發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)實(shí)用診斷與維修技術(shù)
2020-4-20 來(lái)源：大連橡膠塑料機(jī)械有限公司 作者：姚 丹
摘要：發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)很多機(jī)床廠家普遍采用的系統(tǒng)，其特點(diǎn)是系統(tǒng)穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單，成本較低。雖然發(fā)那科系統(tǒng)有很多版本，但是維修理論是相通的。本文介紹了作者在實(shí)際維修中遇到的具有代表性的問題并進(jìn)行剖析，用具體的報(bào)警案例來(lái)說明如何對(duì)發(fā)那科常見的問題進(jìn)行診斷和維修。
1.系統(tǒng)備份和還原
任何數(shù)控機(jī)床在調(diào)試安裝后，都會(huì)給設(shè)備使用者一個(gè)初始的數(shù)據(jù)備份，但是，由于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中難免會(huì)修改參數(shù)以及P L C等重要數(shù)據(jù)，因而定期備份數(shù)據(jù)就顯得格外重要，不僅能防止誤操作修改參數(shù)引起的機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，還能防止系統(tǒng)崩潰引起機(jī)床不能起動(dòng)。雖然發(fā)那科系統(tǒng)備份方式有多種多樣，但是最穩(wěn)妥的方式還是CF卡系統(tǒng)備份，以我公司一臺(tái)18i系統(tǒng)的備份做說明：
（1）關(guān)閉系統(tǒng)，將CF卡插在卡槽上。
（2） 如 圖 1 所 示 ， 按 住 屏幕下方最右面的兩個(gè)軟鍵，此時(shí)開機(jī)，直到出現(xiàn)“S Y S T E M MONITOR MAIN MENU”為止。
（3） 此 時(shí) 的 界 面 如 圖 2所示。其中S Y S T E M D ATA L O A D I N C指把系統(tǒng)文件、用戶文件從存儲(chǔ)卡寫入到數(shù)控系統(tǒng)的快閃存儲(chǔ)器中。SYSTEM DATA C H E C K指顯示數(shù)控系統(tǒng)快閃存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)的文件一覽表，以及各文件128KB的管理單位數(shù)和軟件的系列、確認(rèn)R O M版號(hào)。SYSTEM DATA DELETE指刪除數(shù)控系統(tǒng)快閃存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)的文件。
SYSTEM DATA SAVE指對(duì)數(shù)控系統(tǒng)F-R O M中存放的的用戶文件，系統(tǒng)軟件和機(jī)床廠家編寫PMC程序以及P-CODE程序?qū)懙酱鎯?chǔ)卡中。SRAM DATA B A C K U P指對(duì)數(shù)控系統(tǒng)S-R A M中存放的CNC參數(shù)、PMC參數(shù)、螺距誤差補(bǔ)償量、加工程序、刀具補(bǔ)償量、用戶宏變量、宏P(guān)-C O D E變量和S R A M變量參數(shù)全部下載到存儲(chǔ)卡中，作備份用或復(fù)原到存儲(chǔ)器中。注：使用絕對(duì)編碼器的系統(tǒng)，若要把參數(shù)等數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)卡恢復(fù)到系統(tǒng)SRAM中去，要把1815號(hào)參數(shù)的第4位設(shè)為0，并且重新設(shè)置參考點(diǎn)。備份：SRAM BACKUP[CNC—M E M O R Y C A R D ]；恢復(fù)：R E S T O R S R A M [ M E M O R Y C A R D — C N C ] 。 M E M O R Y CARD FILE DELETE（刪除存儲(chǔ)卡上存儲(chǔ)的文件）。MEMORY C A R D F O R M AT指可以進(jìn)行存儲(chǔ)卡的格式化。買了存儲(chǔ)卡第1次使用或電池沒電以及存儲(chǔ)卡的內(nèi)容被破壞時(shí)，需要進(jìn)行格式化。END指結(jié)束引導(dǎo)系統(tǒng)BOOT SYSTEM，啟動(dòng)CNC。SELECT MENU AND HIT SELECT KEY指顯示簡(jiǎn)單的操作方法和錯(cuò)誤信息。
（4）利用“down”將光標(biāo)移動(dòng)到數(shù)字5上，也就是“SRAM DATA BACKUP”，此時(shí)按軟鍵即“SELECT”下面的軟鍵，此時(shí)出現(xiàn)畫面如圖3所示。
備份操作 ： ① 按“S E L E C T”鍵移動(dòng)光標(biāo)選擇“1、SRAM BACKCUP[CNC－MEMORY CARD]”。②按屏幕最下邊的“YES”鍵，則系統(tǒng)數(shù)據(jù)就開始拷入到CF卡中。③當(dāng)屏幕上出現(xiàn)“COMPLETE”的時(shí)候，表明備份操作成功完成。還原操作 ： ① 按“ S E L E C T ” 鍵移動(dòng)光標(biāo) 選 擇 “ 2 、 R E S T O R E S R A M[M E M O RY－C N C]”。②按屏幕最下邊的“YES”鍵，則C S卡中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)就開始拷入到機(jī)床中。③當(dāng)屏幕上出現(xiàn)“COMPLETE”的時(shí)候，表明還原操作成功完成。④關(guān)機(jī)，重新上電。
備份和還原要慢慢操作，不可過急，這類操作中CF卡里不要有其他機(jī)床的數(shù)據(jù)備份，以免混淆，引起機(jī)床備份還原失敗和錯(cuò)誤。
2.數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)
發(fā)那科系統(tǒng)一般采用的是帶擋塊和絕對(duì)值的記憶方式。數(shù)控系統(tǒng)開機(jī)后，如果是絕對(duì)值數(shù)控系統(tǒng)，它的參考點(diǎn)就是靠電動(dòng)機(jī)來(lái)記憶的，所以不用返回參考點(diǎn)，而增量數(shù)控系統(tǒng)則必須要執(zhí)行反參考點(diǎn)操作，我將通過幾個(gè)最常見的報(bào)警講解一下如何處理這類問題。
（1） 報(bào)警號(hào) 5 0 6 、 5 0 7 超程。數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)這種自動(dòng)執(zhí)行程序報(bào)警，我們首先要把程序要執(zhí)行的動(dòng)作先后順序了解清楚，返回參考點(diǎn)的動(dòng)作實(shí)際就3步：①快速移動(dòng)到參考點(diǎn)附近。②碰到減速開關(guān)減速。③離開減速開關(guān)停止。如果返回參考點(diǎn)出現(xiàn)超程，首先要看是否存在不減速的情況，也就是減速開關(guān)傳遞給P L C的信號(hào)是否完成，如果沒有減速，那么檢查減速開關(guān)、減速開關(guān)和PLC的連接接線和PLC輸入電是否壞點(diǎn)。如果是在快速移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的506報(bào)警，就檢查極限開關(guān)和接線。如果減速開關(guān)在減速后彈起，PLC也接到了信號(hào)，那很有可能是極限擋塊與減速擋塊的距離不合適。
（2） 報(bào)警號(hào) 5 0 0 、 5 0 1 過程。如果返回參考點(diǎn)有減速動(dòng)作，只有這一個(gè)報(bào)警，無(wú)506或者507號(hào)報(bào)警，可以通過以下修改參數(shù)消除這個(gè)報(bào)警，修改參數(shù)1320或者1321為9999999，然后重新返回參考點(diǎn)，如果返回參考點(diǎn)成功，再把參數(shù)1320或者1321修改為原來(lái)的數(shù)值。
（3）報(bào)警號(hào)90參考位置返回位置異常。此報(bào)警要區(qū)分是直線軸還是旋轉(zhuǎn)軸。直線軸一般都是帶光柵尺的全閉環(huán)系統(tǒng)容易出現(xiàn)此報(bào)警，維修人員遇到此報(bào)警，可以先屏蔽光柵尺，如果返回參考點(diǎn)正常，可以更換光柵尺的讀數(shù)頭再做實(shí)驗(yàn)。而沒有帶光柵尺，基本就需要更換電動(dòng)機(jī)編碼器。旋轉(zhuǎn)軸則有可能是擋塊的安裝位置不合適引起的，首先要看返回參考點(diǎn)的速度，不能過低否則引起超時(shí)，以及返回開始的位置是否太近，若這些都排除了，那就將擋塊的安裝位置向返回參考點(diǎn)的負(fù)像移動(dòng)一些，重復(fù)反回參考點(diǎn)的操作，如果報(bào)警還是不能消除，檢查圓光柵。
絕對(duì)值系統(tǒng)無(wú)擋塊調(diào)整參考點(diǎn)的快速設(shè)定方法：因?yàn)榻^對(duì)值系統(tǒng)的參考點(diǎn)是電池記憶的，所以參考點(diǎn)一般是不用重新建立的，但是如果更換光柵尺和反饋電纜、電池沒電或更換分離檢測(cè)裝置S D U，那么參考點(diǎn)將會(huì)丟失，機(jī)床必須重新設(shè)定參考點(diǎn)。設(shè)定方法很簡(jiǎn)單，首先將1815#5設(shè)定為1，1815#4設(shè)定為0，關(guān)機(jī)，重新上電，手動(dòng)將軸移動(dòng)到參考點(diǎn)位置上（參考點(diǎn)位置的查找通過機(jī)床換刀點(diǎn)坐標(biāo)和機(jī)床工作臺(tái)交換坐標(biāo)，可以算出機(jī)床參考點(diǎn)的坐標(biāo)，因?yàn)闊o(wú)論換刀還是交換工作臺(tái)都是在固定的坐標(biāo)上交換，因此可以算出參考點(diǎn)的坐標(biāo)），將1815#4設(shè)定為1，關(guān)機(jī)，重新上電。則機(jī)床參考點(diǎn)設(shè)定完成。
3.數(shù)控機(jī)床光柵尺問題的診斷
數(shù)控機(jī)床的光柵尺安裝在機(jī)床的防護(hù)罩下，數(shù)控機(jī)床在工作一段時(shí)間后，由于防護(hù)罩防護(hù)能力的降低引起冷卻液滲漏到光柵尺上，因而它引起的各類故障也非常普遍，下面介紹幾個(gè)經(jīng)典的報(bào)警。
（1）445軟斷線報(bào)警。這個(gè)報(bào)警按字面理解就是數(shù)字伺服軟件檢測(cè)到脈沖編碼器斷線。在實(shí)際維修中經(jīng)常遇到的大都是光柵尺讀數(shù)頭松動(dòng)引起的，一般情況只要緊固光柵尺讀數(shù)頭，這個(gè)報(bào)警就可以消掉，如果還是報(bào)警，可以通過設(shè)定參數(shù)2003#1=1、修改2064的值來(lái)調(diào)整。一般如果修改參數(shù)能消除報(bào)警，說明機(jī)械傳動(dòng)有問題，可以通過檢查反向間隙、導(dǎo)軌潤(rùn)滑和導(dǎo)軌面是否完好來(lái)解決。如果是旋轉(zhuǎn)軸帶圓光柵的，可以考慮光柵尺安裝是否合理。
（2） 4 4 6 、 4 4 7 硬 斷 線 報(bào)警。這兩個(gè)報(bào)警的意思都是硬件檢測(cè)到編碼器或者檢測(cè)器斷線。這個(gè)要首先檢測(cè)編碼器和光柵尺的接線是否可靠，一般情況下，需要用備用編碼器電纜替代試驗(yàn)才能知道是否是電纜問題，用萬(wàn)用表測(cè)量未必準(zhǔn)確。如果更換電纜報(bào)警依舊，那只能更換編碼器或者光柵尺。
以上兩個(gè)報(bào)警可以通過屏蔽光柵尺來(lái)快速定位是編碼器反饋有問題還是光柵尺反饋有問題，但是屏蔽光柵尺后，如果因?yàn)樯a(chǎn)原因必須屏蔽光柵尺，繼續(xù)生產(chǎn)加工，此時(shí)必須要了解以下注意事項(xiàng)：①機(jī)床精度肯定下降，加工工件的工藝是否能滿足需求。②反向間隙必須重新補(bǔ)償。③如果要進(jìn)行圓加工，必須要屏蔽兩個(gè)軸的光柵尺。④機(jī)床的自動(dòng)換刀、自動(dòng)換頭以及自動(dòng)對(duì)刀最好暫停使用，如果要使用，需要重新調(diào)整。
具體參數(shù)設(shè)置 ： 修改參數(shù)1 8 1 5 # 1 的 1 改為 0 ，檢查伺服電動(dòng)機(jī)和絲杠連接具體情況，正確設(shè)定N/M＝（絲杠螺距×減速比×1 000）/100萬(wàn)，位置脈沖設(shè)定為12 500以及2185設(shè)定為0，參考計(jì)數(shù)器容量參數(shù)1821＝絲杠螺距×減速比×1 000。
4.數(shù)控機(jī)床PMC診斷應(yīng)用
PMC就是英文programmable machine controller的縮寫，數(shù)控機(jī)床所有邏輯控制就是由它實(shí)現(xiàn)的，因此任何外部報(bào)警都可以通過PMC進(jìn)行診斷和修改，以達(dá)迅速定位故障點(diǎn)的目的， PMC的使用對(duì)于數(shù)控維修人員是必須掌握的。
介紹一些平時(shí)經(jīng)常用到的PMC的應(yīng)用。 譬如：時(shí)間繼電器（見圖4）和保持繼電器（見圖5 ），時(shí)間繼電器一般用于可以經(jīng)常調(diào)整的機(jī)床執(zhí)行動(dòng)作時(shí)間和間隔時(shí)間，而保持繼電器是相當(dāng)于一個(gè)模擬輸入點(diǎn)，也就是英文經(jīng)常說的“bridge（搭橋）”，這個(gè)功能十分強(qiáng)大，可以幫助我們屏蔽報(bào)警、定位報(bào)警故障點(diǎn)等等。
5.總結(jié)
發(fā)那科發(fā)展到今天，系統(tǒng)雖然版本多樣，但是維修診斷理論還是基本一樣的，數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷和維修不單單需要強(qiáng)大的理論為基礎(chǔ)，維修經(jīng)驗(yàn)的提高對(duì)快速定位故障原因也起到了非常重要作用，能為維修人員少走不少?gòu)澛贰１疚耐ㄟ^對(duì)在維修過程中遇到的一些常見問題進(jìn)行分析，給廣大數(shù)控維修人員借鑒。但遇到故障時(shí)，還是根據(jù)實(shí)際情況，冷靜的分析問題，這樣才能盡快的解決實(shí)際問題，為企業(yè)創(chuàng)造更大的生產(chǎn)價(jià)值。
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