FANUC 0i数控系统维修与实践2

FANUC 0i 系列维修诊断与实践
221
实例分析
实例 1: 龙门数控镗铣床 FANUC16iM 系统，半闭环控制，每天开机手动返回 参考点时 X 轴偶尔会出现 90#报警，找不到参考点，返回参考点时工作台有减速动 作，但是一旦手动回参考点成功，重复用 G28 方式回零没有任何问题。 分析原因； 大多数机床制造商设置在手动返回参考点时， 寻找并读取 PCZ 信号 （物理栅格信号） 建立参考点， 而在 G28 方式下使用计数器清零的方式返回参考点， 不寻找物理栅格信号。从故障描述来看重点应该检查一转信号。首先采用最简便易 行的方法，检查反馈电缆，用万用表电阻挡测量电缆两端通断，结果没有问题。接 下来更换脉冲编码器，将 X 轴编码器与另一个可以回参考点的轴（Y 轴）编码器互 换，结果没有任何变化，即：X 轴仍然不能够每次找到零点，而 Y 轴回零正常，说 明脉冲编码器良好。之后更换伺服放大器，仍然没有效果。说明相关的硬件均已更 换，仍然没有找到故障点。仔细分析大型机床的结构，发现 X 轴反馈电缆经过坦克 链到伺服放大器共计 50 余米，初步判断可能是由于信号衰减造成的一转信号不好， 最后将 5V 及 0V 线脚与电缆中多余的备用线并联加粗， 降低线间电阻， 提高信号幅 值，最终排除了故障。 注意： FANUC α 系列驱动的反馈装置采用的是高速串行传送， 用传统的示波器 无法观测波形，所以更多的是采用替代法或者借助系统界面诊断排查故障。 实例 2：辛辛那提 T30 加工中心，采用 FANUC 11M 系统，全闭环，Z 轴手动 返回参考点时找不到零点。 分析原因：由于该机床是全闭环控制，所以物理栅格位置是在光栅上面，我们 的工作重点应该放在光栅上。将光栅用无水酒精擦干净后可以找到零点，但是时有 时无，成功比率占到 70%左右，仍旧不能满足正常生产要求，初步判断原参考点栅 格有损伤，由于光栅尺的栅格是由一定间距的多个栅格组成的，具体读取哪一个栅 格作为零点，取决于减速档块的位置和减速开关信号的触发。往往某一个栅格损坏 了，其他栅格却完好无损。所以将减速档块前移一个（或 n 个）栅格位置，手动回 零成功。 注意这时候的参考点已经和机床出厂时的完全不同，换刀用的第二参考点和工 件零点已经改变了，所以维修人员一定要将这些点重新调整（通过参数设定机床坐 标零点、第二参考点位置、以及重新建立工件坐标系等） 。 7-1-2. 绝对零点丢失 我们在第三章 3-7-2 节中已经介绍了绝对参考点的建立，由于绝对位置信息是 依靠伺服放大器中的电池保护数据，所以当下面几种情况发生时，零点会丢失，并 出现 300#报警。 更换了编码器或伺服电机 更换了伺服放大器 反馈电缆脱离伺服放大器或伺服电机

FANUC 0i 系列维修诊断与实践
222
绝对位置编码器电池
反馈电缆
绝对位置编码器
此插头脱开后 300#报警 图 7-5
在提出解决方案前，我们同样要复习 3-7-2 节介绍的绝对参考点建立的原理和 过程
原理及过程
图 7-6
从图 7-8 我们可以看出，绝对参考点建立时不需要档块和减速开关信号，所以 又称为“无档块方式回零”。 图中 ZRN 从 0 变 1 不是通过档块和减速开关实现信号翻转的，而是通过人为 的修改参数（1815# b5）来实现信号的置 1，并在其后的第一个栅格作为零点。 用α 脉冲编码器检测机床的绝对位置， 须在检测到编码器的1 转信号(PCZ)时， 将绝对位置检测回路的位置计数器清零，然后用该计数器记忆机床的位置，因此， 完成上述作业后，在建立参考点之前，必须检测到1 转信号。 之后，重新接上NC 电源，并在解除急停后，就接收脉冲编码器的绝对位置数 据，进行数据更新。

FANUC 0i 系列维修诊断与实践
223
故障原因
绝对零点丢失的原因，也即 300#报警的原因： 绝对位置编码器后备电池掉电 更换了编码器或伺服电机 更换了伺服放大器 反馈电缆脱离伺服放大器或伺服电机
解决方案
确认绝对位置编码器后备电池良好，参照 3-7-2 节的介绍，进行绝对零点重新 设置，即可恢复参考点。 注意：绝对位置编码器通常采用无档块、无标志的机床结构，重新恢复参考点 很难精确地回到原来的那个点上。 所以新的参考点建立后， 一定要对机械坐标零点、 工件零点、第二参考点进行校准（通过参数修正） 。 7-1-3. 返回参考点不准确 实例 1：某森精机数控车床 FANUC 21T 系统，增量回零方式，Z 轴返回参考 点可以完成，不报警。但偶尔会差一个丝杠螺距，非常有规律。 这种现象是数控机床非常典型的故障之一。其原因是减速档块位置距离栅格位 置太近或太靠近参考点时，处于一种“临界状态”，导致了离散误差。
图 7-7
由于触电开关信号通、断的精确度比较差，所以信号触发的时间不很准确，当 信号来早时，就找到栅格①。当信号来迟时，就找到信号②，参见图 7-7 所示。或 者时而找到栅格②，时而找到栅格③，如图 7-8 所示。
图 7-8
解决方案： 调整档块位置。 通过参数 1850#栅格偏移量，调整栅格位置处于合理位置。 调整档块的具体调整方法：

FANUC 0i 系列维修诊断与实践
224
⑴ 手动返回参考点。 ⑵ 选择诊断画面， 读取诊断号 0302 的值。 （0302 的含义——从档块脱离的位置到 读取到第一个栅格信号时的距离） ⑶ 纪录参数 1821 的值，1821#参数中设定的是参考计数器容量。 ⑷ 微调减速档块，使诊断号 0302 中的值等于 1821 设定值的一半。 （½栅格） ⑸ 之后， 一面多次重复进行手动回参考点， 一面确认诊断号 0302 上显示的值每次 为 1/2 栅格左右，而且变化幅度不大。 实例 2：某数控车床，FANUC 0i-TB 数控系统，半闭环，增量编码器。X 轴每 次回零点位置不准确， 但是不发生报警， 误差没有规律， 有时 3mm 左右， 有时 7mm 左右。操作者每天开机回零点后通过刀补校正工件零点，在不关机的情况下加工尺 寸准确。但是一旦关电，重新回零后，工件坐标尺寸不准确，实际上是零点不准确。 这种故障很少发生，一般是由于栅格位置不稳定所造成。增量编码器返回零点 原理我们在 7-1-1 中刚刚分析过，结合图 7-1、7-2、7-4，FANUC 系统找零实际上 上是在找到物理栅格（玻璃编码盘上的一转信号）后，再移动一个 “偏移量”后形成 的栅格停止作为零点，这个经过偏移后的栅格实际上是电气栅格，参见图 7-1 最下 行栅格所示。那么电气栅格是由一组溢出脉冲发出的，每相隔一定容量值产生一个 溢出脉冲。这个容量值是通过参数 1821“参考计数器容量”决定的（参照第三章 3-4 节⑽小节的说明）。当参考计数器容量设置错误，电气栅格的“溢出”是不规律的， 从而造成每次回零不准。 故障解决过程：查看参数 1821——参考计数器容量设置值为 3600，核算设置 是否正确？测量 X 轴丝杠螺距为 10mm，并且确认电机与丝杠的传动链是直连的， 通过第三章 3-4 节⑽项说明，并查看表 3-8，对于 10mm 直连丝杠，参考计数器容 量应设置 10000，表明原参数设置错误。修改参考计数器容量值后，X 轴回零正常。
7-2. 误差过大与伺服报警（410#/411#报警） 410# 报警是伺服轴停止时误差计数器读出的实际误差值大于 1829 中的限定 值，如图 7-9（a）所示： 工作台 停止时 误差带 工作台 移动时 误差带
1829≈ 500µm （a）
图 7-9
1828≈ 5000µm （b）