數控機床伺服斷線報警的快速診斷與排故[權威資料]
數控機床伺服斷線報警的快速診斷與排故
摘 要:伺服系統是數控機床重要的組成單元，當機床出現伺服斷線報警時，由於涉及諸多相關機械和電氣的元件，如果採用傳統的"由外到裡，先機械後電氣"的排故方法，往往會耗費大量的時間和精力。本文以生產實際中FANUC-0i系統出現的伺服斷線報警為例，採用系統自帶的"診斷畫面"等參數快速診斷報警故障、鎖定故障源、排除故障。從而大大節省了維修時間，提高了生產效率。
關鍵詞:數控機床;伺服系統;伺服斷線報警;參數;診斷
伺服系統單元是FANUC數控系統主要控制對象之一，它通過接受系統的驅動指令，經伺服放大器編譯處理並放大成伺服電動機可以識別的電機轉角信號，從而驅動電機轉動並通過聯軸器帶動絲槓轉動-螺母移動-工作臺移動。工作臺的實際位移通過光柵或獨立編碼器反饋給系統，其原理如圖1所示。
伺服系統單元的工作穩定性直接關係到產品的加工精度和效率，其重要性不言而喻。然而伺服系統單元所涉及諸多機械和電氣的原件，如伺服放大器、伺服電機、光柵、分離性編碼器和內裝編碼器、聯軸器、絲槓、螺母等等，一旦發生伺服斷線報警，其排故難度可想而知。
伺服斷線報警通常發生在採用光柵或獨立編碼器進行位置反饋的閉環數控機床上，當反饋信號異常時，就會產生伺服斷線報警。即ALM416，它包含伺服硬斷線報警和軟斷線報警兩種。快速診斷並排除伺服斷線報警故障主要從以下兩個方面著手。
1 報警產生原因
(1)伺服電機過熱
(2)伺服放大器過熱
(3)軟斷線報警原因
1)伺服電動機與絲槓連接鬆動
2)聯軸器內圈磨損嚴重導致鬆動
3)傳動機構反向間隙過大
(4)硬斷線報警原因
1)光柵或分離性編碼器電纜不良、有汙染或斷線
2)光柵或分離性編碼器電源電壓低(標準5V)
3)光柵或分離性編碼器本身故障
2 通過"診斷"畫面診斷
當系統出現ALM416報警時，先通過數控面板上的"系統"功能鍵進入第一頁的"診斷"畫面，進入後輸入200並進行搜索，200診斷畫面如圖2所示。
通過200診斷參數畫面的第#1位FBA數值來進一步確認是否為伺服斷線報警。當FBA數值為"1"時，說明確實為伺服斷線報警。當伺服斷線報警確認後，再輸入201進行搜索，201診斷畫面如圖3所示。
圖3中通過201診斷畫面的第#7位和第#4位的顯示數值組合來進一步鎖定故障源，如圖3當第#7位為"1"，第#4位為"-"時，則故障源來自伺服放大器，直接去排除放大器即可。再者，當第#7位為"1"，第#4位為"1"時，則故障源來自硬件-外置編碼器，當機床採用光柵直接反饋位置時，直接去查光柵，或者通過參數屏蔽光柵，若故障消失，則為光柵的問題。當機床採用外置編碼器間接反饋位置時，那就去查外置編碼器，同樣也是通過參數去屏蔽，若故障消失，則確定故障源為外置編碼器。
當機床出現ALM416報警時，相信通過借鑑以上兩個方面的方法，你可以快速診斷故障並找出故障源，當然，當故障源確認後，還需要結合實際生產中所對應的機床，所採用的位置檢測裝置等等客觀情況去制定合理的排故實施方案。
下面，通過兩個實例來檢驗一下以上診斷方法的實用和高效。
3 實踐排故
實例一 一臺配置FANUC 0i數控系統的車床，X軸絲槓末端安裝有外置編碼器，在加工的過程中出現ALM416報警。
診斷: ALM416報警為伺服斷線報警，調用"診斷"畫面，200診斷參數#1位為"1"，說明存在斷線報警，201診斷參數#7和#4位均為"1"，進一步確認為分離性編碼器硬斷線報警。
排故: 由於X軸絲槓末端安裝有外置編碼器，則故障源鎖定。為此，通過將參數"1815"#1位由"1"改為"0"進行屏蔽，隨後系統斷電後上電，發現報警消失。由此斷定故障發生在外置編碼器或連接電纜上。經檢查，發現編碼器連接電纜磨損斷線，更換後，故障排除。
實例二 一臺配置FANUC 0i數控系統的車床，Z軸一移動就會產生416報警，該機床Z軸採用光柵尺作為位置直接檢測裝置。
診斷: ALM416報警為伺服斷線報警，調用"診斷"畫面，200診斷參數#1位為"1"，說明存在斷線報警，201診斷參數#7和#4位均為"0"，可診斷為軟斷線報警。
排故: 排除軟斷線報警通常需要檢修機械傳動機構或者通過參數調整反向間隙。一般而言，直接檢修機械傳動機構耗時費力，所以在精度允許的情況下，不妨先通過參數調整反向間隙，調整後如果故障消失，則無需再檢修機械傳動機構，這樣節省了時間，提高了效率。由此，針對本案例，先將參數"2003" #1位設定為"1"，再將參數"2064"由標準值"4"設置為"8"，斷電後再上電，發現報警消失，則故障排除。
鑑於上述分析和生產實例，其排除伺服斷線報警故障的效率不言而喻。伺服系統作為直接關係產品加工精度和效率的控制單元，重要性非同一般。然而，當機床長時間使用
後，伺服斷線報警常會出現，它直接影響了伺服單元的工作穩定性。藉助"診斷"畫面快速診斷故障、結合故障源產生原因並通過相關參數設定進行排除故障。這樣大大節省了維修時間，提高了效率，充分保障了伺服系統的工作穩定性。
參考文獻:
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作者簡介:王健(1979-)，男，漢族，江蘇東臺人，本科，教師，數維技師，研究方向為數維教學。
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