FANUC系統常見故障診斷與處理方法

 摘   要：介紹西安大金慶安壓縮機有限公司引進的日本日立精機、牧野精機、森精機等公司產數控系統，包括了FANUC 16i、18i、21i、18T、21T等系列的故障：如電網閃斷停機、內置脈沖編碼器通信異常、伺服放大器誤差、外圍器件損壞等進行了分析逐步查找及處理。 
        關鍵詞：FANUC系統 故障診斷 維修 

        一、電網閃斷和斷電停機后出現的故障 
        1．一臺森精機產SH403加工中心，采用FANUC 18iMA系統。電網閃斷恢復后重新開機，顯示“EX0557 OIL&AIR LUBRICANTPRESSURE DOWN”（主軸的油氣潤滑系統壓力低下）報警。檢查發現中間繼電器未接通，潤滑泵無100V電壓供給。檢查該中間繼電器OK。利用系統的自診斷功能，檢查PMC信號，發現開機時，油氣潤滑的供油信號輸出接點Y6.4接通，但該中間繼電器線圈卻不得電，于是，懷疑接點所在的I/0模塊UNIT1-2的基板有問題。將該印刷電路板對比調試后，未發現有任何問題，而該模塊的其他輸出接點均正常，據此判定是該輸出接點燒壞。替代，故障排除。 
        2．一臺牧野產V55立式加工中心，采用FANUC 16 Mi系統。設備斷電停機幾小時后再開機時，顯示“306 APC ALARM: AXISBATTERY VOLTAGE 0（X)；306 APC ALARM：AXIS BATTERYVOLTAGE 0（Y)；306 APC ALARM：AXIS BATTERY VOLTAGE 0(Z)；“300 APC ALARM: AXIS NEED ZRN (X)；300 APC ALARMAXIS NEED ZRN (Y)； 300 APC ALARM: AXIS NEED ZRN (Z)”。這時切勿關斷設備電源，將NC后備電池（4節）更換后，按“RESET”鍵即可消除306報警，然后選定“原點回歸”方式，對各軸執行原點回歸操作。各軸回參考點后再按“RESET”鍵即可消除300報警。但若在出現上述報警后關斷電源，換完NC后備電池后開機，X軸可按上述常規方法返回參考點，而Y、Z軸卻無法徹底返回參考點，CRT顯示“90 REFERENCE RETURN INCOMPLETE”報警。這時須將參數＃1815中Y、Z軸對應的APC、APZ分別由1改為0，斷電重啟設備后按上述常規方法分別對Y、Z軸執行原點回歸操作。回參考點后將y、z軸對應的APC由0改為1，再次斷電重啟設備后將Y、Z軸對應的APZ由0改為1，最后斷電重啟設備，報警排除。 
        二、伺服系統故障 
        1．伺服電機內置脈沖編碼器故障 
        一臺森精機產SH403加工中心，加工過程中顯示“351 APCALARM: AXIS COMMUNICATION(B) ；368 AXIS: SERIAL DATA ER-ROR(INT) (B)”報警。FANUC說明書指示，該報警的原因是由于B軸伺服電機內置脈沖編碼器通信異常。斷電后檢查并重新插接B軸伺服放大器相關電纜后試機故障依舊，因此推測是由于脈沖編碼器故障。打開機內Z軸防護伸縮蓋板，發現B軸伺服電機周圍積有大量鐵屑，且電機后端的編碼器防護蓋破損，脈沖編碼器已損壞。替換后安裝試機，又顯示“EX2561 SERVOBATTERY ABNORMAL；306 APC ALARM: AXIS BATTERY VOLT-AGE 0（B）；300 APC ALARM: AXIS NEED ZRN（B）；307 APCALARM: AXIS BATTERY DOWN I (B)；307 APC ALARM: AXIS BAT-TERY DOWN I（V）；307 APC ALARM: AXIS BATTERY DOWNI(W)”報警。通電狀態下，更換CNC和伺服系統后備電池后按“RESET”鍵可消除307報警，斷電重啟設備后306和EX2561報警也消除，只剩下300報警，提示B軸須重新設定參考點。在SETTING畫面下，將PWE由“0”改為“1”，將＃1815.4由“1”改為“0”，再將PWE：由“1”改為“0”后顯示“000 PLEASE TURN OFF POWER”，斷電重啟設備后300報警消除。在OPERATION PANEL畫面下，將ZERO POINT SET由“INVALID”改為“VALID”后用手輪將B軸移至參考點位置。最后將參數＃1815.4設回原來的數值后斷電重啟設備，故障排除。 
        2．伺服放大器故障 
        (1)一臺日立精機產HG400力A工中心，加工過程中顯示“F411B軸誤差過大”報警，工作臺（B軸）旋轉中途停止。處理方法：關斷電源，檢查并重插B軸伺服放大器相關電纜后試機，F411報警消除，CRT又顯示“F300 B軸需原點回歸”報警。按說明書指示，使B軸回歸原點后F300報警消除，設備恢復正常。但加工一段時間后，再次出現故障，據此推斷可能是B軸伺服放大器故障。更換B軸伺服放大器并重新回歸B軸原點后，一切正常。 
        (2)一臺東臺精機產DS250數控鉆床，采用FANUC-21iM系統。加工過程中顯示“411 Y軸誤差過大；436 Y軸過載”報警。處理方法：根據報警提示，411報警的原因是Y軸伺服放大器或伺服電機故障，436報警的原因是工作臺Y向移動時遇到了異常負載。檢查Y軸伺服放大器未見異常，拆下Y軸伺服電機后用手盤滾珠絲杠，發現絲杠無法盤動。拆開機內側滾珠絲杠防護罩，發現絲杠端部軸承已銹死。更換軸承，并重新設定y軸參考點后，故障排除。 
        三、外圍元件故障 
        FANUC系統內嵌的自診斷功能，有利于外圍故障的快速、準確判斷和排除。
1．一臺森精機產MT2000復合加工機床，采用FANUC 18iTB系統。自動加工中顯示“EX2058 S AFECY CIR-CUIT INPUT SIGNAL ER-ROR”（安全回路輸入信號異常）報警。根據說明書提示和以往經驗，故障原因是由于設備的安全門鎖出現問題。檢查各門鎖、互鎖信號及急停信號都OK。調閱PMC程序，如圖1所示。由于R549.4、R549.5的導通，使R1621.5接通，輸出報警信息。而導致R549.4, 8549.5同時接通的條件是X9.5閉接點導通。查機床電路圖，X9.5閉接點受控于AM UNIT的輔助觸頭KMOC。檢查電控柜內該輔助觸頭，發現其插接不可靠，重新插接該輔助觸頭后故障排除。

圖1

        2．一臺森精機產SH403加工中心，自動APC循環結束后，顯示“EX0754 PALLET SEATING SIGNAL NOT ON”報警。提示APC循環時，PALLET CLAMP指令執行后，在規定的時間內“著座完了”確認信號沒有接通。按RESET鍵消除該報警后，CRT又顯示“EX1752 PALLET SEAITNG SIGNAL OFF”報警。提示加工中PAI1.El，著座確認信號OFF，需檢查PAL LFT是否正常夾緊。原因分析：根據報警信息提示，故障原因是由于機內托盤“著座完了”信號異常。調閱PMC程序，梯形圖如圖2所示。導致IX0754報警的條件鏈為：輸入常開接點X10.2 OFF-11471.2OFF，其常開接點未導通（R471.1 OFF)，其常閉接點導通（R182.4 ON)，其常開接點導通(All.6 ON)，輸出報警信息。正常情況下，APC循環時，PMLEP CLAMP指令執行后，在規定的時間內“MC PALLET，著座完了”確認信號X10.2應該導通。根據PALJ L FT著座確認原理，導致X10.2不導通的原因有兩個：(1)機內托盤底部太臟，托盤落下后密封不嚴；(2)著座確認用的壓力開關損壞或設定錯誤。將托盤升起后檢查，發現底部積了很多鐵屑，認真清理后試機，故障排除。

圖2

圖3

        另外，有一些外圍元件故障會導致設備的某些動作無法執行，但系統不會提示任何報警信息。例如，森精機產的SH403加工中心，段取側（裝卸工件側）的工作臺無法旋轉，根據以往經驗，可能是控制工作臺鎖緊、松開的腳踏開關（FOOT SWITCH）故障。調閱PMC診斷畫面，檢查腳踏開關信號X11.3 OK，但控制鎖緊銷下降的電磁閥信號Y10.4 OFF。調閱PMC程序，梯形圖如圖3所示。通過對梯形圖的認真分析，查出故障源為段取側的門鎖信號常ON。檢查門鎖發現鎖舌斷入鎖孔內。表面看上去，該故障出似在腳踏開關上，但查到最后故障源卻為段取側的門鎖。