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數控銑床 FANUC 係統故障分析與（yǔ）排除

2021-11-10 來（lái）源：廣西理工職業技術（shù）學校作者：零梅（méi）勇

摘（zhāi）要：數控機床係統（tǒng）的（de）參（cān）數是數控機床的重要組成部分，工（gōng）作功（gōng）能必須通過參數進行設（shè）置和實現，製作精度必須通過參（cān）數進行調整（zhěng）和保證。CNC 機床在使用過程（chéng）中產生參數故障，如果CNC 機床參數丟失或混（hún）淆，CNC 機（jī）床係統將無法運行。如果在運行（háng） CNC 機（jī）床係統時發生錯誤，了解參數失敗的（de）原因（yīn）並了解如何使用參數還原，將進一步有助（zhù）於（yú） CNC 機床係統（tǒng）的運行和（hé）使（shǐ）用。

關鍵詞： CNC 銑床；FANUC 係統故障；排（pái）除（chú）

CNC 銑床的工作（zuò）方式是以（yǐ）數字代碼（mǎ）表示加工過程中所需的各種操作、步驟和操作的形式尺寸，然後通過（guò）控製介質向數控設（shè）備發送數值信息，通過數控設備處理和計算輸入的信息，發送各種控製信號，或控製機床（chuáng）的伺（sì）服係統（tǒng）或其他驅動（dòng）元件，使機器自動加工所（suǒ）需工件。數控銑床係統運行期間，其故障原因多種多樣（yàng）。下麵我（wǒ）將結合機床操作特性、故障原因等探討解決問題的方（fāng）法和策略（luè）。

一、CNC 機床的特點

（一）高靈活性

CNC 機床的零件加工關（guān）鍵在於，與普通機床不（bú）同，工（gōng）作人員不需要經常調整機床，以提高製造、各種工具、更換夾具、零件生（shēng）產的準確度。CNC 機床具有的這些優點更適合零件頻（pín）繁變更的情況，例如單一零件、小批量（liàng）生產和（hé）新產品開發。因（yīn）此，可以有效地縮短生產準備周期，降低工藝設備成（chéng）本。

（二）高加工精度

CNC 機床的（de）加（jiā）工精度通常可達到 0.005~0.1mm，CNC 機床以數字（zì）信號形式控製，每當數控裝置輸出脈衝（chōng）信號時，機器移動部件移動脈（mò）衝當量值，機器進給鏈的逆間隙和螺杆螺（luó）距平均誤差也可由數控裝置有效補償。因此，數控機床的位置（zhì）精度實際上比較高。

（三（sān））加工質量穩定可靠

加工相同的放置零件，在相同的加工條件（jiàn）下使（shǐ）用相同的刀具和加工過程，刀具的走刀軌跡相同，因此零（líng）件（jiàn）的一致性更（gèng）好，質（zhì）量更穩定、更可靠。

（四（sì））高生產率

CNC 機床可以（yǐ）有效（xiào）減少零件的加工時間和輔助時（shí）間，CNC 機床（chuáng）的（de）主軸速度（dù）和進給範圍比較大，可以在加（jiā）工刀具上實現大量強力切削。目前，數控機床進（jìn）入高速加工（gōng）時代，通（tōng）過快速移動和定位數控（kòng）機床移動部件和高速切削縮短半（bàn）成品的工藝所需時間，生產（chǎn）效率也有了（le）很大提高（gāo）。

（五）改善工作條件

CNC 機床加工前仔細調整（zhěng），輸入並啟動程序後，機床可自動（dòng）連續加（jiā）工，直到加工處理結束（shù）。工作人員（yuán）隻需輸入程序、編輯零件、處理、刀具準備、觀察加工狀態、檢查零件等工作。對機（jī）床操作員來說，他們（men）的工作強度大幅度（dù）減少，但工作流程大幅度增加。

二、CNC 銑（xǐ）床 FANUC 係統參數故障原因

（一）CNC 係統備（bèi）用電池故障

備用電池故障將導致係統參數丟失，必須確保機器運行時 CRT 顯示電（diàn）池電壓低的警（jǐng）告標記。如果發現報警音，則必須（xū）在一周內更換符合係統生產要（yào）求的電池。更換電池的程序必須嚴（yán）格按照係統生產工廠的要求實施，如果長時間不使用，備份（fèn）電池會更（gèng）容易發生故障，為了維護順利，必須定期給機床供（gòng）電，並在一（yī）定時間（jiān）內騰出貨架。這樣不僅有助（zhù）於延長備用電池壽命，還能及時確認備用電池是否過期，而且對機床數控係統、機器係統和整個係統壽命的延長有很大的好（hǎo）處。

（二）操作員故障

誤操作是第一次接觸（chù）數控機床的操作員經常遇到的問題。在係統應用（yòng）過程中，錯誤操作可能會刪除整個參數，有時會更改各個參數。要防止（zhǐ）這種情（qíng）況，必須（xū）加強崗位（wèi）轉移、崗位內培訓（xùn），製定可能的操作程序，嚴格按照要求執行。

（三）如果機床在 DNC 狀態下加工工（gōng）件（jiàn）並發生斷電，則可能丟失參數

如果機床在 DNC 狀態下（xià）加工工件，則很可能發生參數係統錯誤。同時，如果機床運行時數據傳輸過程中突（tū）然（rán）停電，可能會（huì）丟失參數。

三、如（rú）何恢複（fù）係統參（cān）數（shù）

與上述三個參數故障原因一起，可（kě）以采取措施有效消除這些參數故障，但無法（fǎ）有效消（xiāo）除某些錯誤。恢複係統參數錯誤時，由 CNC 機器（qì）組成的 CNC 係統有很大的不同，因此參數（shù）恢複方法可能因係統而略有不同，同一製造商（shāng）的產品（pǐn）在不同（tóng）係（xì）列中也有明顯的差異。因此，文章（zhāng）以 FANUC0 係統為例（lì），分析了參（cān）數恢複方法。FANUC0 係統參數主要有兩個（gè）主要組件：參數列下的數控參數和診斷主題下的 PMC 參數（shù），如果參數失敗，可以（yǐ）在以下三（sān）個方麵恢複。

1.對（duì）照隨機數據（jù）參數的硬拷貝（bèi）逐一檢（jiǎn）查機器的參數。如果發現不匹配（pèi）的參數，請複（fù）製此參數以恢複機床參（cān）數。此恢（huī）複方法不需要外（wài）部（bù）設備，但（dàn）驗證和恢複 1 萬多個參數需要很長時間，效率低下，容易出錯。

2.利用（yòng）風扇 uc 公司專用的輸入和輸出設備，例如讀取器、風扇 uc 磁帶和風扇 uc PPR（包括衝孔、打印機和讀取器的（de）集成輸入和輸出設備）。

FANUC 外部輸入和輸出設（shè）備由於（yú）單一（yī）功能和低（dī）利用率，隨著計（jì）算機的普及，在購買 CNC 機床時選（xuǎn）擇 FANUC輸入和輸出（chū）設備的製造商和用戶越來越（yuè）少。

3.利用計算（suàn）機和 CNC 機床的 DNC 功能通過 DNC 軟件輸入參數。這種方法比較有效，操作簡單，輸入（rù）不準確，因此很受用戶歡迎。此方法可完（wán）全恢複一個 CNC 機床參數，恢複時間相對較短，從準備工作到結束工作的時間通常為 10 分鍾，比（bǐ）其（qí）他恢複方法（fǎ）更理想。

四、係統參數（shù）故障修複實例

（一）CNC 係統無法控製和參數調節

此類型的故障可以在係統通電後切換到（dào）就緒狀態（tài），在不發出任何警告的情況下正常顯示屏幕的情況下，各種操作開關、按鈕等工作，但是這種功能都不正常。例如（rú），可以快速移（yí）動，但快速移動的開關不起作用，或者循環（huán）啟動按鈕起作用，但進給率等不正常的（de）情況下，通常稱為失控現象。

解決此問題的最常見方法是清潔整個係統，然後輸入正常參數，係統將（jiāng）進入（rù）正常狀態。

失敗原因：某些參數是相互（hù）關聯的（de），如果出現不匹配的（de）設置或設置錯誤，則可能（néng）會發生這些錯誤。為了更好地分（fèn）析相關失敗的原因，以（yǐ）下筆者將控製係（xì）統分析為（wéi） FANUCOM CNC 銑床的兩個典型（xíng）失敗實例。

示例 1：加工刀具隻能以（yǐ）負坐標移動

返回零操作期間，如果在正向移動一小段距離，則會生成正常（cháng）超程（chéng）警告（gào）。在曲麵上，當通電時，機器所在的位置看起來原始為零，正向（xiàng）移動（dòng）時，軟件過度行進保護（hù），因此隻能在負方向移動（dòng）。如果此運動繼續進（jìn）行，銑削刀頭可能會越來越接近工作台，最終（zhōng）機器將不再可用。此故障排除方法是（shì）在機床通電時先修改參數。對於 FANUC0M 係統，隻需更改其參數設置，然後正確執（zhí）行還（hái）原到 0 操作，然後在還原到 0 操作結束時將上述參數更改為原始設置。對於其他數（shù）控係統，隻需找到相應的參數，並使用（yòng）上述方法進（jìn）行修改（gǎi）。

示（shì）例 2：機床未完成返回參照點

機床供電後執行返（fǎn）回參照點操作時，係（xì）統實際上處於更危險的狀態，因為過度行進（jìn）保護開關（guān）發（fā）生衝突（tū），機床無法完成返回（huí）參照點操作。在這種情況下，其他操作故障排除方法如下：對於 FANUCOM 係統，故障排除方法是檢查參數 000 條目的第 7 位（wèi），然後將此參數正確設置為 1，如果為 0，則更改為 1。以上故障是由特定幹（gàn）擾引（yǐn）起的。幹涉經常導致參數變更，尤其是對於狀態式參數。

（二）手（shǒu）脈（mò）衝發（fā）生器（qì）損壞和參數調整

手脈衝發生器的電路板、插件板、接口故障等可能（néng）導致手脈衝發生器不能正常工作（zuò），在這種情況下（xià），不能（néng）微調工具，不（bú）能使用（yòng）刀（dāo）。此時，必須更換或修複（fù）脈衝發生器才能解決相關問題，但這需要（yào）一（yī）些時間。為了使刀具正常工作，FANUCOM 數控係統將參數 001 項目的（de）第六位置設置為 0，使用移動按鈕實現單脈衝操（cāo）作，即可完成刀（dāo）具（jù）的微調，將參數設置為（wéi） 1，直到第一脈衝發生器（qì）修好，對於其他（tā）模型的數控係統，可以查找其參數，並通過上述方法進行（háng）修改。

（三）伺服軸位（wèi）置誤（wù）差

位置精度是數控機床位置精度的重要指標。在精密（mì）加工操作中，位置精度不夠精確，機床的位置誤差更（gèng）大，會對加工精度產生負麵影響。因此，在係統應（yīng）用過程中，可能需要做好減少位置誤差的工作。對（duì）於閉環控製係統，定位誤差主要由位置檢測元（yuán）件的精（jīng）度引起，該誤差可以通過數控係統的補償（cháng）功能有效減小。

對於故障排除方法：可（kě）以計算和設置與 CNC 係統的補償功能相關的機床數據，以補償機床中所有伺服（fú）軸位置錯（cuò）誤，將錯（cuò）誤限製在機床允（yǔn）許的範圍內，從而確保機床的平穩運（yùn）行。

除（chú）了上（shàng）述故障排除方法外，在 CNC 銑床 FANUC係統（tǒng）運行期間，筆（bǐ）者（zhě）認為，所有操作員在確保（bǎo）對係統（tǒng）故障原理、類型等有充分理解的同時，一般在使用設備的時候，要加強監（jiān）控管理和檢查（chá），發生故障的情況下要更好地維護係統（tǒng），進行故障（zhàng）排除，首先要停用係統。

簡單地說，CNC 機床係統（tǒng）故障主要是參數故障，參數對 CNC 機床的正常使用和性能保證起著非常重要的作用。相關數（shù）據丟失會對（duì）機（jī）器的正常（cháng）生（shēng）產工作產生很（hěn）壞的影響，因此，如果發現參（cān）數故（gù）障（zhàng），必須第一時間修改，以便（biàn）更好（hǎo）地（dì）恢複機器（qì）生產，提（tí）高生產經濟（jì）效益，並順利進行相關工作。

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