的电源。经检查主轴与驱动 器的连接正常,主轴电机动力线相序异常。排除后,重启系统,主 轴正常旋转。

  2.3 某 FANUC 0ID 三轴加工中心,指令发出后,主轴不能旋转

  维修fanuc主轴观察到系统无报警,主轴放大器 LED 状态显示[--];了解到在“MDI”工作方式下,输入加工指令:“M03S500;”,按下并松开机床操作面板上的“循环启动”按键时,观察到“循环启动”按键 指示灯无动作,不执行加工指令。

  故障分析:主轴放大器 LED 状态显示[--],表示主轴电机的励磁信号没有发出,即主轴的控制信号没有发出;同时观察到程序段不执行,“循环启动”按键无效,表示 CNC 没有接收到来自

  PMC 的启动程序的请求信号。

  故障维修:首先进入梯形图监控画面,查看主轴的控制信号,发现主轴正转信号 G70.4 为 0。接下来,按下并松开“循环启动”按键,观察 G7.2 信号是否有状态的变化,观察 F0.5 和 F0.4 信号的状态。发现 G7.2 无状态变化,F0.4 为 1,表示机床一直处于进给保持状态。接下来查看 G8.5 信号,发现异常,修改梯形图, 按下“进给保持”按键时,G8.5 为 0,松开时 G8.5 为 1。重启系统,输入指令,按下并松开“循环启动”按键,主轴旋转。

  本例中,主轴不能旋转的真正原因是 G8.5 信号为 0,G8.5 是PMC 输入到CNC 的进给保持信号。G8.5 为 1 时,按下并松开“循环启动”按键时 G7.2 才能有效。但从表面上看是由于 G70.4 为 0 造成的,所以在出现主轴不旋转又无报警时,一定要仔细观察机 床的动作和主轴放大器的LED 状态显示,全面把握故障现象,才能找到真正的故障原因。

  3 维修fanuc主轴结论

  由上述分析,FANUC 机床主轴不转故障的主要原因是缺少主轴控制信号或旋转条件不满足。此类故障出现时,先查看系统 有无报警,有报警则根据报警提示进行排查;若无报警,要按照“先系统、再电气、最后机械”的思路进行排查,首先查看主轴放大器 LED 状态显示理解故障现象,结合 FANUC 主轴控制原理, 查看相关控制信号,然后检查不正确信号的输入线路,最后再检查机械部分是否正常。但是还要注意:多种原因都会引起主轴控制信号缺少和主轴旋转条件不满足。如例 3,所以在排除故障时,要以主轴控制信号和旋转条件为中心,以深刻理解和全面把握故障现象为基础,对与之相关的部分进行发散性的排查。准确、 有效地排除故障,还要求维修人员必须理解 FANUC 主轴 PMC 控制原理,并在维修过程中能合理地加以利用

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