根据以上信息并结合现场实际情况和图纸资料,利用排除法进行了如下分析:
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" [1 _* ]- v4 U3 ^- L一、机床是在运动中出现的报警,基本排除参数被修改的可能性。' F2 S$ {* r+ v2 I; Y7 P4 e2 T
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二、附件头更换循环是机床厂家编写的宏程序,已正常使用多年,且不需人工干预操作,可排除误操作的可能。
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三、机床所在厂房没有进行电路施工,电源相序不会出错。$ K. @5 h4 |+ I- S; o& p4 E/ c( Q
- J8 f8 z8 {' i, n5 w. O. B) V四、主轴的故障产生与否和机床Y轴所在位置呈现出明显的相关性,而机械传动方面二者又无关联。* l' }* |. [2 b+ H1 y
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五、主轴相关检测系统中有一个位置编码器,它装在滑枕内部,且与主轴的传动比为1:1,它真实的反映了主轴的当前角度位置,为主轴做定向和附件头旋转时的角度考察提供相关信息。该信号通过在拖链内的另一根电缆接在主轴放大器模块的JY4插座上。因目前主轴可以完成定向的操作,初步判断其状态正常。9 J2 Q, L! f) i; g0 m* i
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六、主轴电动机内置M 传感器(旧称:脉冲发生器)主要负责将电机的旋转速度信号以脉冲的形式向放大器发送,其连线从电机内部引出后由一组插座与一根12芯的屏蔽电缆在接线盒内相连。该电缆与动力电缆一同穿在一根金属软管内,通过机床上的拖链直接与电柜内的主轴放大器模块的JY2插座相连。由于拖链运动是伴随Y轴而产生的,因此很有可能因为电缆破损或强电干扰造成信号传输不稳。+ ]7 `" H5 f4 u0 n+ j4 O
: k% A' z8 H4 {6 D ]3 r8 e1 i; a4 j七、由于主轴电机的转速与实际主轴的转速是有区别的,因此在FANUC18i主轴监控画面中可以分别看到主轴的实际转速和主轴电机的转速,利用此功能做了如下检测:用手不断转动主轴,观察监控画面中显示的主轴电机转速和主轴转速,发现在距离附件头库较近的地方,也就是主轴启动后有报警的位置,主轴电机与主轴的转速比最大时为1:10;在距离附件头库较远的龙门中部,也就是主轴启动正常的位置,主轴电机与主轴的转速比为10:1.5。对比可见前者明显不正常,由此更充分证明,主轴电机内置的M 传感器(脉冲发生器)传输电缆极有可能在Y轴移动到一定位置后会出现断线的情况。
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' u0 f6 J* R2 e+ l) z综合所有信息,对照报警提示的检查项点,我感觉机床目前状况比较符合“主轴在低速状态下报警--电机反馈电缆故障”的情况。
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; w$ s8 E! V/ W故障处理:
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+ R* Y0 {7 W! C0 @依据上述分析,我们对主轴电机的内装M 传感器(脉冲发生器)的电缆进行了详细的检查。如(图二)所示:PA、RA、PB、RB为编码器的A\B相脉冲信号的输出线;+5V和0V是传感器的电源;OH1、OH2为电机热保护接线;SS为屏蔽线。3 e" v7 |! \8 ]1 L3 b6 Z
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(图二) 6 {; y8 ~' C- @! ~# K& e0 Q
因主轴能否顺利启动与Y轴的位置有明显关系,为尽快找到电缆断点,我们选择了两个位置对电缆进行检查比较,期望尽快从中发现问题。一个是主轴可以启动的位置,在龙门中部,另一个是主轴产生报警的位置,在靠近附件头库的地方。但反复对比检查后的结果却大大出乎意料,无论在哪个位置,测量的结果都一样,也就是说这根电缆可能根本不存在断线、接地、混连的现象。摆在面前的情况似乎很简单,从理论上分析,只有这跟电缆出现故障才会导致产生这个报警;从实际经验上考虑,此段电缆确实是在拖链中与Y轴联动的,非常有可能出现断线的情况,这种情况在以往的维修中屡见不鲜,为什么这次却偏偏没断,但又会有报警呢? 在重新审视了自己的判断与检测过程之后,终于发现了问题所在。在测量电缆的过程中,为方便检测,我将万用表至于“通断档”进行检测,这样的好处是如果导线的接通电阻小于30欧姆的话,仪表会发出蜂鸣声,如果不通则不会有声音出现,很方便。在前几次的检测中,我只注意到是否有蜂鸣音的出现,而没有关注导线的接通电阻确切是多少,对于如此微弱的信号电缆来说,30欧姆的阻值还是太大了,毕竟电机内置的M 传感器(脉冲发生器)输出的幅值只有5V,又是长距离输送,过大的导通电阻一定会对信号的传输产生影响。通过调整万用表档位,改用200欧姆档对电缆重新进行检测发现,有个别导线的接通电阻已经到达10欧姆左右,考虑到运动状态下可能会进一步加大的情况,决定对拖链内的电缆进行更换。" _9 d6 ]' c, M; o% P- @; `
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在拖链内另敷一根12芯屏蔽电缆对原有电缆进行置换,为方便对接,电机端的接头和主轴放大器模块的JY2接头仍然沿用,只更换拖链内参与Y轴移动的电缆共13米左右,新做的接点全部采用了锡焊的方法降低导通电阻。全部置换完成后重新测量,所有线路的导通电阻已经降低到2欧姆以下。开机试车,故障顺利排除。 经验总结: 一、在真正动手维修前,一定要仔细观察故障的现象,以及产生此现象的环境因素,确保得到的信息是准确的,全面的。 二、充分利用手中的资料细致分析诱发故障的各种可能。采用排除法逐一确认,缩小检查范围。 三、经验是我们在平时工作中积累的宝贵财富,但只凭经验,忽略细节的做法往往也造成在实际处理问题的时候走弯路。 四、数控设备的修理真正称得上是一件细节决定成败的工作,任何时候都要做到缜密、细致,才能又快又好的解决问题。 参考文献: 1、 FANUC Series 16i/18i-MA 操作说明书 2、 FANUC Series 16i/18i/21i-B 维修说明书 3、 FANUC AC SPINDLE MOTORαseries 参数说明书 4、 CNC 维修教材 Series 16i/18i/21i 发那科学校讲义 ! h: a) r; Y5 g3 H- x
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