数控加工中心维修实例

黄勇军

作者通联：广州日立冷机有限公司 广东从化市鳌头镇510935

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1.编码器故障

（1）常州机床总厂生产的TH5660数控立式加工中心采用FANUC 0M数控系统。加工中出现“409 SPINDLE ALARM”，主轴伺服放大器同时显示故障代码“31”。

查阅FANUC伺服维修说明书，为内置编码器故障。拆开主轴伺服电机后盖内的风扇，可见一个速度检测编码器及与电机转子相连的齿轮盘。拆检编码器，感应面有发黑的痕迹，更换编码器后设备工作正常。更换安装时注意编码器与齿轮盘的距离（距离要求较严格），可用A4纸两层的厚度来控制间距（图1），夹住纸后锁紧编码器的两颗固定螺钉即可。

（2）同为TH5660加工中心，在主轴旋转、主轴定位时均出现“409 SPINDLE ALARM”的同时主轴伺服放大器显示故障代码“27”。

图1 编码器安装间距示意图

查阅FANUC伺服维修说明书，为外置编码器故障。该外置编码器用于检测主轴定位角度。检查发现编码器与主轴相连的同步皮带已很松弛，调整皮带后故障仍不能排除。检查编码器导线引出口，发现密封件已脱落，怀疑编码器进水，拆下编码器用低压气吹干内部的积水，重新安装并用玻璃胶密封好导线引出口，试执行M03、M04正常，说明设备故障已基本排除，执行M19调整好主轴定位角度，设备恢复正常工作。

2.伺服及电路故障

（1）台湾永进YCM-105A立式加工中心采用FANUC 0M数控系统。在自动加工中突然出现“414 SERVO ALARM：X DETEC ERROR”，关机后再开机，报警消除，一移动X轴又出现414报警。

检查发现当产生414报警时，伺服放大器显示故障代码“8”。依据FANUC 0M系统维修手册查诊断号720号：按［SYS/DGN］→［诊断］→键盘输入№720→［INPUT］，查得DGN720.4=1，为过电流报警。过电流产生的可能原因为伺服放大器、伺服电机、放大器与电机联接电缆故障、机械卡死等。根据机床使用情况（湿式加工，伺服电机插头易进水、电缆易老化），检查伺服电机侧，发现伺服电机的三条动力线与盖板接触部分已露出铜线，并且能看到明显的放电痕迹。拆下动力线重新包扎后开机，移动X轴，414号报警还是出现。用相同型号的伺服放大器更换后，设备工作正常。此次故障是由于伺服电机动力线绝缘损坏对地产生短路，并导致伺服放大器损坏。

（2）常州机床总厂生产的TH5660数控立式加工中心采用FANUC 0M数控系统。Z轴移动时，负载率达160%，出现“434 SERVO ALARM：Z DETEC ERROR”（Z轴检测错误）。Z轴不移动负载有时都有100%，Z轴移动停止后，明显感觉伺服电机还有动作（负载率变化），但坐标值不变，伺服电机明显有发热现象。

由于Z轴能移动，基本可以排除机械卡死的可能。查机床电路图可知，Z轴设置有刹车装置，怀疑刹车装置没有动作。测量刹车装置用DC 90V电源，发现整流器无电压输出，而输入电压AC 220V正常，可判断为整流器损坏，更换整流器后，Z轴工作正常。

3.电池无电造成的编码器记忆原点丢失故障

（1）日本三井精机HU63A数控卧式加工中心采用FANUC 18i数控系统。在一段长假后，开机产生“300 B轴原点复归请求”及“B轴APC（绝对脉冲编码器）电池电压低”报警。

该机床的B轴带绝对脉冲编码器，原点位置依靠电池保持，只要电池电压正常，原点位置被系统记忆，开机无须做原点复归。在系统通电情况下，将电池BR-CCF2TH 6V拆下（如无相同的电池，可用市购碱性电池LR20四颗串联成6V电池组代替），先将B轴转动到大约在机械原点的位置，按［OFFSET/SETTING］→找到并修改PWE由→0→1，然后修改参数按［SYSTEM］→［参数］→1815→［№ SEARCH］，修改第四轴1815.5（参数1815分别对应X、Y、Z及第4轴的原点设定）由1→0，其次修改1815.4由1→0→1（系统出现000报警——要求关断电源），再修改1815.5由0→1，最后关闭系统及设备电源，开机作原点复归，如B轴原点不准确，上述步骤可重复多次直至调好B轴原点为止。

（2）台湾永进YCM-105A加工中心采用FANUC 0M数控系统。开机后出现“300 X轴原点复归要求”报警，同时显示屏显示“BAT”字符。

检查编码器电池（通电情况下），发现电池正负极已生锈，更换电池，将X轴用手轮摇至机械原点（机床在机械原点处设有▼标记），修改参数22.0（参数22.0～22.2分别对应X、Y及Z轴机械原点设定）由1→0→1，系统出现“000”报警后，关机再开机作原点复归即可。

4.检测开关故障

（1）日本三井精机HU63A数控卧式加工中心采用FANUC 18i数控系统。在自动换刀过程中，换刀手臂（ARM）从刀库刀杯中拔出少许后停止动作，出现ATC（自动刀具交换）超时报警。

查看梯形图，分析换刀手臂从刀杯拔出刀具的正常过程：刀具有/无检测开关（SQ-A156，有刀时为1，灯指示为绿；无刀时为0，灯指示为红）。若有刀，执行M100（刀具拔出）后X75.4必须改变状态（即由1→0）才能执行下步动作M83（ATC到待机位）。

为确保安全，手动取下刀具后，检查接近开关SQ-A156，用铁质工具试验该开关，其状态指示灯有变化（红/绿），但系统检测状态不变（即X75.4不能由1→0），拆下该开关发现检测表面积有较厚的油泥，擦拭干净后再试验，状态指示灯及检测信号X75.4同步变化，说明开关已恢复正常。重新安装好检测开关，执行ATC各指令，正常。

5.机械故障

（1）日本三井精机HU63A数控卧式加工中心采用FANUC 31i数控系统。在自动加工中主轴突然停止转动且无任何报警。

在MDI方式下输入“S500 M03；”，主轴转动正常，再输入“S600”主轴变速油缸动作，但主轴不旋转。检查主轴高速确认信号X10.5=1，说明油缸动作已到位，应该是变速离合器出了问题。拆开主轴后发现离合器内的一颗销钉已脱落，导致变速不能完成，原装配的销钉比新销钉直径小0.01mm是此次故障的直接原因。更换销钉后，故障排除。

（2）日本三井精机H5C数控卧式加工中心采用FANUC 6MB数控系统。加工中B轴转动时声音异常，并产生443报警。

用手摇脉冲使B轴旋转，发现B轴时转时不转，不转时能听见B轴伺服电机在转动，之后就会产生443、440等报警，拆开伺服电机减速箱侧盖和B轴侧盖，用手摇脉冲发生器边操作边观察，发现给定旋转指令时B轴多数情况下不转动，此时伺服电机在不停地转动。查说明书，发现B轴为全闭环控制，开始怀疑B轴的联轴器出了问题，使得实际位置无法达到给定要求的位置，所以电机在不停地转，超时后出现443报警。拆开减速箱，用手试着转动联轴器，很容易转动，原来联轴器已松动。松开背紧螺丝后，锁紧联轴器，再装好背紧装置，用手转动联轴器转动B轴，非常轻松，说明B轴没问题，装好伺服电机及联轴器，通电开机，原点复归后手动旋转B轴，机床恢复正常。

（3）日本三井精机HU63A数控加工中心采用FANUC 18i数控系统。使用一年左右，Z轴突然出现爬行现象，该机床为半闭环控制系统，机床并未产生报警。

依据常理，首先检查与位置环相关的参数（№ 1851）是否发生变化或被人为改变，核对参数与原始记录相同，将该参数在原始设置的基础上往正负方向各调整了几次，Z轴爬行现象没有改善，排除参数的原因，再用互换法排除了伺服放大器的因素。通过以上检查基本可以确定爬行是机械方面的故障。经检查，最终发现Z轴丝杆与立柱联接处螺母副的四颗内六角螺钉（图2）已全部松动。锁紧螺钉后再运行Z轴，爬行消除。

图2 Z轴丝杠与立柱联接示意图