數(shù)控機床編碼器、光柵尺、反饋電纜伺、服放大器、伺服電機或傳動機構出現(xiàn)故障時往往系統(tǒng)會觸發(fā)誤差過大報警,如FANUC系統(tǒng)的410#報警和411#報警。
410#報警:SERVO ALARM:n- TH AXIS- EXCESS ERROR
報警解釋:①第n軸的停止位置偏差值超過參數(shù)1829的設定值。②在簡易同步控制中,同步補償量超過參數(shù)8325的設定值。
411#報警:SERVO ALARM:n- TH AXIS- EXCESS ERROR
報警解釋:第n軸移動時的位置偏差值超過參數(shù)1828的設定值。
一、工作原理
在數(shù)控機床進行伺服控制的過程中,系統(tǒng)的移動指令經(jīng)脈沖分配處理,進入誤差寄存器,對誤差寄存器的數(shù)值遞增,通過伺服的速度回路以及電流回路,由伺服放大器驅(qū)動伺服電機轉(zhuǎn)動,使安裝在電機后面的增量式編碼器發(fā)出數(shù)字脈沖,反饋到伺服放大器,通過FSSB光纜由進入誤差寄存器,對誤差寄存器的數(shù)值進行遞減,正常情況下誤差寄存器里的數(shù)值始終保持在一定范圍以內(nèi),伺服停止時,誤差寄存器的數(shù)值為0。如果移動指令或編碼器反饋兩者中有一個沒有,就會造成誤差寄存器里的絕對數(shù)值過大,在移動時,如果誤差寄存器里的絕對數(shù)值>參數(shù)1828里設定的數(shù)值,機床就會出現(xiàn)411報警,在停止時如果誤差寄存器里的絕對數(shù)值>參數(shù)1829里設定的數(shù)值,機床就會出現(xiàn)410報警。誤差寄存器的數(shù)值可以在FANUC系統(tǒng)的診斷 300號看到。
二、故障原因
通過以上分析可知,每當伺服使能接通,或者軸定位完成時,都要進行上述誤差比較。當以上誤差比較超值后,就會出現(xiàn)410#報警,即停止時的誤差過大。當伺服軸執(zhí)行插補指令時,指令值隨時分配脈沖,反饋值也隨時讀入脈沖,誤差計數(shù)器隨時計算實際誤差值。當指令值、反饋值其中之一不能正常工作時,均會導致誤差計數(shù)器數(shù)值過大,即產(chǎn)生411#移動中誤差多大報警。
那么哪些環(huán)節(jié)會導致上述兩種情況的發(fā)生呢?通過維修記錄的統(tǒng)計,多數(shù)情況下是發(fā)生在反饋環(huán)節(jié)上。另外機械過載、全閉環(huán)振蕩等都容易導致上述報警的發(fā)生,現(xiàn)將典型情況歸納如下:①編碼器損壞;②光柵尺放大器故障;③光柵尺臟或損壞;④反饋電纜損壞,斷線、破皮等;⑤伺服放大器故障,包括驅(qū)動晶體管擊穿、驅(qū)動電路故障、動力電纜斷線虛接等;⑥伺服電機損壞,包括電機進油、進水、電機匝間斷路等;⑦機械過載,包括導軌嚴重缺油,導軌損傷、絲杠損壞、絲杠兩端軸承損壞,聯(lián)軸器松動或損壞等。
三、實例分析
實例1:某FANCU 0iTB數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)控制數(shù)控車床,Z軸移動時出現(xiàn)411#報警。首先通過伺服診斷畫面觀察Z軸移動時的誤差值。通過觀察,發(fā)現(xiàn)Z軸低速移動時位置偏差數(shù)值尚未得到及時調(diào)整就出現(xiàn)了411#報警。這種現(xiàn)象是比較典型的指令與反饋不協(xié)調(diào),有可能是反饋丟失脈沖,也有可能是負載過大而引起的誤差過大。
由于是半閉環(huán)系統(tǒng),所以反饋裝置就是電動機后面的脈沖編碼器,該機床使用FANCU 0iTB數(shù)控系統(tǒng),并且X和Z軸均配置αi系列數(shù)字伺服電機,所以編碼器的互換性好,并且比較方便,因此維修人員首先更換了兩個軸的脈沖編碼器。但是完成后故障依舊存在,初步排除了編碼器問題。通過查線、測量,確認反饋電纜即連接也沒有問題。視線轉(zhuǎn)向外圍機械部分,技術人員將電機與機床脫離,將電動機從聯(lián)軸器上拆下,通電旋轉(zhuǎn)電機,無報警,排除了數(shù)控系統(tǒng)和伺服電機故障。檢查機械傳動部分,使用扳手手動旋轉(zhuǎn)絲杠,發(fā)現(xiàn)絲杠很沉,明顯超出正常值,說明進給軸傳動鏈存在機械故障,通過鉗工檢修,修復Z軸絲杠機械問題,重新安裝電動機,機床工作正常。
實例2:某FANUC 0iMC系統(tǒng)半閉環(huán)立式數(shù)控銑床,Y軸解除急停開關后數(shù)秒隨即產(chǎn)生410#報警。
410#報警是由于停止時誤差過大引起的,一般也是由于反饋、驅(qū)動、外圍機械這三種因素引起的。凡是這類誤差過大的報警,首先要觀察伺服運轉(zhuǎn)(SV-TURN)畫面。通過觀察,發(fā)現(xiàn)松開急停開關后“位置偏差”數(shù)值快速加大,并出現(xiàn)報警,此時機床竄動一下并停止。
如何快速簡易的判斷位置編碼器故障?可以先按下急停開關,用手動或借助工具使電動機轉(zhuǎn)動。此時,如果SV-TURN畫面中位置偏差也跟著變化,說明編碼器沒有問題。使用此方法,通過伺服診斷畫面看到反饋脈沖良好,基本排除脈沖編碼器及反饋環(huán)節(jié)的問題。經(jīng)過仔細觀察發(fā)現(xiàn),通電時間不長,電動機溫升可達60~70度。通過搖表測量,發(fā)現(xiàn)電動機線圈對地短路,更換電機后,機床工作正常。
四、結語
在系統(tǒng)出現(xiàn)410#或411#報警的時候,要檢查伺服放大器、編碼器、伺服電機、伺服電機的動力電纜和編碼器的反饋電纜、伺服軸的機械負載等方面的情況。
(審核編輯: 智匯小新)