数控机床的故障诊断及维修实例
戴卡轮毂制造有限公司购进了包括德国、意大利、日本、台湾、济南等国内外多家数控机床厂的各种数控设备，其中多是OB、OC、OD、Oi、11、18等FANUC系统。笔者从事了多年的维修工作，积累了一定的维修经验。在维修中发现，一般数控机床的故障大都发生在机床的外围元器件上，可充分利用PMC(可编程序机床控制器）进行诊断。 一、PMC简介
要利用PMC进行故障诊断，首先要了解PMC在数控系统中所处位置。如图1所示，PMC处于NC与MT之间，对NC和MT的输入、输出信号进行处理。
图1
PMC的程序包括两类，一类是面向PMC内部的程序，即系统管理程序和编译程序，已由PMC厂家固化到存储器中；另一类是面向用户或面向生产过程的应用程序。所有应用程序中，以梯形图的应用最为广泛。 PMC指令分为基本指令和功能指令两种。使用最多的是基本指令，如：RD、AND、OR等。数控机床执行的顺序逻辑往往比较复杂，仅仅用基本指令编程常会十分困难，即使可以实现，程序规模往往很庞大，因此必须借助功能指令以简化程序，如：DEC、ROT、COIN、TIM等。 二、利用PMC进行故障诊断的实例 1.一台数控车床使用FANUC 0 TB系统，故障现象是：当换刀指令输入时刀塔换刀旋转不停，无任何报警。 旋转指令具有以下功能：①能判断最短路径的转向，②现在位置与目标位置之间步数的计算，③目标前一位的位置计算或目标前一步步数计算。通过对PMV中的梯形图分析得知：刀塔的旋转指令是由刀塔的启动信号激发开始进行运算的，而刀塔的启动信号是通过把F153刀代码传送给R0567进行比较产生的。由于本机床刀塔只有8个刀位，所以要比较给入的刀号是否大于0而小于9的数，比较之后用符合指令判断当前刀号与目标刀是否一致，如果不一致，刀塔启动信号输出使得旋转指令进行工作，并计算出前一位的步数然后输出，输出是0就正转，而输出是1就反转，旋转后再进行符合指令判断当前刀号与目标刀号是否一致，如一致，旋转停止并发出换刀完成信号。此时才完成了整个换刀过程。 进行上述分析后，开始检查。把梯形图调出，先查刀塔旋转总是在输出什么信号跟它有关系；然后查旋转指令的工作状态，正常；再查符合指令的工作状态，发现没有输出，那么可以判断问题就出在此处，继续检查输入的刀号与编码器给的刀号是否一致，发现编码器有一位没有输出，当换到这号刀时，由于编器没有抽出造成符合指令没有输出，也就是说NC没有找到这个刀号而造成刀塔始终旋转，因此判定是由于编码器的问题引发机床故障，换一新编码器故障排除。 2.一台立车使用FANUC 0 TD系统。此车床有一段时间经常出现401＃报警。 首先，检查伺服板是否完好，未发现问题；然后对电源进行检查，发现控制电源没有电压，于是判断机床的外围出现问题。调出梯形图检查造成报警的原因，发现是VT信号使得401＃报警，先怀疑开关损坏，经检查没有问题，再测量24V DC发现没有电压，导致信号没有送过去，发现24V DC对地短路，排除后机床恢复正常工作。 3．一加工中心使用FANUC 18系统，停机后再启动有时会出现准备不足报警。 首先，检查了急停和超程信号，系统启动和伺服，均没有问题，调出梯形图对相关的信号进行检查，发现主轴准备信号时有时无，查到这个信号来源于主轴冷却部分，检查其冷却接线与电器元件，发现主轴“准备好”的信号线虚接，重接后故障排除。