基于FUNUC 0-MC系统加工中心的故障分析及维修

本文介绍该加工中心，是采用了FUNUC公司的 0-MC数控系统 该机床X Y Z三轴联动，工作台为第四轴 进给伺服和主伺服均采用数字化伺服单元，刀库为台湾产链式刀库，有两个工作台可以交换

1 机床常见故障的分析

1.1 伺服系统简介及典型故障分析

X Y Z 轴分别选用 FANUC 公司的 C22， C22B C30型沟通伺服电机，这 3 个轴为全闭环控制 工作台选用 C6 型沟通进给电机，选用半闭环控制，分度精度为 1 X Y Z 3个轴有三级行程维护 第一道为软限位行程维护，能够经过参数来设定 第二道为紧迫中止维护，当机床某一坐标碰到紧迫中止开关时，机床处于未准备好状况，免除紧迫中止信号即可免除报警第三道为硬件维护，当碰到硬件维护开关时，机床报警并显现报警信息，这时在按下超程开释开关的一起，用手轮反摇即可免除报警

伺服系统一般的故障可以参考维修手册 下面介绍一起特殊故障 一台 XH756B/1 加工中心在使用一段时间后，发现在镗孔里出现波纹 因为镗孔过程中只有 Z轴方向运动，而 X轴不动 分析认为 X轴可能在停止时出现震动，打开防护板，观察 X轴电机，发现X轴有振动，将 X轴改为半闭环， X轴没有振动 全闭环情况下出现振荡可能是因为位置环增益过大 将位置环增益参数降低，故障得到排除 引起这一故障的原因为机床使用一段时间后，机械参数发生了变化，而全闭环伺服对机械参数的要求是较为严格的，因而需要对伺服参数进行必要的调整 需要说明的是并不是任何情况下都可以通过调整伺服参数使机床正常工作 机械参数的变化，如间隙过大 润滑条件变差都可能引起全闭环伺服系统不能正常工作 这种情况下，调整伺服参数不可能解决问题，必须修复丝杠导轨等机械部分的精度

1.2 主轴伺服简介及典型的故障分析

本机床的主轴采用 FANUC 15 交流主轴伺服电机，主轴变速有高档 中档 低档和空档 主轴定向采用编码器定向 换档故障和定向故障可以通过PMC报警查找 下面介绍一起主轴的特殊故障

加工中心曾出现过在加工的过程中，不定时出现409主轴报警，断电后再通电报警消失 主轴伺服报警的内容为主轴电机没有达到指令转速，低转速旋转或停止 有可能是负载大引起电机转速下降 检查负载没发现问题，更换电机测速单元到伺服单元的电缆故障得到排除 分析原因，测速单元给出的速度信号正常，但电缆线的断线不能将实际的测速信号送给伺服单元，虽然转速正常，但系统检测不到正常的速度信号 因而引起报警，表面上看好象是机械问题，实际上是电气故障

1.3 刀库的工作原理及排除故障的方法

加工中心刀库控制主要靠液压马达采用两个无触点开关进行换刀检测 直接输入到 PMC中，由 PMC进行换刀控制，换刀前必须进行刀具准备，然后进行 M06TXX刀具自动交换功能 该机床采用了固定存取换刀方式，在这种换刀控制中，归还刀具的位置是固定的，刀具选择（CNC里的 T代码）指令，刀库中存取位置（取刀 还刀）均以存放刀具刀套编号为目标，即刀套编号，它是以刀套编号作为存取地址来控制取刀 换刀 换刀及预抓刀过程为：机械手从刀库侧转到主轴侧完成刀具交换，再将从主轴换下的刀放回到刀库，然后执行了T指令 预抓下一把刀，刀库当前刀套位置要对应当前主轴的刀号，上述换刀过程各个动作要衔接好，否则不能完成换刀动作

上述功能主要靠 PMC完成，因此，看懂梯形图是十分必要的 出现换刀故障时，检查每一个动作及其对应的限位开关，可以较快地找到故障点 熟悉梯形图的另一个好处是可以从梯形图中理解到一些换刀信息，如说明书中没有提到的主轴当前刀号，刀库当前位置的诊断地址，我们可以了解到，这对故障的诊断和维修是很重要的

1.4 交换工作台的工作原理及维修

加工中心有两个工作台可以进行自动交换 在加工工件时缩短了加工时间，提高了效率交换台的抬起和落下以及交换是液压驱动的 该机床选用了FANUC数控系统的用户宏指令 B功能 执行宏程序调用代码 M100，完成工作台的自动交换 这个M代码不同于普通M代码 它实际上在执行一个子程序 因而只能在自动方式下执行，不能在MDI方式下执行 交换工作台子程序如下：

9020

N000 G90；

N005 IF{#1032 EQ2} GOTO 15；

N010 IF{#1032 EQ1} GOTO 70；

判断工作台

N015 G28 B0；

N020 G28 Z0；

N025 G28 X0；

到 X轴参考点

N030 M64；

M035 M62；

N040 M65；

N045 G30 X0；

N050 M66；

M055 M63；

N060 M67；

1号台到待机位置

N065 GOTO 120；

N070 G28 BO；

N075 G28 Z0；

N080 G30 X0；

到X轴到第二参考点

N085 M66；

M010 M62；

N095 M67；

2号工作台到待机位置

N100 G28 X0；

到X轴第一参考点

N105 M64；

N110 M63；

N115 M65；

1号台到加工位置

N120 M99；

子程序返回

从上面的程序可以看出，工作台的交换过程 首先判断 1号工作台处于待机位置，然后移动到 X轴零点或第二参考点完成工作的交换 了解了工作台交换过程 工作台不能正常交换的故障就很好排除

2 维修心得

以上是笔者几年来维修加工中心的总结，在实际工作中，数控系统的种类很多，数控机床的种类也很多，机床故障千变万化，还需要我们不断地学习总结呢！

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