FANUC 0imate TD数控车床主轴故障调试分析

谢超明

（湖北职业技术学院机电工程学院，湖北孝感 432000）

FANUC 0imate TD数控车床主轴故障调试分析

谢超明

（湖北职业技术学院机电工程学院，湖北孝感 432000）

本文以FANUC 0imate TD数控车床为例，分析了其主轴不能正常工作的原因，从数控系统参数设置、PMC程序、变频器等多方面综合诊断，通过修改相关程序与数据逐步完成功能检测与调试，最终排除故障恢复主轴正常运行。

数控车床；参数；PMC；变频器；调试

随着机械制造业的迅速发展，数控机床的装备率越来越高，从编程、装夹、维护等多方面对操作者的技能水平提出了更高的要求。在数控机床的装配调试过程中，针对各功能部件不能正常工作的故障，需要从机械结构、电气线路、数控系统及PMC等多方面综合诊断，才能快速有效的排除故障。本文以亚龙YL－569A型0imate TD数控车床为例，对主轴功能调试过程中的各种典型故障进行分析并最终解决问题。

1 故障现象

YL－569A数控车床配置FANUC 0imate TD数控系统，开机后CRT显示“SP1220”报警，主轴不能正常转动，查看报警信息为“无主轴放大器，连接于串行主轴放大器的电缆断线，或者尚未连接好串行主轴放大器”。

2 故障分析排查

（1）数控车床在开机之前经过检查确认无短路、断路故障，电气线路连接正常。由于本型号数控机床采用主轴变频器，应使用模拟主轴，首先从主轴设置参数考虑，将8133＃5设置为1，即不使用串行主轴；将3701＃1和＃4设置为1确定路径内的主轴数为1；将3716设置为0，即使用模拟主轴；将3717设置为1，使用连接于1号主轴放大器的主轴电机。根据面板提示，关机重启后报警消除，进一步检查主轴功能。

（2）通过MDI方式向数控系统输入“M03S600”指令，主轴不能转动。初步排除线路和参数故障后，考虑变频器和PMC方面的故障。查看主轴电气原理图见图1，变频器通过JA40接收数控系统发出0V～10V模拟电压作为速度指令，根据PMC发出的方向信号指令，控制UVW输出主轴电动机转动。

首先检查数控系统的速度指令有没有输出给变频器，用万用表检查测量A1、AC端子之间电压为0，说明主轴倍率设置不合理或数控系统输入“M03S600”指令后没有发出相应的速度指令，应该检查系统故障。

主轴倍率信号G30是使实际运行速度为指令速度与倍率开关值的乘积。查看主轴倍率信号G30部分PMC程序，通过表值发现主轴速度档位倍率值均为0，即无论指令转速多少乘以倍率0，速度必然为0。因此应将倍率设置与实际档位值一致，如图3所示。

确定主轴倍率正常后进一步分析主轴部分PMC程序，如图3所示。

从PMC程序可以看出选择手动方式（X0.5）并按下手动正转键（X11.5）或是接收M03指令（R200.3）后，R150.0线圈通电并控制输出主轴正转信号Y3.7。

G29.6为主轴停止信号，即使不使用也要置为常1，否则无输出。即控制G29.6的继电器K4.5常闭触点应该处于接通状态，才能发出速度指令。检查发现K4.5的PLC状态信号为1，即常闭触点处于通电断开状态，G29.6无法接通，所以应该将K4.5信号值由1改为0。然后测得A1、AC端子之间电压为4.22V，由主轴电机铭牌知主轴最大转速为1440r／min，即输出模拟电压10V时，对应转速为1440r／min，可算出当转速为600r／min时，电压应为4.2V，与测量值符合。通过MDI向数控系统输入“M03S600”，主轴正转，面板上显示转速为720r／min，指令值和显示值不符，并且相差很大。

（3）当数控系统能够发出指令使主轴转动后，说明数控系统和PMC部分基本正常。根据故障现象，认为主轴速度调节参数或变频器参数设置不合理。

与主轴转速相关的参数有3720、3730、3731等。参数3720表示位置编码器的脉冲数，根据硬件配置设定为4096，参数3730表示主轴模拟输出的增益调整，设定为标准值1000，参数3731表示主轴速度模拟输出的偏置电压的补偿量，设定为标准值0。当这些参数设置好之后仍然不能解决问题。

查看变频器相关说明书，本机床使用变频器型号为欧姆龙3G3JZ。查看基本参数设定，A01、A02均设置为01，表示选择操作电路控制台；A03第1基本频率设置为50，A04第1最高频率设置为60。数控机床变频调速就是通过输入的模拟电压指令将50HZ工频交流电转变为频率和电压可调的交流电输出给电动机来实现调速。频率和转速之间呈线性变化规律，即50HZ对应电动机最大速度1440r／min，由此可以推断出A04参数设置有误，由50设置为60后，相应的输出转速从600r／min提高到720r／min。故调整方法为，将A04参数由60改为50。然后通过MDI向数控系统输入“M03S600”，机床以600r／min正转，机床无报警提示且运行正常，调试工作完成。

3 结 语

数控机床的调试工作复杂，对于各类故障报警，首先应该认真分析故障现象，根据报警提示信息及维修说明书仔细查找原因。本次数控车床主轴故障涉及数控系统参数、PMC程序、变频器参数等多方面综合因素，在排除故障的过程中逐步分析，层层深入并最终一一解决，对于数控机床编程操作与维修有十分重要的意义。

1 周兰，陈少艾.电力电FANUC 0i－D／0iMate－D数控系统连接调试与PMC编程［M］.机械工业出版社，2012.

2 张立仁.数控机床及应用［M］.机械工业出版社，2011.

3 FANUC株式会社.FANUC Series 0i－MODEL D／FANUC Series 0iMate－MODEL D参数说明书

4 FANUC株式会社.FANUC Series 0i－MODEL D／FANUC Series 0iMate－MODEL D维修说明书

5 FANUC株式会社.FANUC Series 0i－MODEL D／FANUC Series 0iMate－MODEL D PMC编程说明书

A Case Study about Spindle Failure based on FANUC0i mate TD CNC Lathe

XIE Chao－ming
（HuBei Polytechnic Institute，Xiaogan 432000，China）

This paper takes FANUC 0imate TD CNC lathe spindle failure as an example，analyzes the failure phenomenon，diagnoses from the CNC parameter setting，PMC program，inverter and other comprehensive aspects，gradually completes the function testing and debugging by checking the relevant data and modifying the program，and restores spindle normal function finally.

CNC lathe；parameter；PMC；inverter；debugging

TG519.1

A

1671－8100（2015）01－0030－03

（责任编辑：谭银元）

2014－10－15

谢超明，男，本科，助教，研究方向：数控技术。