數(shù)控車(chē)床由于線路不良引起的故障

王銀洲

（許昌市高級(jí)技工學(xué)校，河南 許昌461500）

1 實(shí)例1

故障現(xiàn)象：一臺(tái)系統(tǒng)為FANUC 0i 的數(shù)控車(chē)床，主軸配置有增量式脈沖編碼器，近段時(shí)間不能執(zhí)行螺紋加工，而非螺紋切削加工正常（顯示裝置上有主軸速度顯示）。

故障分析：初步判斷是主軸編碼器故障。原因是：當(dāng)執(zhí)行螺紋加工指令時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有得到主軸位置檢測(cè)裝置發(fā)出的一轉(zhuǎn)信號(hào)。故將另一臺(tái)配置相同數(shù)控車(chē)床的編碼器置換，但故障依然存在。

主軸編碼器的工作原理：主軸編碼器采用與主軸同步的光電脈沖發(fā)生器，通過(guò)中間軸上的齒輪1∶1 同步傳動(dòng)。主軸旋轉(zhuǎn)與Z 軸進(jìn)給之間的插補(bǔ)。當(dāng)執(zhí)行螺紋加工指令時(shí)，系統(tǒng)得到主軸位置檢測(cè)裝置發(fā)出的一轉(zhuǎn)信號(hào)后開(kāi)始進(jìn)行螺紋加工，根據(jù)主軸的位置反饋脈沖進(jìn)行Z 軸的插補(bǔ)控制，即主軸轉(zhuǎn)一周，Z 軸進(jìn)給一個(gè)螺距或一個(gè)導(dǎo)程。

主軸編碼器接線圖：主軸編碼器一般與主軸采用1∶1齒輪傳動(dòng)且采用同步帶連接，編碼器為1024 脈沖/r，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)4 倍頻電路得到4096 個(gè)脈沖/r。其信號(hào)及連接圖如1所示。

圖1 主軸位置編碼器信號(hào)及接線圖

分析可能產(chǎn)生故障的原因：

（1）主軸編碼器的位置信號(hào)PA、*PA、PB、*PB 不良或連接電纜斷開(kāi)；（2）主軸編碼器的一轉(zhuǎn)信號(hào)PZ、*PZ 不良或連接電纜斷開(kāi)；（3）主軸編碼器與系統(tǒng)之間的連接不良；（4）系統(tǒng)或主軸放大器故障。

故障處理方法：以上幾種可能產(chǎn)生故障的原因都是由線路不良引起的。由于顯示器上有主軸速度顯示，故首先排除故障產(chǎn)生原因（1）；然后通過(guò)加工指令G99（每轉(zhuǎn)進(jìn)給加工）和G98（每分進(jìn)給加工）切換來(lái)判別，結(jié)果G98進(jìn)給切削正常而G99 進(jìn)給不執(zhí)行，則判定故障產(chǎn)生原因?yàn)棰?，通過(guò)接線圖對(duì)編碼器側(cè)和放大器側(cè)各連接線路逐一仔細(xì)檢查，最終發(fā)現(xiàn)編碼器的一轉(zhuǎn)信號(hào)PZ、*PZ 接線端開(kāi)焊，將其重新焊接好，故障消除。

2 實(shí)例2

故障現(xiàn)象：一臺(tái)配置為GSK980TD 的無(wú)級(jí)調(diào)速的數(shù)控車(chē)床，在加工過(guò)程中，主軸經(jīng)常停止轉(zhuǎn)動(dòng)，變頻器無(wú)報(bào)警信息。

故障分析：該數(shù)控車(chē)床配置的是正弦EM303A 變頻器。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，主軸工作一段時(shí)后會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，變頻器的數(shù)碼顯示器顯示的數(shù)值和正常工作時(shí)相同。詢問(wèn)該機(jī)床的操作工人得知，這臺(tái)變頻器前不久才更換，從更換后機(jī)床經(jīng)常出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，有時(shí)主軸停轉(zhuǎn)后，重新按正轉(zhuǎn)機(jī)床能夠正常工作，有時(shí)無(wú)論怎么操作都不能讓主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

查看說(shuō)明書(shū)，將F0-04 功能代碼改為0（鍵盤(pán)啟動(dòng)）后，按下RUN 鍵后，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，這樣可以排除電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)異常，判斷問(wèn)題可能出自變頻器。

圖2 控制回路標(biāo)準(zhǔn)接線路

圖3 控制回路端子排列

根據(jù)圖2 變頻器控制回路接線圖，查檢圖3 所示控制回路端子。螺釘、接線頭、電線等并沒(méi)有松動(dòng)等異常情況。然后，通過(guò)功能代碼C0-28，查看變頻器VS 輸入模擬電壓為規(guī)定值。仔細(xì)分析控制回路接線圖，主電路、控制回路、模擬輸入/輸出均沒(méi)有異常。當(dāng)排查到輔助直流電源時(shí)，發(fā)現(xiàn)圖2 所示，24V 與PLC 金屬片連接螺釘松動(dòng)，用工具鎖緊后，故障排除。

3 結(jié) 語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床的常見(jiàn)故障一般發(fā)生在線路不良上，尤其是一些經(jīng)?；顒?dòng)的位置。針對(duì)這一類(lèi)問(wèn)題，我們首先要分析其工作原理，了解其接線圖原理圖，根據(jù)接線圖逐一排查。

［1］ FANUC 0i 維修說(shuō)明書(shū)［Z］.北京發(fā)那科機(jī)電有限公司

［2］ 王鳳蘊(yùn)，張超英.數(shù)控原理與典型數(shù)控系統(tǒng)［M］.北京:高等教育出版社，2003.

［3］ 龔中華.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修500 例［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

［4］ 深圳市正弦電氣股份有限公司.EM303A 系列開(kāi)環(huán)矢量變頻器用戶手冊(cè)［Z］.2011.