FANUC 18i-MA系统龙门加工中心主轴故障维修

FANUC18i-MA 系统龙门加工中心 ———FANUC18i-MA 系统龙门加工中心 作者： 发布时间：2009-3-11 10:24:48 阅读次数：244 摘 要： 通过对主轴故障现象的详尽分析，找到产生故障的原因，同时对主轴速度及位置 的控制理论进行了阐述。 关键词：主轴 主轴电机 速度反馈 断线 分析 简要介绍： 我公司 2003 年从日本进口的“本间数控龙门加工中心”一直负责柴油机机体、转向 架构架的加工任务，电力机车投产后，新型转向架的加工更是日益繁忙，因该机床加工区 域大，生产效率高，所以一直是构架生产的主力机床，故障前一直三班连续运转已达半年 之久。 故障现象： 近日机床突然出现故障， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现为：主轴启动后可见主轴负载指针表从 0%瞬间指向 150%，随后系统出现 2021 报警，表明主轴单元出现故障。通过系统诊断画面查看详细报警 信息，显示主轴单元出现 7131 报警，并有英文提示“主轴锁住或速度信号丢失”。仔细询 问操作者出现此故障时的操作情况获知：操作者当时调用了自动更换附件头循环，并且主 轴已经完成了“定向”的操作，是当 Y 轴正从龙门中部向附件头库方向运动的过程中出现 的报警，且当时无任何手动操作。依照经验，首先将机床断电后重新启动，系统顺利完成 引导并一切正常，此时报警已经自动消除。因当时 Y 轴距离附件头库较近，为了安全，用 手动进给将 Y 轴向龙门中间开动了大约 0.5 米左右，此后按下主轴启动按钮，主轴立刻运 转起来，观察负载表显示大约只有 2%左右，用主轴倍率开关调整主轴转速可见负载表并无 明显上升情况，基本稳定在 5%以下，难道故障真的自动消失了？分析操作者的叙述感觉主 轴的故障似乎与移动 Y轴有着某种关系，当即要求操作者以较慢的速度使 Y 轴向附件头库 方向移动。果然，当 Y轴再次接近附件头库的时候，报警又出现了，且与上次完全一致， 此刻观察主轴放大器模块，可见其七段数码管显示为 31 号报警。 故障排查： 查阅 FANUC AC SPINDLE MOTORαseries 参数说明书知 31 号报警含义如下，相关连接关系 如（图一）所示。 含义：主轴不能按照指令值旋转，主轴停止转动或转速非常低。故障位置及处理 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 如下： (1) 主轴在低速状态下报警 (a) 参数设定错误。检查传感器参数设定 (b) 电机相序不正确。确认电机相序 (c) 电机反馈电缆故障。检查 A/B 相信号连接是否正确 (d) 电机反馈电缆故障。手动旋转主轴，在数控诊断画面观察主轴速度情况，如果有速度 反馈，但是仍然报警，更换电缆或传感器。 (2) 当主轴不转动时仍然出现报警 (a) 动力线异常。检查动力线连接是否正常。主轴切换输出是否执行正常，电磁接触器是 否吸合 (b) 主轴模块故障。更换主轴模块或主轴模块上印刷线路板 （图一） 根据以上信息并结合现场实际情况和图纸资料，利用排除法进行了如下分析： 一、 机床是在运动中出现的报警，基本排除参数被修改的可能性。 二、 附件头更换循环是机床厂家编写的宏程序，已正常使用多年，且不需人工干预操作， 可排除误操作的可能。 三、 机床所在厂房没有进行电路施工，电源相序不会出错。 四、 主轴的故障产生与否和机床 Y轴所在位置呈现出明显的相关性，而机械传动方面二者 又无关联。 五、 主轴相关检测系统中有一个位置编码器，它装在滑枕内部，且与主轴的传动比为 1：1， 它真实的反映了主轴的当前角度位置，为主轴做定向和附件头旋转时的角度考察提供相关 信息。该信号通过在拖链内的另一根电缆接在主轴放大器模块的 JY4 插座上。因目前主轴 可以完成定向的操作，初步判断其状态正常。 六、 主轴电动机内置 M 传感器（旧称：脉冲发生器）主要负责将电机的旋转速度信号以脉 冲的形式向放大器发送，其连线从电机内部引出后由一组插座与一根 12 芯的屏蔽电缆在接 线盒内相连。该电缆与动力电缆一同穿在一根金属软管内，通过机床上的拖链直接与电柜 内的主轴放大器模块的 JY2 插座相连。由于拖链运动是伴随 Y 轴而产生的，因此很有可能 因为电缆破损或强电干扰造成信号传输不稳。 七、 由于主轴电机的转速与实际主轴的转速是有区别的，因此在 FANUC18i 主轴监控画面 中可以分别看到主轴的实际转速和主轴电机的转速，利用此功能做了如下检测：用手不断 转动主轴，观察监控画面中显示的主轴电机转速和主轴转速，发现在距离附件头库较近的 地方，也就是主轴启动后有报警的位置，主轴电机与主轴的转速比最大时为 1：10；在距离 附件头库较远的龙门中部，也就是主轴启动正常的位置，主轴电机与主轴的转速比为 10:1.5。对比可见前者明显不正常，由此更充分证明，主轴电机内置的 M 传感器（脉冲发 生器）传输电缆极有可能在 Y 轴移动到一定位置后会出现断线的情况。 综合所有信息，对照报警提示的检查项点，我感觉机床目前状况比较符合“主轴在低速状 态下报警－－电机反馈电缆故障”的情况。 故障处理： 依据上述分析，我们对主轴电机的内装 M 传感器（脉冲发生器）的电缆进行了详细 的检查。如（图二）所示：PA、RA、PB、RB 为编码器的 A\B 相脉冲信号的输出线；+5V 和 0V 是传感器的电源；OH1、OH2 为电机热保护接线；SS 为屏蔽线。 （图二） 因主轴能否顺利启动与 Y 轴的位置有明显关系，为尽快找到电缆断点，我们选择了 两个位置对电缆进行检查比较，期望尽快从中发现问题。一个是主轴可以启动的位置，在 龙门中部，另一个是主轴产生报警的位置，在靠近附件头库的地方。但反复对比检查后的 结果却大大出乎意料，无论在哪个位置，测量的结果都一样，也就是说这根电缆可能根本 不存在断线、接地、混连的现象。摆在面前的情况似乎很简单，从理论上分析，只有这跟 电缆出现故障才会导致产生这个报警；从实际经验上考虑，此段电缆确实是在拖链中与 Y 轴联动的，非常有可能出现断线的情况，这种情况在以往的维修中屡见不鲜，为什么这次 却偏偏没断，但又会有报警呢？ 在重新审视了自己的判断与检测过程之后，终于发现了问题所在。在测量电缆的过 程中，为方便检测，我将万用表至于“通断档”进行检测，这样的好处是如果导线的接通 电阻小于 30 欧姆的话，仪表会发出蜂鸣声，如果不通则不会有声音出现，很方便。在前几 次的检测中，我只注意到是否有蜂鸣音的出现，而没有关注导线的接通电阻确切是多少， 对于如此微弱的信号电缆来说，30 欧姆的阻值还是太大了，毕竟电机内置的 M 传感器（脉 冲发生器）输出的幅值只有 5V，又是长距离输送，过大的导通电阻一定会对信号的传输产 生影响。通过调整万用表档位，改用 200 欧姆档对电缆重新进行检测发现，有个别导线的 接通电阻已经到达 10 欧姆左右，考虑到运动状态下可能会进一步加大的情况，决定对拖链 内的电缆进行更换。 在拖链内另敷一根 12 芯屏蔽电缆对原有电缆进行置换，为方便对接，电机端的接头 和主轴放大器模块的 JY2 接头仍然沿用，只更换拖链内参与 Y 轴移动的电缆共 13 米左右， 新做的接点全部采用了锡焊的方法降低导通电阻。全部置换完成后重新测量，所有线路的 导通电阻已经降低到 2欧姆以下。开机试车，故障顺利排除。 经验 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ： 一、 在真正动手维修前，一定要仔细观察故障的现象，以及产生此现象的环境因素，确保 得到的信息是准确的，全面的。 二、 充分利用手中的资料细致分析诱发故障的各种可能。采用排除法逐一确认，缩小检查 范围。 三、 经验是我们在平时工作中积累的宝贵财富，但只凭经验，忽略细节的做法往往也造成 在实际处理问题的时候走弯路。 四、 数控设备的修理真正称得上是一件细节决定成败的工作，任何时候都要做到缜密、细 致，才能又快又好的解决问题。 参考文献： 1、 FANUC Series 16i/18i-MA 操作说明书 2、 FANUC Series 16i/18i/21i-B 维修说明书 3、 FANUC AC SPINDLE MOTORαseries 参数说明书 4、 CNC 维修教材 Series 16i/18i/21i 发那科学校讲义