張志強(qiáng)

摘要：本文介紹了大宇545（斗山）CNC數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生的主軸報(bào)警B0、系統(tǒng)報(bào)警串行數(shù)據(jù)錯(cuò)誤故障維修。講解了此數(shù)控加工中心的電氣控制框架圖。通過(guò)維修實(shí)例詳細(xì)闡述。通過(guò)此次維修，總結(jié)出維修經(jīng)驗(yàn)，分享給數(shù)控加工中心維修的專業(yè)技術(shù)人員。

關(guān)鍵詞：FANUC;數(shù)控系統(tǒng)特殊故障（主軸B0報(bào)警）維修與保養(yǎng)

前言

在現(xiàn)代機(jī)械化變革的歷程里，機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域也得到了很大的提升。在我國(guó)現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品加工制造的時(shí)候，都運(yùn)用了數(shù)控機(jī)床CNC數(shù)控加工中心。如此一來(lái)不但能夠優(yōu)化生產(chǎn)，還能確保產(chǎn)品品質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)。但是由于數(shù)控機(jī)床不斷的升級(jí)改造中，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也變得非常復(fù)雜，這種變化更多體現(xiàn)在電子技術(shù)自控程度的提升，造成一些特殊故障不能進(jìn)行處理的情況。對(duì)于這些數(shù)控設(shè)備維修，就靠技術(shù)人員努力學(xué)習(xí)，大力度檢查，積累經(jīng)驗(yàn)，解決故障。目前，我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)，尤其是高精尖的機(jī)械加工行業(yè)，被歐、美、日國(guó)家壟斷，為了讓大家對(duì)CNC有一個(gè)了解，本文選取以日本FANUC 0i–MATE MA系統(tǒng)、韓國(guó)大宇545加工中心為代表，作詳細(xì)的述說(shuō)。

FANUC數(shù)控系統(tǒng)

系統(tǒng)部件組成及工作原理框架圖（圖1）

此數(shù)控采用日本FANUC 0I–MATE MA系統(tǒng)構(gòu)成：

數(shù)控NC主機(jī)：FANUC A02B–0299–B802+IO B05600426。

伺服驅(qū)動(dòng)主電源：FANUC A06B–6111–H106。

主軸伺服控制器：FANUC A06B–6114–H106 配主軸電機(jī)。

X/Y/Z一體機(jī)：FANUC A06B–6114–H304配X /Y /Z伺服電機(jī)。

FANUC 系統(tǒng)的特點(diǎn)

日本FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)，在市面的占有率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其他數(shù)控系統(tǒng)。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)，易于拆裝，控制板集成度高，可靠性得到了很大的提高。而且便于維護(hù)，更換。具有很強(qiáng)的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力。有較為完善的保護(hù)措施，采用比較好的保護(hù)電路，具有比較齊全的基本功能和選項(xiàng)功能。提供大量豐富的PMC信號(hào)和PMC功能指令。這些豐富的信號(hào)和編程指令便于用戶編制機(jī)床側(cè)PMC控制程序，而且增加了編程的靈活性。提供了豐富的維修報(bào)警和診斷功能。FANUC維修手冊(cè)為用戶提供了大量的報(bào)警信息，并且以不同的類別進(jìn)行分類。

FANUC數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用

高可靠性的POWER MATE 0系列：用于控制2軸小型車床.

普及型CNC 0–D 系列：0–TD 用于通用車床，自動(dòng)車床，0–MD用于銑床、鉆床及小型加工中心，0–GCD用于圓磨床，0–GSD用于平面磨床，0–PD用于沖床。

全功能型的0–C系列：0–TC用于通用車床、自動(dòng)車床，0–MC用于銑床、鉆床、加工中心，0–GCC用于內(nèi)、外圓磨床，0–GSC用于平面磨床，0–TTC用于雙刀架4軸車床。

高性能、高性價(jià)比的0i系列：整體軟件功能包，高速、高精度加工，并具有網(wǎng)絡(luò)功能。0i–MATE MA 用于銑床，4軸3聯(lián)動(dòng);0I–MATEA 用于車床，2軸2聯(lián)動(dòng)。

具有網(wǎng)絡(luò)功能超小型，超薄型CNC 16i/18i/21i系列：16i最大控8軸，6軸聯(lián)動(dòng);18i最大可控6軸，4軸聯(lián)動(dòng);21i最大可控4軸，4軸聯(lián)動(dòng)。

FANUC數(shù)控主軸“B0”故障報(bào)警維修實(shí)例

FANUC數(shù)控系統(tǒng)的可靠性非常高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障也很低，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。此維修案例以FANUC 0i–MATE MA，4軸機(jī)床3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生的故障為例，圖文并茂闡述故障維修流程：

FANUC主軸控制器報(bào)警“B0”故障檢修思路流程（圖2）。

FANUC主軸控制器報(bào)警“B0”故障檢修描敘 機(jī)器每次運(yùn)行2個(gè)小時(shí)左右，機(jī)器出現(xiàn)如下不正常情況：

操作系統(tǒng)屏幕顯示（黑底白字）FSSB 926。

操作系統(tǒng)屏幕顯示（黑底黃字）X Y Z串行通訊故障（如圖）。

主軸控制器上面報(bào)警顯示“b0”（如圖1）。

伺服主電源顯示正常，X、Y、Z軸顯示正常。

此報(bào)警故障涉及到3個(gè)點(diǎn)面，機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中，顯示界面突然變成黑底黃字“FSSB 926”，隨即跳變成：X、Y、Z及主軸串行錯(cuò)誤（如圖2），同時(shí)伺服主軸控制器顯示“b0”.面對(duì)這樣的故障，本人一籌莫展，只好將這種三位一體的故障向發(fā)那科公司咨詢，得到的答復(fù)是，編碼器線接觸不良。懷著嘗試的心態(tài)處理完畢電纜的問(wèn)題后，帶負(fù)荷加工，在2個(gè)鐘左右，機(jī)器報(bào)警同一故障，還將加工過(guò)程中的一把刀撞的報(bào)廢。還是不行，展開維修思路，并對(duì)這故障做認(rèn)真仔細(xì)分析：（1）X Y Z軸一體伺服器，分別拖動(dòng)對(duì)應(yīng)三個(gè)軸的電機(jī)，（2）主軸獨(dú)立控制主軸電機(jī)。現(xiàn)在出現(xiàn)的問(wèn)題是，主軸和這個(gè)三個(gè)軸都是同時(shí)報(bào)警串行錯(cuò)誤。

圖2

那會(huì)不會(huì)是跟這2個(gè)部件通訊的地方出了問(wèn)題呢？此CNC加工中心XYZ和主機(jī)采用光纖通訊，帶著疑問(wèn)，重新檢測(cè)光纖通訊線（光纖一旦有問(wèn)題，是不會(huì)能開機(jī)2個(gè)小時(shí)的），但是這又是什么故障呢？對(duì)于這樣一個(gè)相互交織的故障，包括發(fā)那科公司還沒有遇見過(guò)（當(dāng)初咨詢時(shí)，是這樣說(shuō)的），帶著疑問(wèn)，懷疑所有串接的電纜，及電源，未見異常。測(cè)試主軸主板CX2A2 多路電源輸出，24v、+5v 都正常。

圖3

X Y Z一體機(jī)CX2A2電源也正常。維修已經(jīng)陷入僵局，按照常規(guī)維修經(jīng)驗(yàn)，一旦部件報(bào)警，肯定首當(dāng)其沖檢測(cè)報(bào)警部件（發(fā)那科產(chǎn)品報(bào)警對(duì)應(yīng)的非常好）。再次測(cè)試驅(qū)動(dòng)器各個(gè)點(diǎn)電源電壓，主回路直流電源電壓 575v正常，檢測(cè)X Y Z直流回路電壓檢測(cè)單元電路，HCPL–7800A，供電5v，正常檢測(cè)高電平6腳輸出2.4v正常，絕對(duì)編碼器5v供電正常，風(fēng)扇散熱檢測(cè)中心點(diǎn)輸出–12v 正常。主軸電流傳感器U W，檢測(cè)輸出測(cè)試也正常。無(wú)奈只有將驅(qū)動(dòng)器裝回通電試運(yùn)行。同時(shí)用4位半臺(tái)式電表測(cè)試各個(gè)點(diǎn)的直流電壓，都正常。于是將表筆掛在主軸CXA2A 24v，5v 的接口上，關(guān)注電壓變化（最好用數(shù)字表，動(dòng)態(tài)響應(yīng)要好）。當(dāng)機(jī)器走到接近2小時(shí)時(shí)候，我們也不由得緊張起來(lái)，生怕機(jī)器報(bào)警，于是緊盯萬(wàn)用表，看能否從上面獲得一點(diǎn)信息，但是電壓顯示很正常。當(dāng)準(zhǔn)備取下萬(wàn)用表的時(shí)候，數(shù)字突然跳變，然后回到正常電壓值，同時(shí)機(jī)器也報(bào)警了，再次機(jī)器撞壞一把刀。這時(shí)候才明白，是24v電源供電過(guò)程中突變出現(xiàn)了問(wèn)題。并且每次又可以自動(dòng)復(fù)位，短時(shí)間內(nèi)毫無(wú)故障征象。這就是出現(xiàn)故障不容易撲捉的原因。于是再次開啟機(jī)器，將24v電源開機(jī)時(shí)候瞬間斷開，然后馬上接通，所有報(bào)警完全同之前吻合，通過(guò)了一天的時(shí)間排查，終于鎖定了故障方向。

故障分析與檢修 X Y Z軸一體機(jī)，主軸供電均由伺服驅(qū)動(dòng)主電源：FANUC A06B–6111–H106提供，伺服驅(qū)動(dòng)電源由主板，驅(qū)動(dòng)板、功率單元等組成（圖3）主板24v通過(guò)CX1A 220v接口輸入。主板A20B–2100–0762分別帶有電流、電壓、溫度、通訊、繼電器開關(guān)輸出、光纖通訊接口等組成，線路非常復(fù)雜。所有控制信號(hào)由FANUC PSM01D MBCG4632進(jìn)行控制處理。既然故障縮小到了這個(gè)電源驅(qū)動(dòng)上面，真是出乎意料，這個(gè)驅(qū)動(dòng)電源上面從未有過(guò)報(bào)警顯示，這就是我們走彎路的原因。檢測(cè)24v輸出供電回路，此電壓由開關(guān)變壓器輸出經(jīng)快速二極管B92M–6整流濾波供往后級(jí)（主軸伺服驅(qū)動(dòng)器，X Y Z一體機(jī)）電源。用晶體管測(cè)試儀測(cè)試快速二極管耐壓，開關(guān)管耐壓都是正常，用電橋測(cè)試各路濾波電容，Q值等各項(xiàng)指標(biāo)都正常。開關(guān)電源容易產(chǎn)生電壓突變，一般是反饋回路取樣比較信號(hào)丟失或者瞬間丟失造成電壓不穩(wěn)。對(duì)于這類問(wèn)題，我們開始檢測(cè)開關(guān)電源反饋回路光電耦合器TLP621–2了，對(duì)光耦進(jìn)行檢測(cè)，用信號(hào)發(fā)生器對(duì)其輸入，用示波器檢測(cè)輸出波形，發(fā)現(xiàn)輸出腳輸出有毛刺，通過(guò)數(shù)據(jù)分析判斷，此光耦已經(jīng)處于臨界狀態(tài)欄，更換后測(cè)試，一直很正常。幾年來(lái)從未出現(xiàn)過(guò)類似故障，望各位電子維修路。

圖4

圖5

FANUC數(shù)控系統(tǒng)備份和維護(hù)保養(yǎng)

FANUC數(shù)控系統(tǒng)備份

CNC加工中心系統(tǒng)包括PMC全部存儲(chǔ)在主機(jī)系統(tǒng)，很多時(shí)候，由于一些外界不可抗因素影響，造成主機(jī)失電，或者主機(jī)損壞，我們?cè)谫?gòu)置或維修后，肯定要重新下載數(shù)控系統(tǒng)，機(jī)器才能正常使用。下面我來(lái)詳細(xì)說(shuō)說(shuō)主機(jī)系統(tǒng)如何備份文件。

啟動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)入模式，操作方法如圖6。

CNC日常養(yǎng)護(hù)

作為數(shù)控機(jī)床的核心部分，必須要加強(qiáng)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的管理和維護(hù)，對(duì)確保整個(gè)數(shù)控機(jī)床可靠穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。數(shù)控機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的各元器件會(huì)不斷損耗，出現(xiàn)不同程度的老化以及損壞，如果不能及時(shí)處理必定會(huì)反應(yīng)到機(jī)床的使用效果上。為避免數(shù)控機(jī)床運(yùn)行故障的產(chǎn)生，必須要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況針對(duì)數(shù)控系統(tǒng)做好相應(yīng)的維護(hù)作業(yè)，對(duì)老化嚴(yán)重甚至損壞的元器件及時(shí)進(jìn)行更換，杜絕運(yùn)行故障的產(chǎn)生。主要可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

建立完善日常維護(hù)機(jī)制 即根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)作業(yè)原理，結(jié)合不同元器件的性能特點(diǎn)，總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)對(duì)其制定具有針對(duì)性的保養(yǎng)維護(hù)計(jì)劃，為各個(gè)細(xì)節(jié)工作的落實(shí)提供指導(dǎo)。

圖6

*備份時(shí)候，進(jìn)入上述系統(tǒng)界面，通過(guò)UP DOWN 選擇到SRAM DATA BACKUP，從NC到CARD，然后選擇SELECT，提示是否選擇，按yes，CNC系統(tǒng)備份到卡中。

減少數(shù)控柜與強(qiáng)電柜門開啟的數(shù)量，以免車間內(nèi)加工生產(chǎn)產(chǎn)生的油霧、灰塵以及金屬粉末等落入數(shù)控系統(tǒng)顳部的元器件和印制線上，確保元器件絕緣電阻不會(huì)受此影響，排除此方面造成的元器件與印制線損壞。尤其是很多用戶在夏季會(huì)將數(shù)控柜門打開加快散熱，以求可以延長(zhǎng)數(shù)控系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間，但是此舉動(dòng)并不可取，而是應(yīng)該采取措施降低外部環(huán)境溫度，為數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行提供良好條件。實(shí)際生產(chǎn)中必須要嚴(yán)格按照要求操作，除了必要的調(diào)整與維修，要盡量避免打開柜門，尤其是不得在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中將柜門敞開。

對(duì)數(shù)控柜散熱通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行定期清掃，去除積存的灰塵以及金屬粉末等。每日生產(chǎn)前還需要對(duì)冷卻風(fēng)扇進(jìn)行檢查，確認(rèn)其是否可以正常運(yùn)行?；趯?shí)際生產(chǎn)情況，制定檢修計(jì)劃，保持每季度或每半年一次的頻率，對(duì)風(fēng)道過(guò)濾器進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否存在堵塞問(wèn)題。要及時(shí)清理過(guò)濾網(wǎng)上積存的灰塵，確保系統(tǒng)散熱良好，以免造成系統(tǒng)柜內(nèi)溫度過(guò)高，盡量要將其運(yùn)行溫度控制在55℃以下，以免影響到數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，并減少過(guò)熱報(bào)警。

制定伺服電機(jī)、液壓冷卻系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的檢修計(jì)劃，存儲(chǔ)用電池要定期更換?；旧蠑?shù)控系統(tǒng)內(nèi)對(duì)SRAM存儲(chǔ)器件均設(shè)置有可充電電池維護(hù)電路，用于系統(tǒng)斷電階段對(duì)存儲(chǔ)器內(nèi)容進(jìn)行可靠保存。一般因保證每年更換一次，即便是未失效也需要定期更換，避免影響數(shù)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其中，要在數(shù)控系統(tǒng)供電的狀態(tài)下更換電池，以免造成RAM內(nèi)信息丟失。

備用電路板維護(hù)

面對(duì)長(zhǎng)期不用的備用印制短路板，需要定期將其安裝到數(shù)控系統(tǒng)中保持一段時(shí)間的正常運(yùn)行，避免受到損壞。

結(jié)束語(yǔ)

在這與時(shí)俱進(jìn)的時(shí)代，各行各業(yè)沿著高科技的步伐邁進(jìn)，先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備引領(lǐng)這著更多的生產(chǎn)企業(yè)前進(jìn)的步伐。我們國(guó)家有必要對(duì)電氣維修人員普及數(shù)控技術(shù)知識(shí)、進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，能對(duì)機(jī)床加工中出現(xiàn)的各種故障進(jìn)行綜合判斷，分析并提出處理問(wèn)題的對(duì)策，具備及時(shí)判斷小故障的起因及排除故障的能力，還應(yīng)具有較強(qiáng)的責(zé)任心和良好的職業(yè)道德，我們通過(guò)這些努力，相信會(huì)成為一名優(yōu)秀的電氣技術(shù)員。

參考文獻(xiàn)

北京發(fā)那科. （B–64115C/01）[S].