FANUC系统常见故障诊断与处理方法

 摘   要：介绍西安大金庆安压缩机有限公司引进的日本日立精机、牧野精机、森精机等公司产数控系统，包括了FANUC 16i、18i、21i、18T、21T等系列的故障：如电网闪断停机、内置脉冲编码器通信异常、伺服放大器误差、外围器件损坏等进行了分析逐步查找及处理。 
        关键词：FANUC系统 故障诊断 维修 

        一、电网闪断和断电停机后出现的故障 
        1．一台森精机产SH403加工中心，采用FANUC 18iMA系统。电网闪断恢复后重新开机，显示“EX0557 OIL&AIR LUBRICANTPRESSURE DOWN”（主轴的油气润滑系统压力低下）报警。检查发现中间继电器未接通，润滑泵无100V电压供给。检查该中间继电器OK。利用系统的自诊断功能，检查PMC信号，发现开机时，油气润滑的供油信号输出接点Y6.4接通，但该中间继电器线圈却不得电，于是，怀疑接点所在的I/0模块UNIT1-2的基板有问题。将该印刷电路板对比调试后，未发现有任何问题，而该模块的其他输出接点均正常，据此判定是该输出接点烧坏。替代，故障排除。 
        2．一台牧野产V55立式加工中心，采用FANUC 16 Mi系统。设备断电停机几小时后再开机时，显示“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)”。这时切勿关断设备电源，将NC后备电池（4节）更换后，按“RESET”键即可消除306报警，然后选定“原点回归”方式，对各轴执行原点回归操作。各轴回参考点后再按“RESET”键即可消除300报警。但若在出现上述报警后关断电源，换完NC后备电池后开机，X轴可按上述常规方法返回参考点，而Y、Z轴却无法彻底返回参考点，CRT显示“90 REFERENCE RETURN INCOMPLETE”报警。这时须将参数＃1815中Y、Z轴对应的APC、APZ分别由1改为0，断电重启设备后按上述常规方法分别对Y、Z轴执行原点回归操作。回参考点后将y、z轴对应的APC由0改为1，再次断电重启设备后将Y、Z轴对应的APZ由0改为1，最后断电重启设备，报警排除。 
        二、伺服系统故障 
        1．伺服电机内置脉冲编码器故障 
        一台森精机产SH403加工中心，加工过程中显示“351 APCALARM: AXIS COMMUNICATION(B) ；368 AXIS: SERIAL DATA ER-ROR(INT) (B)”报警。FANUC说明书指示，该报警的原因是由于B轴伺服电机内置脉冲编码器通信异常。断电后检查并重新插接B轴伺服放大器相关电缆后试机故障依旧，因此推测是由于脉冲编码器故障。打开机内Z轴防护伸缩盖板，发现B轴伺服电机周围积有大量铁屑，且电机后端的编码器防护盖破损，脉冲编码器已损坏。替换后安装试机，又显示“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)”报警。通电状态下，更换CNC和伺服系统后备电池后按“RESET”键可消除307报警，断电重启设备后306和EX2561报警也消除，只剩下300报警，提示B轴须重新设定参考点。在SETTING画面下，将PWE由“0”改为“1”，将＃1815.4由“1”改为“0”，再将PWE：由“1”改为“0”后显示“000 PLEASE TURN OFF POWER”，断电重启设备后300报警消除。在OPERATION PANEL画面下，将ZERO POINT SET由“INVALID”改为“VALID”后用手轮将B轴移至参考点位置。最后将参数＃1815.4设回原来的数值后断电重启设备，故障排除。 
        2．伺服放大器故障 
        (1)一台日立精机产HG400力A工中心，加工过程中显示“F411B轴误差过大”报警，工作台（B轴）旋转中途停止。处理方法：关断电源，检查并重插B轴伺服放大器相关电缆后试机，F411报警消除，CRT又显示“F300 B轴需原点回归”报警。按说明书指示，使B轴回归原点后F300报警消除，设备恢复正常。但加工一段时间后，再次出现故障，据此推断可能是B轴伺服放大器故障。更换B轴伺服放大器并重新回归B轴原点后，一切正常。 
        (2)一台东台精机产DS250数控钻床，采用FANUC-21iM系统。加工过程中显示“411 Y轴误差过大；436 Y轴过载”报警。处理方法：根据报警提示，411报警的原因是Y轴伺服放大器或伺服电机故障，436报警的原因是工作台Y向移动时遇到了异常负载。检查Y轴伺服放大器未见异常，拆下Y轴伺服电机后用手盘滚珠丝杠，发现丝杠无法盘动。拆开机内侧滚珠丝杠防护罩，发现丝杠端部轴承已锈死。更换轴承，并重新设定y轴参考点后，故障排除。 
        三、外围元件故障 
        FANUC系统内嵌的自诊断功能，有利于外围故障的快速、准确判断和排除。
1．一台森精机产MT2000复合加工机床，采用FANUC 18iTB系统。自动加工中显示“EX2058 S AFECY CIR-CUIT INPUT SIGNAL ER-ROR”（安全回路输入信号异常）报警。根据说明书提示和以往经验，故障原因是由于设备的安全门锁出现问题。检查各门锁、互锁信号及急停信号都OK。调阅PMC程序，如图1所示。由于R549.4、R549.5的导通，使R1621.5接通，输出报警信息。而导致R549.4, 8549.5同时接通的条件是X9.5闭接点导通。查机床电路图，X9.5闭接点受控于AM UNIT的辅助触头KMOC。检查电控柜内该辅助触头，发现其插接不可靠，重新插接该辅助触头后故障排除。

图1

        2．一台森精机产SH403加工中心，自动APC循环结束后，显示“EX0754 PALLET SEATING SIGNAL NOT ON”报警。提示APC循环时，PALLET CLAMP指令执行后，在规定的时间内“着座完了”确认信号没有接通。按RESET键消除该报警后，CRT又显示“EX1752 PALLET SEAITNG SIGNAL OFF”报警。提示加工中PAI1.El，着座确认信号OFF，需检查PAL LFT是否正常夹紧。原因分析：根据报警信息提示，故障原因是由于机内托盘“着座完了”信号异常。调阅PMC程序，梯形图如图2所示。导致IX0754报警的条件链为：输入常开接点X10.2 OFF-11471.2OFF，其常开接点未导通（R471.1 OFF)，其常闭接点导通（R182.4 ON)，其常开接点导通(All.6 ON)，输出报警信息。正常情况下，APC循环时，PMLEP CLAMP指令执行后，在规定的时间内“MC PALLET，着座完了”确认信号X10.2应该导通。根据PALJ L FT着座确认原理，导致X10.2不导通的原因有两个：(1)机内托盘底部太脏，托盘落下后密封不严；(2)着座确认用的压力开关损坏或设定错误。将托盘升起后检查，发现底部积了很多铁屑，认真清理后试机，故障排除。

图2

图3

        另外，有一些外围元件故障会导致设备的某些动作无法执行，但系统不会提示任何报警信息。例如，森精机产的SH403加工中心，段取侧（装卸工件侧）的工作台无法旋转，根据以往经验，可能是控制工作台锁紧、松开的脚踏开关（FOOT SWITCH）故障。调阅PMC诊断画面，检查脚踏开关信号X11.3 OK，但控制锁紧销下降的电磁阀信号Y10.4 OFF。调阅PMC程序，梯形图如图3所示。通过对梯形图的认真分析，查出故障源为段取侧的门锁信号常ON。检查门锁发现锁舌断入锁孔内。表面看上去，该故障出似在脚踏开关上，但查到最后故障源却为段取侧的门锁。