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数控系统软件故障是数控机床检修中的一大难点。软件故障包括人为的数据调整与设置错误造成加工程序出错,电路故障引起的存储器数据错误、系统程序和参数的改变或丢失,外部干扰引起的存储数据出错,更换空白存储器引起的数据错误,存储器数据初始化操作后引起的数据不合适等。排除软件故障,就是更正存储器中错误的系统数据。

当前数控技术正随着计算机技术的迅速发展而发展,维修者需要不断学习。当在维修中遇到疑难故障和按常规思路解决不了的故障时,要检查一下故障是否因为系统软件数据错误引起的。

1.一台配套FANUC 15MA数控系统的龙门加工中心,在启动、进入可操作状态后,X轴出现高频振荡,电动机产生尖叫,系统无任何报警。

观察X轴拖板,发现实际驱动板振动位移很小,但触摸电动机输出轴,可感觉到转子在以很小的幅度、极高的频率振动,且振动的噪声来自X轴伺服电动机。

此振动无论是在运动中还是静止时均发生,与运动速度无关,基本上可以排除测速发电机、位置反馈编码器等硬件损坏。根据经验,这种故障可能是CNC中与伺服驱动有关的参数设定、调整不当引起的,且由于机床振动频率很高,因此时间常数较小的电流环引起振动的可能性较大。

FANUC 15MA数控系统伺服参数的调整可以直接通过系统进行。调出伺服调整参数页面,并与机床随机资料中提供的参数表对照,发现参数PRM 1852,PRM 1825实际设定值(3420,2780)与正常值(1000,2000)不符,将上述参数重新修改后,振动现象消失,机床恢复正常运行。

值得我们注意的是,在FANUC系统中,如果系统出现无显示故障,一般以存储器出错居多。排除此类故障方法是,按住系统操作面板的“DELETE”与“RESET”键,同时接通系统电源的初始化操作,对系统的参数、用户程序存储器进行总清后,系统显示可以恢复正常。但是,存储器的初始化是一把双刃剑,因为它将错误数据更正的同时,也将使系统的参数、加工程序等内容全部清除。因此,在机床正常加工时,必须事先做好加工程序、参数等RAM数据的记录工作,便于维修时的机床恢复。

2.一台采用SIEMENS 810M的立式加工中心,配套6SC6502主轴驱动器,在开机调试时,发现主轴不能正常旋转,系统无报警。

测量系统主轴模拟量输出,发现此值为“0”,因此可以确定故障是由数控系统无模拟量输出引起的。由于系统为刚出厂的原装系统,因此系统内部不良的可能性较小,出现以上故障最大可能原因是系统的参数设定不当引起的。

检查系统参数设定,发现全部MD参数设定均正确无误,检查系统的SD(设定)参数发现,在SETTING DATA页面下的G96转速限制值为“0”,将该值更改为机床的最大转速6000r/min后,机床主轴模拟量输出正常,主轴旋转正常。

SIEMENS系统的软件设计较复杂,功能也较强,通常都要用编程器、计算机进行安装与调试。而且在有的系统中(如:810/820),包括PLC程序在内的大量数据都是存储在电池供电的RAM之中,这些数据一旦丢失,必须对机床进行重新调整,甚至于需要重新编制PLC程序,因此必须重视对系统软件及数据的保护。

注意,SIEMENS 810系统中,情况与FANUC系统类似,当软件出错时,也需要进行初始化操作,但它与FANUC系统不同,可以保留RAM数据。为了防止在初始化操作过程中,对系统的参数、用户程序存储器可能出现的总清,初始化操作应按照以下步骤进行:①按住系统面板上的诊断键(有“眼睛”标记的键),同时接通系统电源,系统显示初始化页面。②按下系统功能键,“INITIALCLEAR”,选择初始化操作。③系统显示初始化内容选择页面。注意:这时切不要选择其中的任何一项内容!否则,对应的选择内容将被清除。④按下系统功能键“SETUP ENDPW”,进行系统初始化操作。⑤系统在完成初始化操作后,恢复正常工作状态。



3.一台配套FANUC OT的数控车床,停电后再开机,系统处在“急停”状态,显示“NO READY”,操作面板上的主轴报警指示灯亮。
检查机床交流主轴驱动器,发现驱动器显示为“A”。驱动器报警的含义是“驱动器软件出错”,这一报警在驱动器受到外部偶然干扰时较容易出现,解决的方法通常是对驱动器进行初始化处理。在本机床按如下步骤进行了参数的初始化操作:①切断驱动器电源,将设定端S1置TEST。②接通驱动器电源。③同时按住MODE、UP、DOWN、DATASET这4个键,并保持is以上。④当显示器由全暗变为“FFFFF”后,松开全部键。⑤同时按住MODE、UP键,使参数显示FC-22。⑥按住DATASET键1s以上,显示器显示“GOOD”,标准参数写入完成。⑦切断驱动器电源,将S1(SH)重新置“DRIVE”。
通过以上操作,驱动器恢复正常,报警消失,机床恢复正常工作。
据事后了解,发生故障前电网掉闸停电后又突然来电,这就相当于产生一个脉冲,给系统发出一个指令,使系统产生误动作。发出“急停”信号。

4.一台采用三菱M3A系统的加工中心,进行螺纹加工时,动作正常,但螺纹的最后两牙每次都被拉坏。

数控机床的螺纹加工与系统的机床参数相关,维修时首先对系统的参数(包括基本参数、轴参数、主轴参数、同步增益等)进行了检查与调整试验,发现螺纹加工的动作正常,参数改变有效,证明系统的螺纹加工功能有效,但故障现象仍然存在。因此,维修时进一步检查了加工程序,其程序段为G84 Z-20F1.0 P600 S500。

由于机床螺纹加工功能有效,动作正确,因此分析故障原因可能是程序编制不合理引起的。根据G84固定循环的特点,考虑到拉坏的是螺纹的最后两牙,维修时对程序作了如下调整:G84 Z-20 F1.0 P1000 S500,即延长了底部的停留时间,经修改程序后,螺纹加工正常。

5.一台采用YASKAWAJ50M的加工中心,配套∑Ⅱ伺服驱动器,在开机调试时,系统出现ALM361~ALM363报警。

YASKAWAJ50M系统出现ALM361-ALM363报警“X、Y、Z轴位置编码器错误”。此故障产生的原因较多,可能是编码器不良,驱动器与CNC的连接不良,CNC的参数设定错误等等。检查发现,该机床驱动器与CNC的连接正确,单独工作伺服驱动器动作正常,CNC参数设定无误,而X、Y、Z轴亦不可能同时出现编码器或驱动器的同一故障,从而排除以上原因。

进一步分析故障可能的原因,并参照YASKAWA公司同类系统的使用说明书的维修说明,发现故障可能的原因与伺服驱动器的“零速电平”设定参数Cn-0B的设定值有关,检查驱动器的参数设定,发现此值均为“0”。更改此参数,设定为20后,故障排除,机床恢复正常工作。

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