楚雪平

（河南職業技術（shù）學院，450046）

　　摘（zhāi）　要：本文提出了一種（zhǒng）“一看、二問、三思”的（de）FANUC數控機床主軸（zhóu）不轉故障的維修方法，指（zhǐ）出故（gù）障維（wéi）修的思路是“先係統、再電氣、Z後機（jī）械”，並（bìng）用維修實例進行驗證。維修（xiū）的實際結果表明：本文（wén）提出的維修方法和維修思（sī）路不僅完全符合FANUC數控機床的（de）主軸的控製原理，而（ér）且是一（yī）種切實、準（zhǔn）確和高效的方法。

　　關鍵詞：FANUC數控機床；主軸不轉；故障分析（xī）；故障維（wéi）修

　　主軸是數控機床的重要零件之一，主軸（zhóu）旋轉產（chǎn）生切削的（de）主（zhǔ）運（yùn）動是形成切（qiē）削（xuē）的重要條件（jiàn）。主軸不轉故障（zhàng）是主軸驅動係統Z常見的故障類型（xíng）之（zhī）一，可以分（fèn）為有報警的故障和無報警的故障兩大類。本文主要論述無報警的串行（háng）主軸不轉故障的維（wéi）修方法。

　　1　　FANUC數控機床主軸不轉故障的維修方法分析

　　FANUC數控機床的（de）主軸控製分兩種形式：串行主軸和模擬主軸。不管采用何種控製方式，主軸旋轉必須具備三個條件：CNC發出主軸控製信號、主軸驅動（dòng）係統（tǒng）連接（jiē）正確以及硬件和機械部分正常。與普通機床相比，數控機床的機械（xiè）部分大大（dà）簡化，很大程度上降低了機械部分（fèn）的故障率，所以出現故障時應將維修的重點放在數控係統和電氣部分。按照“先係統、再電氣、Z後機械”的（de）思路進行維修，即出現故障時（shí），首先考慮數控係（xì）統和PMC部分（fèn），其次考慮電氣部分（fèn），Z後再考慮機械傳動部（bù）分和主軸組件本身。維修步驟如下：

　　步：看（kàn）。觀察有無報警，觀察機床（chuáng）狀態信息欄的顯示和（hé）主軸驅動放大器的LED狀態顯示。有報警時，先排除報警。

　　第二步：問。了解故障是（shì）在什（shí）麽時候、進行什麽操作時出現的以（yǐ）及機床的負載（zǎi）大小、加工工藝等情況。

　　這兩步的重點是理解故障現象（xiàng）。

　　第三步：思。前兩步已經理解了故障現象，然後根據FANUC主軸控製的原理思考故障（zhàng）的原因並（bìng）進行確認（rèn）。

　　2　FANUC數（shù）控機床主軸（zhóu）不轉故障的維修實例

　　2.1某FANUC 0ID三軸加工（gōng）中心，指令發出後，主軸（zhóu）不（bú）能旋轉

　　觀察到係統無報警，主軸放大器LED狀態顯示[01]，黃燈（dēng）亮；了解到在“MDI”工作（zuò）方式下，輸入（rù）加（jiā）工指令：“M03S500；”，按下機床（chuáng）操作麵板上的“循環啟動”按鍵後，該程序段底色為黃色（sè），鬆開“循環啟（qǐ）動”按鍵（jiàn）後，“循環啟動”按鍵指示（shì）燈點亮，狀態信息欄（lán）上顯示“FIN”，機床操（cāo）作麵板上（shàng）的主軸正轉按（àn）鍵指示燈也點亮。
　　故障分析：由循環啟動有效（xiào）判斷該程序段已（yǐ）經被執行（háng），再由狀態信息欄出現“FIN”判斷該程序段的執行不能結束；由主軸正轉按鍵指示燈點亮（liàng），判斷主軸正轉信號已經輸出到PMC；進入信號狀態顯示欄觀察到轉速信號已經送入PMC。綜上分析，主軸M指令已經執行，但不能結（jié）束，根據主軸控製原理可知，這是因（yīn）為CNC收不到PMC送回的結束信號，而結束信號則是根據主軸的實際轉速是否到達指定的轉速產（chǎn）生；主軸放大器LED黃燈亮，表明主軸正處於準備狀態，CNC被禁止向主軸放大器輸出（chū）主軸控製信號，因此主軸不能旋轉，主軸M指令的執行則（zé）不能結束。
　　故障維修：先查看主軸控製關鍵信號，發現串行主軸急停輸入信號G71.1不正常（cháng），然後修改（gǎi）梯形圖，重啟係統（tǒng）後，主軸正常旋轉。

　　2.2某FANUC 0ID三（sān）軸加（jiā）工（gōng）中心，指令發出後（hòu），主軸（zhóu）不（bú）能旋轉

　　觀（guān）察到係統無報警，主軸放大器LED狀態顯示（shì）[00]；了解到在“MDI”工作方（fāng）式下，輸入加工指令：“M03S500；”，按下並鬆開機床操作麵（miàn）板上的“循環啟動”按鍵時，觀察到“循環啟動”按鍵（jiàn）指示燈點亮，同時該（gāi）程序段被執行；當（dāng）執行結束後，“循環啟動（dòng）”按鍵指示燈隨即熄滅（miè）；機床操作麵板上的主軸正（zhèng）轉按鍵指示燈也點亮。
　　故障分析：主軸（zhóu）放大器LED狀態顯示[00]，表（biǎo）示（shì）已經有正、反轉和急停（tíng）信（xìn）號，主軸電機已被勵磁；主軸指令已經執行完畢，表示CNC已向放大器輸出主軸控製信號（hào）。控製信（xìn）號已經（jīng）輸出，指令已經執行結束（shù），主軸電機也被勵磁，但（dàn）主軸不轉，也沒有任何報（bào）警，表示主軸的旋轉條件不滿足。
　　故障維修：主軸旋轉的內部條件是CNC準備就緒和串行主軸不報警，本例中係統沒有（yǒu）報警（jǐng），表示主軸旋轉的內部（bù）條件已經滿足。主軸旋轉的外部條件包括主軸（zhóu）上刀具夾緊，主軸外部不急停，主軸與驅動器的連（lián）接、主軸電源連接正確等。本例中，刀具處於夾緊狀態，所以需要確定主（zhǔ）軸是否急停，主軸的連接是否（fǒu）正確。首先進（jìn）入梯形圖監控畫麵（miàn），查看主軸外部急停信號G29.6的狀態。
　　如果G29.6處於斷開狀態，表示主軸處於緊急停止狀態。由（yóu）電（diàn）氣原理可知，如果機床防護開關出現（xiàn）異常，則會引起主軸緊急停（tíng）止。本例中機床防護開（kāi）關處於壓下狀態，有（yǒu）兩種可能：防護開（kāi）關信號（hào）已經輸入，卻沒有輸入到正確的地址，或者是該開關的信號輸入線路有異常。要（yào）先檢查I/O Link模塊設（shè）置，發現設置正（zhèng）確，然後檢查該信號輸入線路。發現該（gāi）開關處於壓下（xià）狀態時，對應的X信號輸入為1，而（ér）回路接入的是一（yī）個常閉行程開關。所以可判斷該開關出現故障。更換開關，重啟係（xì）統後（hòu），主軸正常旋轉。
　　如果G29.6處（chù）於接通狀態，則需考慮主（zhǔ）軸旋轉的其它外部條件，即主（zhǔ）軸（zhóu）與放大器的連接以及主軸的電源。經檢查主軸與驅動器的連接正常，主軸電機動力線相序異常。排（pái）除後，重啟係統，主軸正常旋轉。

　　2.3某FANUC 0ID三軸加工中心，指令發出後，主軸不能（néng）旋轉

　　觀察（chá）到係統（tǒng）無（wú）報警，主軸放大器LED狀態顯示[--]；了解到（dào）在“MDI”工作方（fāng）式下，輸（shū）入（rù）加（jiā）工指令：“M03S500；”，按下並鬆開機床操作麵板上的“循環啟動”按鍵時，觀察到“循環啟動”按鍵指（zhǐ）示燈無動作，不（bú）執行（háng）加工指令。

　　故障分析：主軸放大器LED狀態顯示[--]，表示主軸電機的勵磁信號沒有發（fā）出（chū），即主軸的（de）控製信號沒有發出；同時觀察到程序段不執行，“循環啟動”按鍵無效，表示CNC沒有接收到來自PMC的啟動程序的請（qǐng）求信號。
　　故障維修：首先（xiān）進入梯形圖監控畫麵，查看主（zhǔ）軸的控製信號，發現（xiàn）主（zhǔ）軸正轉信號G70.4為0。接（jiē）下來，按下並鬆開“循環啟動”按鍵，觀（guān）察（chá）G7.2信（xìn）號是否有狀態的變化，觀察F0.5和F0.4信號的狀態。發現G7.2無狀（zhuàng）態（tài）變化，F0.4為1，表示機床一直處於進給保持狀態。接下來（lái）查看G8.5信號，發現異常，修改梯形圖，按下“進給保（bǎo）持”按鍵時，G8.5為0，鬆開時G8.5為1。重啟（qǐ）係統，輸入指令，按下並鬆開“循環啟動”按鍵，主軸旋（xuán）轉。
　　本例中，主軸不能（néng）旋轉的真正原因是（shì）G8.5信號為0，G8.5是PMC輸（shū）入到CNC的進給保持信號。G8.5為1時（shí），按下（xià）並鬆開“循（xún）環啟動”按鍵時G7.2才能有效（xiào）。但（dàn）從表麵上看是由於G70.4為0造成的，所以在出現主軸不旋（xuán）轉又無報警時，一定要仔細觀察機床的動作和主軸放大（dà）器的（de）LED狀（zhuàng）態顯示，全麵把握故障（zhàng）現象，才能找到真正的故障原因。

　　3　結論

　　由上述分析，FANUC機床主軸不轉故障的主要原（yuán）因是缺少主軸控製信號或（huò）旋轉條件（jiàn）不滿足。此（cǐ）類故（gù）障（zhàng）出現時，先查看係統有無報警，有報警則根據報（bào）警提示進行排查；若無報警，要按照“先係（xì）統、再電氣、Z後機械”的思路進行排查，首先查看主軸放大器LED狀態顯示理解故（gù）障現象，結合FANUC主軸控製原理，查看（kàn）相關控製信號（hào），然後檢查不正（zhèng）確信號的（de）輸入（rù）線路，Z後再檢查機械（xiè）部分是否正常。但是還要注意：多種原因都會引起主軸控製信號缺（quē）少和主軸旋轉條（tiáo）件不滿足（zú）。如例3，所（suǒ）以在排除故障時，要以主軸控製信號和旋轉條件為中心，以深刻理解和全麵把握故障現（xiàn）象為基礎，對與之相關的部分（fèn）進行發散性的排查。準確、有效地排除故障（zhàng），還要求維修人員必（bì）須理（lǐ）解FANUC主軸PMC控製原理，並在維（wéi）修過程中能合理地加以利用。

　　參考文獻：

　　[1]曹智軍，肖龍.數控PMC編（biān）程與調試[M].北京：清華大學出版社，2010.

　　[2]曹智軍，肖龍.數控（kòng）機床與維修[M].北京：機械工業出版社，2011.

　　[3]龔仲華（huá）.數控機床故障診斷與維修[M].北京：高等教育（yù）出版社，2012.

　　[4]FANUC0iD維修（xiū）說明書[M].北京：北京發那科（kē）機（jī）電有限公司.

來源：《河北農機》