基于實例的典型故障分析及改進措施

2.1某大型臥式加工中心主軸不啟動故障

（1）故障現象。某大型臥式加工中心采用FANUC0i-MD數控系統，當執行主軸正轉/反轉時，主軸不啟動，機械上無異響，且無任何報警。（2）故障分析及解決方案。導致該故障的原因一般和伺服驅動與PMC地址信號狀態有關，伺服類故障常會伴隨有相應報警，基本排除伺服方面原因，所以重點檢查與之有關的PMC梯形圖（見圖1）。利用機床PMC在線診斷法，進入機床梯形圖步驟是SYSTEM→+（擴展鍵）→PMCLAD，經查看，當按下主軸正轉/反轉鍵后，主軸停止信號G29.6（*SSTP）不通，依據是R100.2通→R46.2不通→R46.0不通→G29.6不通，而導致R100.2打通要同時具備6.0為1和X3.6為0兩個條件。查閱機床電氣圖紙知，當X20.2為1時（如工廠低壓氣源壓力不足或氣壓壓力繼電器損壞）會引起6.0為1，當液壓壓力傳感器LS40和LS41中任何一個壓力不足或者傳感器本身硬件損壞，均可導致X3.6為0。首先檢查氣源壓力是正常的，但壓力繼電器觸點損壞，再檢查LS40和LS41，發現LS41嚴重松動。更換氣壓壓力繼電器，重新調整LS41的位置并緊固，故障徹底排除。（3）小結。①機床PMC主要完成與邏輯控制有關的動作，如具更換、主軸啟停、換向變速、工作臺交換等輔助動作。梯形圖能實時在線監測這些輔助動作，只要有些動作在邏輯上存在問題，從梯形圖中能及時體現出來。②大型機床主軸不啟動原因多而且邏輯關系復雜，利用PMC在線診斷法能快速地從復雜的邏輯關系和眾多可能原因中找出故障點，達到捋清邏輯關系和追根溯源之目的。③信號*SSTP是低電平有效，正常情況下應處于通的狀態，信號為“1”。（4）改進措施。原PMC程序中，6.0為1“且”X3.6為0時（即兩者均有故障時），會引起主軸不轉故障，很難進行精確的故障定位，且有一定的安全隱患。現重新設計PMC程序（見圖2），6.0為1“或”X3.6為0時（即兩者之中有一方故障時），都可使主軸停轉，同時增加報警顯示功能（A5.0、A5.1），并在PMC的MESSAGE模塊中編寫相對應的報警文本，以后再次出現類似故障時立刻在顯示器上彈出報警內容，直接定位到具體的元器件，節省大量的故障診斷時間。

2.2某大型鏜銑中心測量反饋系統故障

（1）故障現象。某大型鏜銑中心采用西門子840Dsl系統，每當使用附件頭TS6時，出現“C軸主動編碼器硬件故障”報警，重啟機床故障復現。（2）故障分析及解決方案。該機床是五軸聯動大型數控機床，帶有TS6、TS15、TS20三個附件頭，X、Y、Z是直線軸，A、B、C為旋轉軸，其中C軸是某一附件頭上自帶的旋轉軸，可參與聯動。C軸是全閉環控制，該機床的反饋系統測量元件主要包括增量編碼器和磁柵尺，又根據報警提示知，屬于測量反饋系統故障，此故障一般情況下與C軸磁柵尺、伺服驅動模塊、連接電纜以及機床參數設置等有關，首先檢查相關參數正常，并更換伺服模塊和連接電纜，故障復現，又把該C軸在另一臺同類同型號機床上測試，結果正常，說明編碼器本身正常。上述常規的可能原因均以排除，從整體上進行分析，有可能其他原因間接導致該報警，考慮到磁柵尺干擾性能較差，推測有可能的原因是信號干擾，而影響信號的干擾因素有電纜屏蔽線是否良好、接地線是否虛接等。重新檢查電氣柜發現，C軸電機的動力線電纜屏蔽層接地不良，且該動力線和編碼器線走在同一管路中，而動力線屬于強電，編碼器線屬于弱電，容易造成信號干擾。重新將動力線電纜屏蔽層緊固接地，保接地良好（圖3）。經測試，故障徹底排除。（