项目7--数控机床典型故障及排除.ppt

项目7 数控机床典型故障及排除,任务7.1 数控系统报警查看 任务7.2 急停故障排除 任务7.3 操作编程故障解除 任务7.4 回参考点故障解除 任务7.5 进给系统故障解除 任务7.6 主轴系统故障解除 任务7.7 车麻换刀故障解除 任务7.8 加工中心ATC故障解除,7.1.1工作任务:排除FANUC机床300号报警 (一)任务分析 数控机床与普通机床不同之处在于，其内部有强大的自诊断系统，很多机床故障在系统显示器上都有报警提示，此时根据报警信息，利用维修手册、机床手册等工具手册中报警原因说明，可以迅速排除故障。 (二)实践操作 任务实施:查找FANUC Oi维修手册，排除300号报警。 7.1.2理论知识:FANUC数控系统常见报警,任务7.1 数控系统报警查看,下一页,(一)FANUC报警分类 (1) P/S程序报警(000253):在程序的编辑、输入、存储、执行过程中出现的报警，这些报警大多数是因为输入了错误的地址、数据格式或不正确的操作方法等造成的，根据具体报警代码，纠正操作方法或修改加工程序就可恢复。 (2)编码器报警(3xx) ; APC(绝对脉冲编码器)报警(300309)，串行编码器报警(360387)。 (3) SV(伺服)报警(400468, 600607)和伺服有关的报警。 (4)超程报警(500515):通过一定的方法将机床的超程轴移出超程区即可。,任务7.1 数控系统报警查看,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,(5)过热报警(700704):系统温度传感器装置检测到系统温度过高。 (6)刚性攻丝报警(740742):刚性攻丝过程中的故障。 (7)串行主轴报警(749784):串行主轴异常。 (8)系统错误(900976):系统的硬件、软件故障。 (9) PMC程序运行报警(1000，2000):PMC报警中，报警号为1000#以上的报警会停机，2000#以上的报警，只给出报警号，不停机。PMC报警也称为外围报警，维修时应该查数控机床操作手册，而不应该查数控系统的维修手册。 (二)FANUC常见报警号及解决措施,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,1. 000#报警 故障原因: 设定了重要参数，如伺服参数，系统进入保护状态，需要系统重新启动，装载新参数。 恢复办法: 在确认修改内容后，切断电源，再重新启动即可。 2. 85#87#(串行接口故障) 故障原因: 在对机床进行参数、程序的输入时，往往用到串行通信，利用RS232接口将计算机或其他存储设备与机床连接起来。,下一页,上一页,当参数设定不正确，电缆或硬件故障时会出现报警。 恢复方法: (1) 85#报警指的是在从外部设备读人数据时，串行通信数据出现了溢出错误，被输入的数据不符或传送速度不匹配，检查与串行通信相关的参数，如果检查参数没错误还出现该报警时，检查I/0设备是否损坏。 (2) 86#报警指的是进行数据输入时，I/0设备的动作准备信号(DR)关断。需检查:串行通信电缆两端的接口(包括系统接口);检查系统和外部设备串行通信参数;检查外部设备;检查I/O接口模块(可更换模块进行检查或去专业公司检查)。,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,(3)87#报警说明有通信动作，但通信时数控系统与外部设备的数据流控制信号不正 确，需检查:系统的程序保护开关的状态，在进行通信时将开关处于打开状态;I/O设备和外部通信设备。 3. 90#报警(回零动作异常) 故障原因: 返回参考点中，开始点距参考点过近或是速度过慢。 恢复方法: (1)正确执行回零动作，手动将机床向回零的反方向移动一定距离，这个位置要求在减速区以外，再执行回零动作。,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,更换电源;电压正常时仍有报警需检查脉冲编码器和轴卡。 4. 100#报警 故障原因: 修改系统参数时，将写保护设置PWE -1后，系统发出该报警。 恢复方法: (1)发出该报警后，可照常调用参数页面修改参数。 (2)修改参数进行确认后，将写保护设置PWE -0，按RESET键将报警复位。 5. 101#报警 故障原因:,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,存储器内程序存储错误，在程序编辑过程中，对存储器进行存储操作时电源断开，系统无法调用存储内容。 恢复方法: (1)在MDI方式下，将写保护设置为PWE=1。 (2)若系统断电，按着DELETE键，给系统通电，将参数进行总清。 (3)将写保护设置为PWE=0，按RESET键将101#报警消除。 6. 300#报警(要求返回参考点报警) 故障原因: 绝对脉冲编码器的位置数据由电池进行保持，不正确的更换电池方法(如在断电的情况下换电池)及更换编码器、拆卸编码器的电缆，,可能造成此故障。 恢复方法: 该报警的恢复就是使系统记忆机床的位置，有以下两种方法。 (1)如果有返回参考点功能，可以手动将报警的轴执行回零动作，因发生了其他报警不能手动返回参考点时，把参数1815#5设为0，解除其他报警，可以进行手动返回参考点回零。再将参数1815#4设定为0，然后点动状态下使机床离开参考点(至少为丝杠一个螺距以上的距离)。然后将系统参数1815 #5重新恢复为1，系统断电后重新上电。系统上电时，系统将会出现90号报警(要求机床返回参考点)，进行手动返回参考点操作，最后按下系统的复位键,任务7.1 数控系统报警查看,下一页,上一页,(RESET)解除报警。 (2)如果没有出现回零功能，进行无挡块式参考点设定，记忆参考点的位置。 更换串行脉冲编码器时，因参考点的位置与更换前不同，要变更栅格偏移量(参数No.1850)来正确调整停止位置。 7. 301#306#报警(绝对编码器故障) 故障原因: 编码器与伺服模块之间通信错误，数据不能正常传送。 恢复方法: 在该报警中涉及编码器、电缆、伺服模块三个环节。,任务7.1 数控系统报警查看,下一页,上一页,先检测电缆接口，再轻轻晃动电缆，注意看是否有报警，如果有，修理或更换电缆。在排除电缆原因后，可采用置换法，对编码器和伺服模块进行进一步确认。 8. 307#308#报警(绝对脉冲编码器电池电压低) 故障原因: 绝对脉冲编码器的位置由电池保存，当电池电压低时有可能丢失数据，所以系统应检测电池电压，提醒到期更换。 恢复方法: 选择符合系统要求的电池进行更换。必须保证在机床通电情况下，执行更换电池的工作，具体的操作请见有关换电池的步骤。,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,9. 401#和404#报警(伺服准备完成信号断开报警) 故障原因: 401#:如果一个伺服放大器的伺服准备信号(VRDY)没有接通，或者在操作中信号关断，发生此报警。 404 #:如果一个伺服放大器的伺服准备信号(VRDY)总保持接通，发生此报警。 系统检查原理:如图7-1所示，当轴控制电路的条件满足后，轴控制电路就向伺服放大器发出PRDY信号。当放大器接收到该信号，如果放大器工作正常，则MCC就会吸合，随后向控制回路发回VRDY。,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,如果MCC不能正常吸合，就不能回答PRDY信号，系统就会发出报警。 恢复方法: 当发生报警时首先确认急停按钮是否处于释放状态。 (1)伺服放大器无吸合动作(MCC)时，检查:伺服放大器侧或电源模块的急停按钮或急停电路故障;伺服放大器的电缆连接问题;伺服放大器或轴控制回路故障(可采用置换法对怀疑部件进行置换分析)。 (2)伺服放大器有吸合动作，但之后发生报警;伺服放大器本身有报警，可以参考放大器报警提示;伺服参数设定不正确，对照参数清单进行检查。,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,10.462#, 463#报警(发送CNC数据失W，发送驱动数据失W报警) 故障原因: 如果由于FSSB传送错误，使得驱动部分(伺服放大器)不能收到正确数据，就发生462报警。如果由于FSSB传送错误，使得CNC不能收到正确数据，就发生463报警。如果发生此类报警，报警信息显示出错误轴的轴号(轴名称)。 处理方法: 处理时主要检查以下两个方面的内容: 伺放大器或光缆:在报警信息中显示的错误轴，与轴号相对应的,任务7.1 数控系统报警查看,下一页,上一页,伺服放大器和 CNC控制单元间的某根光缆可能失效。或者，第一轴放大器与第一轴不对应。 轴控制卡:安装在CNC一侧的轴控制卡可能出故障。 11.417#(数字伺服系统异常报警) 原因及处理: (1)请确认以下参数的设定值。 参数2020:电机代码。 参数2022:电机回转方向。 参数2023:速度反馈的脉冲数。 参数2024:位置反馈的脉冲数。,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,参数1023:伺服轴号。 参数2084:柔性进给齿轮的比率。 参数2085:柔性进给齿轮的比率。 用CNC的诊断功能，确认详细情况。 (2)请将参数No. 2047(观察器用参数)设定为0。 (3)进行数字伺服的初始化设定。 12. 700#报警(控制单元过热报警) 原因及处理: 如果CNC控制单元的环境温度过高，就发生此报警。作为安装条件，CNC的环境温度一定不能超过55。,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,在主CPU板上安装有温度监测回路，如果周围温度过高就会引发报警。采取正当有效的措施，使安装CNC控制单元的电器柜温度下降到0到55之间。如果周边温度并无异常，则主板(主CPU板)可能出了故障。 13. 900#报警(ROM奇偶校验错误) 故障原因: 在FROM/SRAM模块上的闪存里，存储的软件有CNC系统软件、伺服软件、PMC管理软件和PMC梯形图。在开机时这些软件先登录到DRAM模块的RAM后才开始执行。如果存储在FROM/SRAM模块的软件被破坏就发生ROM奇偶报警。,任务7.1 数控系统报警查看,下一页,上一页,处理方法: (1)重新写入软件部分。在画面上显示了被检测出错误的软件的序列号。使用导入系统(BOOT SYSTEM)重新写入软件。存储在FROM/SRAM模块的软件绝大部分是FANUC的软件部分，还包括MTB创建的诸如PMC梯形图之类的软件。 (2)更换FROM/SRAM模块。更换后，原来存储的所有软件必须再写入。因为更换使SRAM存储的内容全清了，存储的内容必须恢复。使用导入系统(BOOT SYSTEM)进行此操作。 (3)更换主CPU板。如果以上措施都不能解决问题，那么更换主CPU板。,任务7.1 数控系统报警查看,下一页,上一页,14. 912919报警(DRAM奇偶校验错误) 故障原因: 开机时，CNC的管理软件从FROM登录到DRAM，在DRAM中被执行。DRAM上发生了奇偶校验错误。如果由于外部原因导致DRAM上的数据被破坏，或者如果CPU卡故障，就会发生这些报警。 处理方法:更换CPU卡。 15. 920#报警(伺服报警) 故障原因: 在轴控制卡的回路发生监测错误或RAM奇偶错误;920报警显示14轴的控制回路发生了上述错误;光缆、轴控制卡、CPU卡或,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,任务7.1 数控系统报警查看,主板有可能出现故障。 处理方法: (1)监测报警。伺服控制回路监视主CPU的运行。如果CPU发生错误或外围电路出现故障，监测时钟没有复位，就发生监测报警。 (2)更换光缆。光缆失效可能引发此报警。 (3)更换轴控制卡。 (3)更换CPU卡。 (4)更换主板(主CPU板)。如果以上措施都不能解决问题，就更换主板。,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,7.1.3实践知识:FANUC机床报警查看 (一)系统硬件报警的查看 如果系统在启动时没有正常引导启动，那么显示屏幕上很可能没有报警提示，不知故障的具体原因，这时可以利用FANUC系统硬件报警功能加以辅助判断。 使用时需将系统的背板打开查看，如图7-2所示位置上，有4个LED绿色状态灯和46个红色报警灯。 报警指示灯的具体含义如表7-1所示。 下面4个是状态灯，电源接通时，状态灯通过组成不同的亮、,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,灭状态，表示数控装置从电源接通到进入正常运行状态的过程中，所需进行的工作流程。当主板发生故障时，通过状态指示灯的不同状态，可进行故障判断。具体含义如表7-2所示。 (二)系统软件报警的查看 当报警发生时会跳转到报警画面，如图7-3所示，也可以按MESSAGE-【报警】来调出报警画面来查看。状态栏中报警提示为ALM，急停显示为EMG。FANUC数控系统的报警可以查看本书附录B或FANUC数控系统维修手册来查找报警的原因。 在维修时，也可以按履历软键来查看报警的历史，如图7-4所示。,下一页,上一页,任务7.1 数控系统报警查看,(三)系统的诊断画面 可以按SYSTEM-【诊断】，进入诊断画面，输入诊断号后按【搜索】键可以进入相应诊断号，如图7-5所示。在故障诊断时，可以借助诊断画面中的诊断号来分析系统、伺服、主轴等部件内部状态，如使用位型诊断号时，处于某诊断状态，对应的诊断位会为“1“,否则为“0“。 FANUC 0i系统的自诊断号功能定义如表7-3所示。 (四)PMC报警的查看,下一页,上一页,返 回,任务7.1 数控系统报警查看,可以按SYSTEM-【 PMC】、【PMCDGN】、【ALARM】，进入PMC报警查看画面，如图7-6所示。上处报警指的是PMC硬件连接故障或通信报警等，PMC检测到外部异常发出的报警信息不在此处显示，而在前边系统报警画面中显示。,上一页,任务7.2 急停故障排除,7.2.1工作任务:排除数控机床的急停报警 (一)任务分析 数控机床中急停功能用于对人或者设备进行保护，急停信号发生以后，机床各进给轴、主轴都会快速进入制动状态，有的机床主轴和进给伺服动力电源也会切断。所以数控机床出现急停后，必须排除，机床才能正常工作。 (二)实践操作 任务实施:排除机床急停报警。 7.2.2理论知识:数控机床急停的原因,下一页,数控机床急停报警不能解除的故障比较常见。当故障发生时显示器下方显示“紧急停止”(EMERGENCY STOP)，这时，机床操作面板方式开关不能切换，主接触器MCC不吸合，无动力电供电，伺服、主轴放大器不能工作。 在数控系统的操作面板和手持单元上均设有急停按钮，用于数控机床出现紧急情况时，需按下急停按钮，待查看报警信息并排除故障后，再松开急停按钮，使数控系统复位并恢复正常。也有机床厂将一些重要的安全信号如超程限位开关与紧急停止信号串联。这样一般维修人员认为急停的原因是急停开关连接不良或机床超程，排除上述两种可能后，就再也无法进行下一步的诊断工作，下面将分析急停,任务7.2 急停故障排除,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,故障产生的原因。 (一)紧急停止的控制原理 紧急停止控制的目的是在紧急情况下，使机床上的所有运动部件制动，使其在最短时间内停止运行。 FANUC硬件连接手册推荐的急停电路接法如图7-7所示。急停信号可使机床进入紧急停止状态，需将急停信号输入至CNC控制器、伺服放大器以及主轴放大器。急停信号一般采用常闭连接，当急停信号(*ESP)触点闭合时，CNC控制器进入急停释放状态，伺服和主轴电动机处于可控制及运行状态;当急停信号(*ESP)触点断开时，CNC控制器复位并进入急停状态，伺服和主轴电动机减速直至停止。,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,当急停信号(*ESP)触点断开时，在关断主轴电动机电源之前，必须确认主轴电动机已减速至停止，否则当主轴电动机正在运转时，直接关断电动机动力电源，主轴电动机由于惯性会继续转动，这是十分危险的。 通常情况下，不需要有硬件限位开关来检测超程，CNC控制器通过软件限位功能来检测超程。然而，如果由于伺服反馈故障致使机床超出软件限位时，则需要有一个行程限位开关与急停信号相连，使机床停止。 FANUC ai系列伺服放大器产品是基于以上安全需求考虑而设计的。,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,急停信号输入到电源模块(PSM)上，一般紧急停止回路是由“急停”开关和“各轴超程开关”串联的，在这些串联回路中还串联一个24 V继电器线圈，继电器的一对触点接到CNC控制单元的急停输入上，继电器的另一对触点接到放大器PSM电源模块上(接CX4的2和3管脚)。当按下急停按钮或机床运行时超程(行程开关断开)，则急停继电器线圈断电，其常开触点1, 2断开，从而导致控制单元出现急停报警，主接触器线圈MCC断电，主电路断开，从而使进给电动机和主轴电动机停止运行。 急停回路接到CNC控制单元的急停输入信号X地址是固定的，即X8.4(或X1008.4),G8.4是PMC送到CNC的紧急停止信号，,下一页,上一页,低电平有效。当X8.4=0时，G8.4=0，系统出现紧急停止报警。G8. 4信号为PMC将X8.4和其他相关的信号进行综合处理后输出到CNC的信号，如图7-8所示。 图中，F45.0为串行主轴报警信号，8800.0为机床超程链信号，还可以在梯形图X8.4后面串接刀库门开关等(进口机床经常这样处理)紧急信号。 可见，G8.4是“紧急停止”信号树的“根”，而其他外围X信号和R信号是这一信号树上的“枝”。当出现“紧急停止”不能解除的故障时，如果只查找图7-7所示的信号而不会从图7-8中的G8.4去“追根寻源”，则往往不能够排除该类故障。,任务7.2 急停故障排除,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,(二)紧急停止常见的原因 1.电气方面的原因 从图7-8可以看出，如果机床一直处于急停状态，首先检查急停回路中急停继电器是否吸合:继电器如果吸合而系统仍然处于急停状态，可以判断出故障不是出自电气回路方面，这时可以从其他方面查找原因;如果继电器没有吸合，可以判断出故障是因为急停回路断路引起，这时可以利用万用表对整个急停回路进行检查，检查急停按钮的常闭触点，并确认以下几个方面: (1)检查机床上所有的急停旋钮，检查是否是急停旋钮没有打开。 (2)如果机床采用超程链设计，则检查机床的限位开关是否被压,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,下，是否复位。 (3)检查伺服驱动、主轴驱动、液压电动机等主要工作电动机及主回路，看是否因过载保护而产生急停报警。 (4)检查输入电压、24 V电压是否正常，有可能因为电压过低造成继电器不能动作，使能信号无法给出。 (5)限位开关损坏或急停按钮损坏。 2.伺服单元报警引起的急停 伺服单元如果报警或者出现故障，PLC检测到后可以使整个系统处在急停状态，直到将伺服部分的故障排除，系统才可以复位。 3.主轴单元报警引起的急停,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,主轴单元如果报警或者出现故障，PLC检测到后可以使整个系统处在急停状态，直到主轴单元故障排除，系统才可以复位。 常见原因: (1)主轴空开跳闸。 (2)主轴单元报警或主轴驱动器出错。 4.系统跟踪误差过大引起的急停 这一类故障属于运动状态问题，实际上是进给伺服系统位置环在运动中出现了问题。位置偏差是由位置环中的位置偏差计数器输出的，即由光电脉冲编码器反馈的反映工作台实际运行距离的脉冲与数控系统所发出的脉冲个数进行比较得出。,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,这个偏差值的大小反映出数控系统要求某个轴运动的距离与轴实际移动的距离之间的差值。为使位置偏差不超出机床各轴要求的形状位置公差，所以数控系统对这个偏差值的大小进行了设置。这个参数值的大小是可以更改的，如果参数丢失或者设置的数值过小，往往造成数控系统跟踪误差过大。 造成系统跟踪误差过大可能原因有以下几点。 (1)负载过大，或者夹具夹偏造成的摩擦力或阻力过大，从而使加在伺服电动机的扭矩过大，使电动机丢步，形成了过大的跟踪误差。 (2)编码器的反馈出现问题。检查编码器的电缆是否松动，或者用示波器检查编码器所反馈回来的脉冲是否正常。,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,(3)伺服驱动器报警或损坏。 (4)进给伺服驱动系统强电电压不稳或者是电源缺相。 5.其他原因 急停PLC中规定的系统复位所需要完成的信息未满足要求，如伺服动力电源准备好、主轴驱动准备好等信息;或者是PLC程序编写错误，防护门没有关紧等。 7.2.3实践知识:数控机床急停故障排除 案例1:急停按钮引起的故障维修。 故障现象:某配套FANUC OM的加工中心，开机时显示“NOT READY“，伺服电源无法接通。,下一页,上一页,分析及处理过程:FANUC OM系统引起“NOT READY”的原因是数控系统的紧急停止“* ESP”信号被输入，这一信号可以通过系统的“诊断”页面进行检查。经检查发现PMC到CNC急停信号(DGN121.4)为“0“，证明系统的“急停”信号被输入。再进一步检查，发现系统I/O模块的“急停”输入信号为“0“，对照机盒电气原理图，检查发现机盒刀库侧的手动操纵盒上的急停按钮断线，重新连接复位急停按钮后，再按RESET键，机盒即恢复正常工作。 案例2:液压电动机互锁引起的急停故障维修。 故障现象:某配套FANUC OT的数控车盒，开机后出现“NOT READY”显示，且按下“液压启动”按钮后，液压电动机不,任务7.2 急停故障排除,下一页,上一页,工作，“NOT READY”无法消除。 分析及处理过程:经了解，该机床在正常工作情况下，应在液压启动后，CNC的“NOT READY”自动消失，CNC转人正常工作状态。对照机床电气原理图检查，机床的“急停”输入(FANUC Oi系统地址为X8. 4 , FANUC 0系统为X21.4)为“急停”开关、X/Z轴“超程保护”开关、液压电动机过载保护自动开关、伺服电源过载保护自动开关这几个开关的常闭触点的串联。经检查这些信号，发现液压电动机过载保护的自动开关已跳闸。通过测试，确认液压电动机无短路，液压系统无故障，合上空气开关后，机床正常工作，且未发生跳闸现象。,任务7.2 急停故障排除,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,案例3:主轴驱动器报警引起的急停故障维修。 故障现象:某配套FANUC 0 TC的进口数控车床，开机后，CNC显示“NOT READY“ ,伺服驱动器无法启动。 分析及处理过程:由机床的电气原理图，可以查得该机床急停输入信号包括紧急按钮、机床XlZ轴的“超程保护”开关以及中间继电器KA 10的常开触点等。检查急停按钮、“超程保护”开关均已满足条件，但中间继电器KA 10未吸合。进一步检查KA 10线圈，发现该信号由内部PLC控制，对应的PLC输出信号为Y53.1。根据以上情况，通过PLC程序检查Y53.1的逻辑条件，确认故障是由于机床主轴驱动器报警引起的。,下一页,上一页,通过排除主轴报警，确认Y53.1输出为“1“，在KA10吸合后，再次启动机床，故障清除，机床恢复正常工作。 案例4:立卧转换互锁引起急停的故障维修。 故障现象:某配套FANUC 0 MC的进口“立卧复合”加工中心，开机后CNC显示“NOT READY“，伺服驱动器无法启动。 分析及处理过程:故障分析过程同上例，对照机床电气原理图及PLC程序检查，发现机床“急停”信号已被输入。进一步分析、检查发现，引起故障的原因是“立卧转换头”未到位，导致了机床“急停”。检查实际机床的情况，立卧转换头位置正确，但转换到位信号为“0“，检查后确认故障原因是因为到位检测无触点开关损坏。,任务7.2 急停故障排除,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,更换无触点开关后，机床恢复正常工作。 案例5:启动条件不满足引起急停的故障维修。 故障现象:某配套FANUC 0 MC的数控铣(手机床)，开机后，CNC显示“NOT READY“，伺服驱动器无法启动。 分析及处理过程:由于机床为二手设备，随机资料均已丢失，为了确定故障原因，维修时从X21.4“急停”信号回路依次分析、检查，确认故障原因是与X21. 4输入连接的中间继电器未吸合引起的“急停”。进一步检查机床的控制电路，发现该中间继电器的吸合条件是机床未超程，且按下面板上的“机床复位”按钮后，才能自锁保持。据此，再检查以上条件，最终发现故障原因是面板上的,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,“机床复位”按钮不良，更换按钮后，故障排除，机床可以正常动作。 案例6:机床超程保护引起急停的故障维修。 故障现象:某配套SIEMENS 810MGA3的立式加工中心，开机后显示“ALM2000 “，机床无法正常启动。 分析及处理过程:SIEMENS 810MGA3系统出现ALM2000(急停)的原因是CNC的“急停”信号生效。在本系统中，“急停”信号是PLC至CNC的内部信号，地址为Q78.1(德文版为A78.1)。通过CNC的“诊断”页面检查发现Q78. 1为“0“，引起了系统急停。进一步检查机床的PLC程序，Q78.1为“0”的原因是由于系统I/ 0模块中的“外部急停”输入信号为“0”引起的。,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,对照机床电气原理图，该输入信号由各进给轴的“超极限”行程开关的常闭触点串联而成。经测量，机床上的Y方向“超极限”开关触点断开，导致了“超极限”保护动作，实际工作台亦处于“超极限”状态。鉴于机床Y轴无制动器，可以比较方便地进行机械手动操作，维修时在机床不通电的情况下，通过手动旋转Y轴的丝杠，将Y轴退出“超极限”保护，再开机后机床恢复正常工作。 案例7:垂直进给轴超极限保护引起急停的故障维修。 故障现象:某配套SIEMENS 810MGA3的立式加工中心，开机后显示“ALM2000 “，机床无法正常启动。 分析及处理过程:分析及处理过程同上。,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,经检查、测量，发现机床故障的原因是Z方向“超极限”开关触点断开，使“超极限”保护动作，Z工作台亦处于“超极限”位置。由于该机床Z轴为垂直进给轴，伺服电动机带有制动器，无法简单地利用机械手动操作退出Z轴，维修时通过将机床的“Z超极限”信号进行瞬时短接，在取消了“超极限”保护后，手动移动机床Z轴，退出“超极限”保护位置，然后再恢复“超极限”，机床恢复正常工作。 案例8:PLC 24V电源故障引起急停的故障维修。 故障现象:某配套SIEMENS 802D的立式加工中心，开机后显示“ALM3000“，机床无法正常启动。 分析及处理过程:经初步检查，机床工作台均处在正常位置,下一页,上一页,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,(未超程)，所有急停开关均已复位，且机床外部I/ 0输入对应的信号触点已接通。根据以上情况，可以认为机床急停的原因与机床的状态无关。通过诊断页面检查，发现PLC的全部机床输入信号均为“0”状态，因此初步判断故障原因在I/0信号的输入信号的公共电源回路上。打开电气柜后检查发现，该机床的DC 24V断路器已跳闸，进一步测量24 V输出未短路，合上断路器后，机床工作恢复正常。 案例9:电缆连接不良引起急停的故障维修。 故障现象:某配套SIEMENS 810M的卧式加工中心，在加工过程中突然停机，再次开机时，CNC显示ALM2000报警。 分析及处理过程:SIEMENS 810M引起ALM2000报警的,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,原因是系统的“急停”输入信号Q78.1为“0“。对照PLC程序，检查机床各输入条件，确认故障原因是机床X轴超程保护生效，但检查实际机床位置，未发现超程。进一步检查机床X轴超程输入信号及超程开关，发现X轴限位开关的连接电缆在机床运动过程中被部分拉落，引起了超程报警。重新连接电缆并固定可靠后，开机故障消失，机床恢复正常工作。 案例10:自动换刀过程中停电引起急停的故障维修。 故障现象:某配套SIEMENS 840D的进口卧式加工中心，在自动换刀过程中突然停电，开机后，系统显示ALM3000报警。 分析及处理过程:由于本机床故障是由于自动换刀过程中的突然,任务7.2 急停故障排除,停电引起的，观察机床状态，换刀机械手和主轴上的刀具已经啮合，正常的换刀动作被突然停止，机械手处于非正常的开机状态，引起了系统的急停。本故障维修的第一步是根据机床液压系统原理图，在启动液压电动机后，通过手动液压阀，依次完成了刀具松开、卸刀、机械手退回等规定动作，使机械手回到原位，机床恢复正常的初始状态，并关机。再次启动机床，报警消失，机床恢复正常。 维修体会: (1)数控系统的“急停”信号一旦被撤销，CNC将进入“未准备好(NOT READY) “状态或“急停”状态。根据通常的习惯，数控机床上“急停”控制回路，主要考虑的因素有以下几点:,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,面板上的“急停”生效。 工作台的超极限保护生效。 伺服驱动、主轴驱动器、液压电动机等主要工作电动机及主回路的过载保护。 24V控制电源等重要部分的故障。 因此，在发生“急停”故障(或“NOT READY“)时，首先应对以上几点进行逐一检查。 (2)一般来说，面板上的“急停”生效以及工作台的“超极限”保护生效，在相应的元器件状态恢复正常后即可直接启动机床。但对于伺服驱动、主轴驱动器、液压电动机等主要工作电动机及主回路的,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,过载保护，24 V控制电源等重要部分的故障，应对过载保护动作的回路再进行进一步的测量，并确认、解决过载原因后，再启动机床;若电路中存在过载，则应做进一步维修，排除故障后才能启动机床。 (3)当机床因“超极限”保护生效引起“急停”时，退出“超极限”状态的方法应优先采用“机械手动退出”，以保证机床安全。在“机械手动退出”较困难时，方可采用电气短接的方法将机床的“超极限”信号取消，在这种情况下，必须注意以下几点: 确认机床驱动器、位置控制系统无故障。 操作时应注意坐标轴的移动方向。 机床退出“超极限”保护后，应立即将机床的“超极限”信号,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,恢复，使机床的“超极限”保护功能重新生效。 (4)“急停”信号在某些系统中有固定的输入地址，如FANUC 0系列系统。其“急停”信号(*ESP)的输入地址固定如下: FANUC POWER MATE 0为:X1000. 4; FANUC 0系列系统(OMC/OMD/OTC/OTD/OTE等)一般为:X21.4 ; FANUC Oi系列系统(OiB OiC OiD)一般为:X8. 4 ; FANUC 16i/18i/21i系列系统一般为:X1008. 4. 对于这些系统可以直接检查输入信号的状态，并进行处理。 在大部分带有内部PLC的数控系统中(如SIEMENS 802D/,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,810D/840D/810M等)，“急停”信号(*ESP)无固定的输入地址，它是由PLC程序传输CNC的内部信号，但其内部信号的地址是固定不变的。在这种情况下，应根据机床PLC程序，找出并检查与“急停”信号(*ESP)相关的PLC输入点，通过检查这些输入信号的状态，最终确定引起“急停”的原因，并加以解决。* ESP在SIEMENS常用系统中的内部信号地址如下: SIEMENS 810/820GA3中为:Q78. 1 ; SIEMENS 8025/C/D中为:V26000000.1;,下一页,上一页,任务7.2 急停故障排除,SIEMENS 810/840D中为:DB10/DBB56.1。 对于“急停”报警，应对照PLC程序，利用系统的信号状态诊断功能，首先检查以上内部信号的状态，确定相关的PLC输入点，并加以解决。,返 回,上一页,7.3.1工作任务:解除机床超程故障 (一)任务分析 超程是用来保证机床在允许的行程范围内移动，有软限位和硬限位两种超程保护。软限位是系统参数，它通过限制机床坐标范围值，来避免超程，参数值一般都设定在硬限位范围内。所以一般机床如正确使用，超程报警主要是软限位超程，但如果机床开机没有回参考点，机床坐标系没有建立，软限位不会起作用，此时机床的限位则依靠硬限位的行程开关或接近开关来进行保护。 (二)实践操作 任务实施:分析机床超程是软限位超程还是硬限位超程，并排除。,任务7.3 操作编程故障解除,下一页,任务7.3 操作编程故障解除,7.3.2理论知识:数控机床操作编程基础 (一)坐标系 数控机床坐标系主要有机械坐标系和工件坐标系。 加工零件放在数控机床上，必须知道它的确切位置。同时机床的运动是由数控系统CNC发出的指令来控制的。为了确定机床的运动方向和移动距离，就必须建立机床坐标系。 数控机床标准坐标系与运动方向，在国际标准ISO中有统一规定，我国制定的标准JB/T 3051-1999与之等效。 规定原则:标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系，用右手螺旋法则判定。,下一页,上一页,数控机床的加工运动主要分为刀具的运动和工件的运动两部分。规定X, Y, Z表示刀具相对“静止”工件而运动的刀具运动坐标。即工件静止不动，刀具运动。规定使刀具远离工件的方向为运动的正方向。 坐标轴确定的方法及步骤如下: Z轴:一般取产生切削力的主轴轴线为Z轴，刀具远离工件的方向为正方向。当机床无主轴时，选与工件装夹面垂直的方向为Z轴。 X轴的确定分两种: (1)对于工件做回转切削运动的机床(如车床、磨床)，在水平面内取垂直工件回转轴线即Z的方向为X轴，刀具远离工件的方向为正方向。,任务7.3 操作编程故障解除,下一页,上一页,任务7.3 操作编程故障解除,(2)对于刀具做回转切削运动的机床(如铣床、锁床)，当Z轴垂直时，人面对主轴向立柱看去，向右为X正方向;当Z轴水平时，面对主轴看去，则向左为X正方向。对于无主轴的机床(如刨床)，以切削方向为X正方向。 Y轴:根据已确定的X, Z轴，按右手笛卡尔坐标系确定。大拇指代表X轴，食指代表Y轴，中指代表Z轴。 常见数控机床坐标系示意图如图7-9所示。 1.机床坐标系 机床坐标系又称机械坐标系，机床坐标系的原点也称机床原点或机械原点，这点是机床上一个固定的点。,下一页,上一页,任务7.3 操作编程故障解除,其位置在出厂之前由厂家调整好并在系统参数中设定好。一般情况下不要轻易更改。 参考点是机床坐标系中一个固定不变的特殊位置的点，它与机床原点之间有一个确定的位置，可以与机床原点重合也可分开。其位置在出厂之前由厂家调整好并在系统参数中设定好。对于需执行手动返回参考点操作的数控机床(亦称回零操作)，一般是用挡铁和回零减速开关的配合来完成，进而建立起机床坐标系。它是编程和加工的基准。 维修中还经常用到第2, 3, 4参考点，它们都是用系统参数来设定的。其目的是为了建立一个固定不变的点，在该点处数控机床可执行一些特殊的诸如换刀或交换工作台等功能。,下一页,上一页,任务7.3 操作编程故障解除,2.工件坐标系 工件坐标系又称编程坐标系，它由机床坐标系平移或旋转而产生，为简化计算、简化编程而由编程人员自行设定的坐标系。图7-10为机床工件坐标系示意图。编程原点可以是工件或夹具上的某一点。编程原点的选择一般应遵循下列几点: (1)简化计算。 (2)尺寸链计算误差要小。 (3)引起加工误差要小。 (4)易于找正、便于测量。 A, B, C分别为绕X, Y, Z旋转的空间旋转轴。U, U, W为第二,下一页,上一页,任务7.3 操作编程故障解除,直线轴，它分别平行于X, Y, Z轴。 成。它是指令机床动作方式或控制状态命令的指令。有运动指令和非运动指令之分。有模态指令和非模态指令之分。不同的数控系统其G功能相差甚大，只有G 00一G04 , G17-G19 ,G40-G42, G90-G91, G94-G97基本相同。 模态指令又称为“续效指令”。它是指某一G指令一经程序段中指定，就一直有效，直到后边程序段中出现同组的另一G指令或被其他G指令取代时才失效。编写程序段时，与上段相同的模态指令可以省略不写。不同组模态指令可编写在同一程序段内。例如: N05 G00 G90 G54 X100 .Y-120,下一页,上