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關鍵詞：應用優勢；數控系統；參考的；返回故障；報警
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 10-0195-01
fanuc公司自成立以來，不斷推出高水平的數控技術，近年來，這種數控系統在數控機床加工中的應用比例也在不斷增加。然而，沒有任何一種技術是毫無缺陷的，它們在使用的過程中難免會發生這樣那樣的故障，由此可見，事先了解FANUC數控系統在機床加工過程中可能會發生的典型故障不僅可以在故障發生時及時解決，還能幫助企業結合自身的發展狀況合理的引進使用這種數控系統。
一、FANUC數控系統在機床加工中的應用優勢
能夠成為多數制造業企業的新型寵兒，FANUC數控系統必然有它別具一格的特點。在以往的FANUC數控系統結構上采用大板結構，不過，新的產品中已采用模塊化結構。FANUC專用的LSI，不僅可以提高集成度和可靠性，還有利于降低成本。每一CNC裝置上可配上多種控制軟件，適用于多種機床，而這種CNC裝置體積通過采用面板裝配式、內裝式PMC（可編程機床控制器）不斷減小。此外，在插補、加減速成和診斷等方面FANUC數控系統都在不斷增加新的功能。
二、FANUC數控系統在機床加工中的典型故障和排故過程
FANUC數控系統在數控機床加工中會發生一些典型的故障，因此在排故之前一定要根據綜合因素來診斷故障發生的原因，只有進行全面的分析，根據現有故障進行排查診斷才能采取行之有效的排故措施，真正的解決故障而不會引起其他部件再發故障。
（一）進給伺服系統故障
1.TG報警：TG紅燈點亮
故障現象：電機的速度異常，不按指令進行出現失速或者暴走的現象，由此判斷，從指令至速度的反饋一路，均存在致使故障發生的原因。
排故過程：（1）如果是單軸結構，則可通過互換單元來進行判斷故障存在于控制單元還是電機自身，若為雙軸，則將各軸指令線和動力線對調，通常來說，單元出現故障的比率較大。（2）假如通電之后就出現報警，那故障有可能存在于主回路晶體管。然后使用萬用表進行相關測量，并更換晶體管模塊；但若是報警情況出現在高速，而低速運轉正常，那極有可能是電機或者控制板發生故障，這些可以利用交換伺服單元的方法來判別。（3）更換隔離放大器A76L-0300-0077。（4）觀察報警情況的頻率高低，如果頻率較高，即報警不斷則是單元或是控制板故障，否則故障可能存在于電機自身。
2.放電回路過熱：顯示5
故障現象：內部放電電阻、外部放電電阻或變壓器的熱保護開關跳開
排故過程：（1）查內部放電電阻上的熱保護開關是否斷開。（2）查外部放電單元的熱開關是否斷開。（3）查變壓器的熱保護開關是否斷開。（4）如果無外接放電電阻或變壓器熱開關，檢查RC-R1和TH1-TH2是否短接（應短接）。
3.斷路器跳開：BRK燈亮
故障現象：主回路的兩個無保險斷路器檢測到電流異常并跳開，或檢測回路有故障。
排故過程：（1）正常情況下，ON燈亮綠色，因此應檢查回路電源輸入端的無保險斷路器是否跳開。（2）若跳開且無法閉合，判斷主回路存在短路，應細致查看主回路的整流橋、大電容、晶體管模塊等。（3）控制板報警回路出現故障
4.風扇報警：LED顯示PMM（425報警）
故障現象：伺服放大器檢測到內部冷卻風扇故障。
排故過程：（1）觀察內部風扇的運轉情況，如停止轉動，則將風扇拆下觀察其清潔程度，若存在污垢可用汽油或酒精洗干凈后再安裝。（2）檢查風扇電源線的連接狀況，是否正確。（3）更換風扇，如果進行更換后依舊存在報警情況，則更換伺服放大器。
（二）主軸驅動系統故障
缺相：LED顯示AL-04
故障現象：主軸3相交流200V如果有一路沒有，控制板就可檢測到并發出04號報警。
排故過程：（1）用萬用表檢查三相交流200V是否正常。（2）首先，使用萬能表來檢查三相交流200V和三個輸入保險是否存在異常，如果保險燒斷，則及時更換。同時，檢查主回路是否存在短路位置，通常是晶體管模塊的后面部分有短路位置，同時檢查控制板的驅動回路波形。（3）如果三相保險及電壓都正常，檢查控制板與單元的連接插座是否接觸好。（4）測量控制板上的雙二極管DBG1-DBG6，如果有短路或斷路的情況需及時更換，若一切正常，更換光偶PC6-PC11。
（三）更換主控制板或送修
1.過載報警（AL-09）
故障現象：控制板檢測到晶體管散熱器的溫度過高，或檢測回路故障。
排故過程：（1）觀察檢測故障現象與時間長短是否有關，若故障出現與長時間開機后，在停機之后并沒有報警信號發出，則判斷是電機的負載過大，因此應檢查機械負載或電機或切削量是否太大。（2）用萬用表測量控制板的插座CN5的6、7腳應該是短路的，若開路，檢查單元上熱控開關是否損壞，如果存在短路現象，則更換控制板上的HY4（RV05）。（3）控制板上可能有斷線，可檢查與CN5的6、7腳連線。
2.風扇報警（LED顯示，PMM顯示425報警）
關鍵詞：410#報警 411#報警 FANUC系統
數控機床編碼器、光柵尺、反饋電纜伺、服放大器、伺服電機或傳動機構出現故障時往往系統會觸發誤差過大報警，如FANUC系統的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1829的設定值。②在簡易同步控制中，同步補償量超過參數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1828的設定值。
一、工作原理
如圖1所示，在數控機床進行伺服控制的過程中，系統的移動指令經脈沖分配處理，進入誤差寄存器，對誤差寄存器的數值遞增，通過伺服的速度回路以及電流回路，由伺服放大器驅動伺服電機轉動，使安裝在電機后面的增量式編碼器發出數字脈沖，反饋到伺服放大器，通過FSSB光纜由進入誤差寄存器，對誤差寄存器的數值進行遞減，正常情況下誤差寄存器里的數值始終保持在一定范圍以內，伺服停止時，誤差寄存器的數值為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值過大，在移動時，如果誤差寄存器里的絕對數值>參數1828里設定的數值，機床就會出現411報警，在停止時如果誤差寄存器里的絕對數值>參數1829里設定的數值，機床就會出現410報警。誤差寄存器的數值可以在FANUC系統的診斷 300號看到。
圖1 誤差計數器的讀數過程
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410#報警，即停止時的誤差過大。當伺服軸執行插補指令時，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，均會導致誤差計數器數值過大，即產生411#移動中誤差多大報警。
那么哪些環節會導致上述兩種情況的發生呢？通過維修記錄的統計，多數情況下是發生在反饋環節上。另外機械過載、全閉環振蕩等都容易導致上述報警的發生，現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，包括驅動晶體管擊穿、驅動電路故障、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，聯軸器松動或損壞等。
三、實例分析
實例1：某FANCU 0iTB數控系統半閉環控制數控車床，Z軸移動時出現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，發現Z軸低速移動時位置偏差數值尚未得到及時調整就出現了411#報警。這種現象是比較典型的指令與反饋不協調，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。
由于是半閉環系統，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數控系統，并且X和Z軸均配置αi系列數字伺服電機，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。視線轉向機械部分，技術人員將電機與機床脫離，將電動機從聯軸器上拆下，通電旋轉電機，無報警，排除了數控系統和伺服電機故障。檢查機械傳動部分，使用扳手手動旋轉絲杠，發現絲杠很沉，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系統半閉環立式數控銑床，Y軸解除急停開關后數秒隨即產生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、驅動、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（SV-TURN）畫面。通過觀察，發現松開急停開關后“位置偏差”數值快速加大，并出現報警，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節的問題。經過仔細觀察發現，通電時間不長，電動機溫升可達60～70度。通過搖表測量，發現電動機線圈對地短路，更換電機后，機床工作正常。
四、結語
在系統出現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。
參考文獻：
關鍵詞：直流調速；主電路；參數；選型
中圖分類號：TM921 文獻標識碼：A
0 引言
數控機床FANUC 6主軸驅動直流調速系統是一種雙環調速系統，通過“電流控制環（ACR）+速度控制環（ASR）”的方式，對直流伺服電動機電樞進行調速。其主回路電源部分采用V-M（晶閘管-電動機調速）方式，可靠性高、快速性好、成本較低[1]。但是該方式需要長期承受過電壓、過電流及電壓電流的階躍變化，對于相關元器件的性能要求較高，因此在主電路元件的參數選型設計中需要經過精確、復雜的計算。利用傳統的手工設計方式，既麻煩又容易出錯。本文主要針對這一問題提出優化改造方案，并利用MatLab軟件建立主電路器件參數的快速計算及仿真分析程序，可用于機床的設計、改造和維修中，大大減少了計算工作量，具有很強的現實意義。
1 晶閘管整流主電路的計算原理
FANUC 6主軸驅動直流調速系統的工作原理如圖1所示。圖中的UPE為晶閘管可控整流組件，通過觸發器GT控制觸發脈沖的導通時間，從而改變供電電壓Ud，根據直流電機轉速計算公式[2]可知轉速將會平滑調整。
作為V-M方式的核心組件，晶閘管整流器的性能決定了整流電壓的效果。由于晶閘管是單向導電，因此要獲得四象限運行，需要采用正逆兩組全控整流電路。所以晶閘管會反復承受反向過電壓、過電流以及快速電流電壓換向變化，如果晶閘管選擇不當或者保護裝置、散熱方式設計不合理就會容易被損壞。
晶閘管整流主電路的選型計算主要包括三個方面的內容，分別是：
1.1 整流變壓器參數的計算
整流變壓器的相關參數主要有二次相電壓U2φ和二次側容量S，是變壓器選型的設計依據，通過計算的參數范圍可查詢現有的電力變壓器產品規格來選定設備。
變壓器二次相電壓U2φ的計算公式為
U （s）= （1）
其中，Udmax為整流電壓；nΔU為晶閘管正向導通壓降，通常取2；αmin為最小控制角，對與可逆傳動系統通常取30°；電網電壓波動系數β通常取0.9；A為理想情況下整流電壓與二次電壓之比，C為線路接線方式系數，Udl為變壓器短路電壓比，100kVA以下時Udl=0.05，I2 / I2e為變壓器二次側過載倍數λ。
變壓器二次側容量S計算公式為
S = 3U2？準 I2 （2）
對于三相橋式整流電路其二次電流I2的計算公式為
I2 = 0.816IN λ （3）
其中，IN為主電路額定電流。
1.2 晶閘管參數的計算
晶閘管選型的主要參數依據為額定電壓UTN和額定電流IT。
三相全控橋式整流電路元件峰值電壓UTM計算公式為 U = U （4）
晶閘管額定電壓UT N計算公式為
U = （2～3）U （5）
額定電流IT計算公式為
I = （1.5～2） × 0.367 × λ?I （6）
1.3 平波電抗器參數的計算
為了保證電流的整流效果穩定平滑，需要串入帶氣隙的鐵心電抗元件，稱為平波電抗器。其主要參數包括：
滿足電流連續時的臨界電感值L1計算公式為：
L = K （7）
其中，K1為電路臨界電感計算系數，對于三相全控橋式電路通常取0.693。
滿足脈動要求時的臨界電感值L2計算公式如下：
L = （8）
其中，UdM /U2φ為電壓脈動系數，對于三相整流電路通常取0.46；fd為輸出最低頻率分量的頻率值通常取300HZ；Si為電流脈動系數，對于三相整流電路通常取5%～10%。
負載電動機的電樞電感LD計算公式為：
L = K （9）
其中，KD為計算系數，對于無補償電動機一般取8～10；UN、IN、nN為電機的額定指標；P為電動機磁極對數。
變壓器漏電感LB的計算公式為：
L = K （10）
其中，KB為計算系數，對于三相全控橋電路通常取3.9。
平波電抗器實際電感LK的計算公式為：
LK = max （L1，L2） - （2LB+LD） （11）
2 主電路參數選型模型建立及計算
根據上述的計算原理，現以下列數據為例說明如何進行整流主電路參數選型。
負載電機額定數據：PN=21KW，UN=220V，IN=51.5A，nN=1500 r/min，Ce = 0.1353Vmin/r。電機電樞電阻Ra=0.33Ω，允許過載倍數λ=1.5。電樞回路總電阻RΣ = 0.9Ω，電力拖動系統機電時間常數Tm = 0.055 s。整流裝置滯后時間常數Ts =0.0017 s，電流反饋系數β = 0.1294V/A，電流濾波時間常數Toi = 0.0025 s，電磁時間常數Tl = 0.038 s，轉速反饋系數α = 0.0067Vmin/r，轉速濾波時間常數Ton = 0.014 s，轉速超調量σn≤8%。晶閘管裝置放大系數Ks = 36。
2.1 整流變壓器參數計算
2.1.1 變壓器次級相電壓U2？準
由公式（1）可得：
U （s）= =125V
2.1.2 變壓器次級容量S2
由公式（2）可得：
S =3U I =3×125×0.816×51.5×1.5=2363VA
取變壓器次級容量S2為30KVA。
2.2 晶閘管參數的選擇
2.2.1 額定電流IT
由公式（6）可得：
I =（15～2）×0.367×51.5×1.5=（42.5～56.7）A
取額定電流IT為50A 。
2.2.2 額定電壓UTN
由公式（4）可得：
U = ×125=306V
所以，由公式（5）可得晶閘管額定電壓額定電壓為U =（2～3）U =（2～3）306=（612～918）V
取額定電壓UTN為800V。
2.3 平波電抗器的計算
2.3.1 臨界電感L1
由公式（7）可得：
L = 0.693× = 33.64（mH）
2.3.2 臨界電感L2
由公式（8）可得：
L = × ×10 =5.93（mH）
2.3.3 電動機電樞電感LD
由公式（9）可得：
L = 10 =7.12（mH）
2.3.4 變壓器電感LB
由公式（10）可得：
L = 3.9× =0.47（mH）
2.3.5 平波電抗器實際電感LK
由公式（11）可得：
LK = max（L1，L2） - （2LB+LD） = 25.58 mH，故取26mH。
3 MatLab參數快速計算程序建立
將上述計算模型通過MatLab程序化，并將相關的設計用表數據建立為配套數據文件，由程序完成自動查閱并根據程序化的經驗設計原則選擇適當的設計參數，從而大大加快了設計周期，降低了設計的工作量。為了提高程序的組態能力和復用性，還可以將主計算程序封裝為函數由外部程序通過參數傳遞進行調用，以下是部分的程序段關鍵源代碼。
3.1 將實例數據以參數傳遞的形式進行函數調用
clc
%**********************************
S_N_S=2/100；S_N_D=10；
S_N_Sigma_n=8/100；S_N_Sigma_i=5/100；
S_N_Delta_N=10/100；S_N_Delta_N2=8/100；
S_N_Ts=1；
S_Ks=36；
S_Pn=21*1000；S_Un=220；S_In=51.5；S_Nn=1500；S_Ra=0.33；S_lambda=1.5；
S_R_sigma=0.9；S_Tm=0.055；
S_Toi=0.002；S_Ts=0.0017；S_Ton=0.01；
S_Alpha=10/S_Nn；
S_Beta=10/（S_lambda*S_In）；
%***********************************
Solution（S_N_S，S_N_D，S_N_Sigma_n，S_N_Sigma_i，S_N_Delta_N，S_N_Delta_N2，S_N_Ts，S_Ks，S_Pn，S_Un，S_In，S_Nn，S_Ra，S_lambda，S_R_sigma，S_Tm，S_Toi，S_Ts，S_Ton，S_Alpha，S_Beta）；
3.2 變流變壓器容量的計算和選擇
ra=In*R_sigma/Un；
U2 = （Un*（1+ra*（lambda-1）） + 2*1） / （2.34*（0.9*cos（30*pi/180）-0.5*0.05*lambda））；
I2=lambda*0.816*In；
S=3*U2*I2/1000；
3.3 平波電抗器的設計
Lm=1000*（0.46*140）/（2*pi*300*0.1*In）；
Li=（0.693*U2）/（0.05*In）；
La=1000*（10*220）/（2*2*Nn*In）；
Lb=（3.9*U2*0.05）/In；
if Lm>Li
Lk=Lm；
else
Lk=Li；
end
Lk=Lk-La-2*Lb；
L_sigma=Lk+La+2*Lb；
通過與FANUC 6主軸驅動直流調速系統Simulink仿真設計程序[3]對接可形成完整的調速系統設計鏈，如圖2所示這樣就能夠直觀地看到主電路當前的元件參數選型對于整個調速系統主要性能的最終影響，真正實現“所見即所得”的快速虛擬設計技術。
4 結論
本文討論了如何建立數控機床FANUC 6主軸驅動直流調速系統主電路器件選型計算模型，并利用MatLab軟件提出了工程計算的程序化與校正模型快速仿真分析相結合的計算機輔助設計模式。使工程人員能夠通過簡單的初始數據輸入，就可立即得到參數選型的計算結果和數據對調速系統性能影響的仿真效果。為實際工程設計和系統維修改造提供了快速、理想的自動化操作平臺，提高了設計效率，降低了設計成本。
參考文獻
[1] 王兆安等. 電力電子技術[M]. 北京：機械工業出版社，2002.
【關鍵字】數控系統；主流系統；認識體會
當前，西門子（SIEMENS）與發那科（FANUC）都是很好的數控系統，占據了大多數的數控系統市場，都為中國的數控機床業的發展做出了貢獻。兩相比較，西門子（SIEMENS）對環境要求比較高，發那科（FANUC）能更好的用于工業環境。另一方面，從易用性的角度出來，西門子（SIEMENS）的數控系統一般功能較多，西門子840D是20世紀90年代后期的全數字化高度開放式數控系統，它的人機界面更易操作，更易掌握，軟件內容更加豐富，具有高度模塊化及規范化的結構。840D的計算機化、驅動的模塊化和驅動接口的數字化，這三化代表著當今數控的發展方向。應用于眾多數控加工領域，能實現鉆、車、銑、磨等數控功能。其采用32位微處理器，實現CNC控制，可完成CNC連續軌跡控制以及內部集成式PLC控制。最多可控制31個軸（最多31個主軸）。其插補功能有樣條插補、三階多項式插補、控制值互聯和曲線表插補，這些功能為加工各類曲線曲面類零件提供了便利條件。840D系統提供有標準的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在Window98/2000下開發自定義的界面。此外，2個通用接口RS-232可使主機與外設進行通信，用戶還可通過磁盤驅動器接口和打印機并行接口完成程序存儲、讀入及打印工作。通過RS-232接口可方便地使840D與西門子編程器或普通的個人電腦連接起來，進行加工程序、PLC程序、加工參數等各種信息的雙向通訊。它的硬件結構更加簡單、緊湊、模塊化，軟件內容更加豐富，功能更強大，其軟件系統開放式系統理念的一個重要特點是，可以在數控核心部分，使用標準的開發工具對用戶指定的系統循環和功能宏進行調整，代表并引領著當今數控技術的發展方向。因此， SEIMENS數控系統最突出的優勢在于功能非常豐富和強大，它是一個全數字化、高度開放的系統，因此，設備制造商可以比較容易地在進行二次開滿足不同的應用需求。
發那科（FANUC）數控系統也很典型，其系統穩定易用，操作界面友好，實用性很強，發那科更加容易上手， 應用非常廣泛。常見的FANUC O系列，系統各系列總體結構非常的類似，具有基本統一的操作界面。FANUC系統可以在較為寬泛的環境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應性很強。FANUC系統具有主軸控制回路為位置閉環控制，主軸電機的旋轉與攻絲軸（Z軸）進給完全同步，從而實現高速高精度攻絲。復合加工循環可用簡單指令生成一系列的切削路徑。比如定義了工件的最終輪廓，可以自動生成多次粗車的刀具路徑，簡化了車床編程。適用于切削圓柱上的槽，能夠按照圓柱表面的展開圖進行編程。可直接指定諸如直線的傾角、倒角值、轉角半徑值等尺寸，這些尺寸在零件圖上指定，這樣能簡化部件加工程序的編程。可對絲杠螺距誤差等機械系統中的誤差進行補償，補償數據以參數的形式存儲在CNC的存儲器中。CNC內裝PMC編程功能，PMC對機床和外部設備進行程序控制。機床隨機存儲模塊可在CNC上直接改變PMC程序和宏執行器程序。由于使用的是閃存芯片，故無需專用的RAM寫入器或PMC的調試RAM。
國內中高端用戶大多采用的即是SEIMENS、FANIC等這些國際知名公司的數控系統，尤其是在制造業這樣的生產線上，這些品牌的數控系統占據著中高端的主流市場，主流數控系統以SEIMENS 840D和820D數控系統為代表，我所在的公司于2006年全面啟動新廠搬遷建設，一期、二期購置了多臺當今主流數控系統的進口數控設備，設備非常先進，目前共有數控機床幾十臺，其中有大約1/3的數控機床是歐洲一些國家的廠商生產的，所配備的數控系統大部分是當今主流的SEIMENS 840D系統，占整個車間數控系統的70%以上，還有部分是FANIC數控系統，從2008年投產使用到現在，單從數控系統來看，我認為：SEIMENS 840D系統技術先進、功能較強、程序比較完善；發那科數控系統的穩定性發揮得特別好，而且NC程序也比較容易理解。SEIMENS 840D數控系統顯著的技術優勢在于計算機化，驅動的模塊化，控制與驅動接口的數字化，這也代表著當今數控技術的發展方向。它的硬件結構更加簡單、緊湊、模塊化；軟件內容更加豐富，功能更強大。SEIMENS 840D可用于完成CNC連續軌跡控制以及內部集成式PLC控制，其典型特征是德國NILES公司的N40、N50車銑復合加工中心，其數控系統具有大量的控制功能，如鉆削、車削、銑削、磨削以及特殊控制，這些功能在使用中不會有任何相互影響。
當然，相對來說，西門子數控系統價格較高，在我廠的實際生產運行中穩定性不夠好，特別是系統報警故障、電源模塊和伺服驅動模塊容易燒壞等出現的故障，對我們的生產尤其是維修工作影響較大，有時要花費大量費用用于請外國專家修理和更換部件，費用比較工時比較大。一年少則一次多則大約會發生多次此類情況。能盡量將所有技術資料進行漢化，這樣更有利于其技術和產品的推廣。
在這幾年的大批量生產工作中，數控系統的穩定性發揮得特別好是日本的FANIC系統的數控設備，而且其使用的年數比這些新購置的設備早，NC程序也比較容易理解，價格也較便宜。FANIC數控系統的特點是性能穩定，操作界面友好，系統在設計中大量采用模塊化結構，各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。其數控系統具有很強的抵抗惡劣環境影響的能力，其工作環境可以在較為寬泛的環境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，對自身的系統采用了比較好的保護電路，因此可以說適應性很強，很潑辣。
在實際生產中，生產單位工作現場的數控機床、數控系統的維修和調整問題還是比較頻繁的，這些問題帶來的維修費用和停產損失一直是生產單位十分頭痛和無法承受的損失，生產單位也迫切希望供應商、商能積極地幫助解決這些問題，特別是加強技術和應用方面的培訓，包括操作、編程、調整和維修等。另外，用戶對備件儲備、快速響應服務等也提出了一些期望。相信數控系統將來也會進一步降低成本價格，提高集成性、可靠性和操作的舒適性，體積更加密集型、系統柔性和開放性及拓寬功能會更加全面，最終將大大提高數控機床生產能力的效率。
【參考文獻】
[1]李佳特.NC技術的回顧與展望[J].設備管理與維修，2006（1）.
關鍵詞：FANUC；數控機床；主軸；PLC
數控機床的控制部分由CNC和PLC組成。實現刀具相對于工件各坐標軸幾何運動規律的數字控制由CNC完成；機床輔助功能的順序控制由PLC完成。數字控制和順序控制二者缺一不可，它們之間可以通過規定的接口信號進行相互間的信息交互[1]，分工合作實現對數控機床各項功能的控制，完成加工任務。主軸運動的控制主要包括主軸起停控制、主軸正反轉控制和主軸轉速高低的控制等。對于數控車削中心，主軸一般還應具備C軸功能；對于鏜銑加工中心，為了方便機械手換刀，還要求主軸具備準停功能。主軸控制一般由數控系統中的PLC來完成[2]。目前，FANUC系統的數控機床市場占有率較高。FANUC數控系統對主軸的控制信號有兩種形式：串行主軸和模擬主軸。FANUC公司生產的主軸電機及其與之配套的驅動器采用串行主軸控制；非FANUC公司生產的主軸電機，可以由變頻器驅動，采用模擬主軸控制[3]。模擬主軸比串行主軸更為經濟，所以對模擬主軸的運動控制進行研究具有重要意義。本文以FANUC0iMate-TD系統的數控機床作為載體，通過編制PLC程序，實現手動和自動模式下模擬主軸的起停及正反轉控制。
一、控制要求
在手動操作模式即JOG方式下，通過數控機床操作面板上的按鈕“主軸點動”“主軸正轉”“主軸停”“主軸反轉”能夠實現相應的主軸運動。在自動操作模式即“MEM”“MDI”“DNC”等方式下，通過運行加工程序中的M03（主軸正轉）、M04（主軸反轉）和M05（主軸停）指令實現對主軸的自動控制。
二、控制方式
（一）手動控制。數控機床上的操作面板通過I/OLink總線與PLC相連[4]。操作面板上的主軸控制按鍵為PLC的輸入信號。PLC會對信號輸入端進行實時掃描，輸入信號經PLC邏輯處理后，向機床側及系統輸出相應的控制信號，驅動機床側的執行元件動作，實現對主軸的控制功能；同時，PLC也會向操作面板輸出控制信號，令相應按鍵的指示燈亮。（二）自動控制。主軸的M輔助功能控制是由加工程序發出的控制命令，例如，M03、M04、M05等，經PLC處理后輸出去控制主軸電機工作。M指令的執行過程如下：CNC讀到加工程序中的M指令時，就輸出相應的M指令信息。FANUC0i-D系統M代碼輸出地址為F10～F13[5]。通過系統讀取M代碼的延時時間后，CNC輸出M代碼選通信號F7.0。PLC接收到M代碼選通信號后，執行譯碼。譯碼結束后，運行順序程序，執行相應的M代碼功能。M功能執行結束后，PLC向CNC發送輔助功能結束信號G4.3。CNC收到G4.3信號后，經過輔助功能結束延長時間，切斷系統的M代碼選通信號F7.0。M代碼選通信號斷開后，切斷輔助功能結束信號G4.3，然后系統切斷M代碼輸出信息信號。至此，該條M指令執行完畢。
三、PLC程序設計
（一）M代碼譯碼程序。加工程序中的輔助功能代碼必須經過PLC譯碼后才能進行邏輯運算，從而實現相應的控制功能。M03、M04、M05的譯碼程序，如圖1所示。功能指令DCNV將CNC傳送過來的M代碼轉換成BCD代碼的形式，再通過譯碼指令DEC令某中間繼電器為1，每個中間繼電器對應一個M代碼。這里的R200.3、R200.4、R200.5分別對應的是M03、M04、M05。圖1M代碼PLC譯碼程序（二）主軸起停及正反轉控制程序。手動和自動模式下主軸起停及正反轉控制的PLC程序，如圖2所示。系統處于JOG模式時，F3.2置1，按下操作面板上的主軸點動按鍵（X11.3）或主軸正轉按鍵（X11.5），會使得主軸電機正轉輸出信號Y3.6以及主軸正轉按鍵上的信號燈輸出信號Y7.2置1，則電機正轉且正轉按鍵上的信號燈亮。按下主軸停止按鍵(X11.2)，會使得輸出信號置0，則主軸電機停并且信號燈滅。同理，按下主軸反轉按鍵（X11.6），會使主軸電機反轉輸出信號Y3.5以及主軸反轉按鍵上的信號燈輸出信號Y7.4置1，則電機反轉且反轉按鍵上的信號燈亮。自動控制模式下，通過圖1所示譯碼程序輸出的中間繼電器結果來控制主軸電機執行相應的運動。M指令執行情況為：執行M03時中間繼電器R200.3置1，從而使得Y3.6置1，電機正轉；執行M04時中間繼電器R200.4置1，從而使得Y3.5置1，電機反轉；執行M05時，R200.5的常閉觸點會將主軸電機正轉或反轉輸出信號斷開，從而實現停機。
四、結論
該PLC程序通過在FANUC0iMate-TD系統的數控機床上調試驗證，完全能夠實現相應的功能。本文為FANUC系統的數控機床模擬主軸基本運動的控制提供了有效的思路和方法，也為機床維修技術人員提供了相關問題的維修指導。在機床維修的過程中，監控PLC程序的執行情況以及信號地址的實時狀態，對主軸及其它輔助功能的故障診斷和處理能夠起到指導性作用。
參考文獻：
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[4]張志軍．FANUC數控機床操作面板PMC程序設計[J]．自動化與儀器儀表，2015（7）．
關鍵詞：數控機床；維修；教學效果
數控機床是綜合應用機（械）、電（氣）、液（壓）、氣（動）、光（電）等先進技術的典型機電一體化的產品，其控制系統及結構復雜，涉及的知識面廣，加之數控機床的種類較多，數控系統和機械結構各不相同，這就給《數控機床維修》的教學帶來了困難。而中職學校學生的基礎相對薄弱、學習的主動性、自覺性不高，對這樣的學生，為使其熟練掌握數控機床故障維修的基本技能，就迫切需要調整教學模式和教學方法。本文將從以下幾個方面講述中職學校數控機床維修教學的方法。
一、激發學生的學習興趣
興趣是最好的老師。要提高學生的學習興趣，單靠老師進行“學一門、愛一門”等空洞的說教沒有多大作用。通過幾年教學實踐，我總結出以下幾方面心得。
1.理論教學和實踐技能相結合，充分引起學生的關注和思考。在授課過程中，采用以市場占有率較高的FANUC數控系統為實習教學平臺，老師先進行實際操作，并講解注意事項和教學重點，讓學生切實感受到老師所講的內容，這樣邊講邊練，并隨時提出問題，讓學生真正體會到“學以致用”。例如在講FANUC數控系統結構時，我把FANUC數控系統功能模塊分解，然后將FANUC數控系統硬件組成部分一一展現在學生面前，并講授每一個硬件的原理和作用是什么，它們的連接關系是怎樣的，最后，我又將這些拆下的硬件歸位，重新將它們組裝完畢，然后啟動FANUC數控系統。看著數控機床的正常啟動，同學們充滿著好奇、被深深吸引，激發了興趣，學習起來自然而然。
2.讓學生帶著問題去學習，從而激發學習的興趣和動力。例如在講授內容前我先巧設問題：“數控機床的數據屬于系統的軟件，依據我們的常識出現問題后如何處理？”從而引入數控機床數據備份和恢復的教學內容，然后再引出數控機床通過什么存儲設備進行數據的備份，U盤？硬盤？還是其它？它的數據備份和計算機中的文件存儲有何區別等問題，這樣環環相扣，和現實生活相聯系，把學生吸引到你所設計的問題上來，讓他跟著你的思路和特定的問題來進行學習，學習的過程就變的“潤物細無聲”了。
二、創新教學內容的安排，優化教學資源
一個好的教學內容的安排，能起到事半功倍的效果。
1.把握教學重點，有的放矢。通過維修數控機床的經驗和相關資料的分析，我知道對于FANUC數控系統的機床而言，大部分的故障發生在PMC與I/O接口、強電電路和機械部分。因此，在教學內容的設計和安排上，把教學的重點放在這些內容上。這些易發生故障的部位“看得見、摸得著”，易于學生動手練習維修。這樣學生學習起來比較容易接受和理解，也容易讓學生覺得“學有所成”，利于提高學生學習的信心。
2.注重教學手段的開發和應用。針對數控機床維修的教學設備一般比較昂貴，且傳動部件精度要求高和部分器件不便拆卸的特點，我就用相機或錄像機，利用外出學習、參觀或自己動手進行實踐的機會，積累一些視頻資料，并制作相關的電子課件等教學資源，借助于多媒體教學手段，將抽象的知識和一些生產實例傳授給學生，使學生獲得感官認識和相關知識的學習，并達到舉一反三，觸類旁通的學習效果。
3.注重課程優化設置。由于中職學校學生的基礎較差，理解和接受能力不高，在教學過程中，常常會碰到學生在學習后面的知識時，以前學過的專業知識有時也忘得差不多了，很難維持知識的連貫性。例如學生先學完《電力拖動》、《普通機床機械結構》等課程，再學習《數控機床維修》這門課程的話，在實際教學中不可避免的要復習，甚至重新講解前面所學的內容，這就使教學的難度加大，也造成了教學實踐的重復和浪費。在實際教學過程中我將數控機床結構、電氣控制、PMC等專業課程內容重新安排，課程中用到哪些知識點，我就講授那部分知識。這有利于學生系統的學習，知識的連貫性和完整性也得到很大提高，提高了學生的學習效果。
三、注重培養學生的創新才能
.現代社會知識創造、更新的速度非常快，這就要求我們必須重視學生的創新能力的培養。在學習的過程中，注重的是探究精神的形成、發現知識的過程、創造性解決問題的方法，而不是簡單地獲取結果。例如當學生在維修過程中遇到問題時，我們教師不要忙著給予答案，而應先讓他們試著分析問題產生的原因，并啟發他們找到解決問題的辦法。學生的創新能力也就在分析問題、解決問題的過程中得到了培養和發展。
四、營造氛圍，因材施教
為了鞏固學生的知識，技能，利用學生自尊心強、爭強好勝的心理，在教學中，定期安排一些小競賽。同時，安排一部分學得快的學生擔任“小老師”，分別輔導其他學生。輔導過程中，“小老師”可能也發現不少自身存在的問題或誤解，通過老師的幫助，“小老師”和“小學生”教學相長，共同獲得了提高。這樣，不僅使學生之間增進了溝通和友誼，培養學生的合作精神和競爭意識，還有助于因材施教，從而真正實現每個學生都得到發展的目標。
綜上所述，我認為在中職學校的數控機床維修的教學中應注重激發學生的學習興趣，優化教學資源，重視和關注每一名學生的發展，因材施教，并結合教學實際，不斷創新教育教學方法，切實提高教學效率和教學質量。
參考文獻
[1] 徐紅艷.提高中職《數控機床維修》教學效果的思考
[2] 趙智.高職高專計算機專業課程教學改革探索[J].教育與職業
【關鍵詞】FANUC 0iTD;數控機床;機床改造
我公司CK3263B臥式數控車床是沈陽機床廠80年代生產的，主要用于軸類、盤類零件的加工。原車床使用FANUC 6系統，機床主要配置如下：FANUC交流主軸，兩個直流伺服軸，8工位轉塔換刀，主軸4換擋位。但是由于使用年限較長，數控系統及電氣元件老化嚴重，系統存儲程序容量小，故障率高，備件購買困難，造成維修困難及停機時間較長，影響工廠生產，決定對其進行電氣化改造。
1.改造方案
該機床機械、液壓部分性能良好，部件磨損較少，能滿足日后加工精度需要，因此只對數控系統及伺服驅動、電氣系統進行改造，原交流主軸驅動及電機保持較好，決定保留繼續使用，原機床加工使用要求：X、Z軸能插補聯動，轉塔自動換刀，系統最小精度單位0.001L，重復定位精度達到0.007L，PMC具有50個輸入點，32個輸出點，主軸能夠4檔換速。為了保留原機床的延續性，決定采用FANUC 0iTD系統、SVM數字伺服驅動結合交流模擬主軸，PMC編程控制機床動作。
2.FANUC 0iD系統性能
（1）FANUC 0iD系統是日本發那科公司在2008年9月新推出的高性價比數控系統，數字伺服采用HRV3及HRV4，系統新增納米插補等功能，同時具有AICC（高精度輪廓控制），特別適用于高速、高精度、小程序段加工，標準配置以太網卡，8.4in彩色液晶顯示器。
（2）改造所用基本配置：
①CNC硬件：FANUC 0iTD系統，型號A02B-0319-H101，8.4寸液晶顯示器。
②伺服驅動單元（SVM）：AISV 160/160 HRV2/3LEVEL-UP，雙軸驅動。
③I/O單元：型號A02B-0309-C001，可接96個輸入點，64個輸出點。
④數字伺服交流電機：X軸：AiF40/3000直軸AⅡ1000型（6KW）;
Z軸：AiF40/3000直軸帶抱閘AⅡ1000型（6KW）。
⑤驅動電源（PSM）：Aips 11 Level-up，型號A06B-6140-H011。
3.硬件連接
此臺數控車床共有一個交流主軸，兩個伺服軸，一個I/O模塊，CNC系統集成在顯示器后面，系統與驅動電源、伺服模塊、電機連接如圖1所示。CNC與I/O模塊由外部24V電源單元供電，I/O模塊與CNC用I/O LINK總線連接，SVM與CNC通過FSSB光纜連接，控制電機運動，PSM外接三相動力電源，通過直流母線給伺服驅動（SVM）供電。系統的控制電路與機床的急停電路重新設計，更加注重穩定性與安全性。
圖1 系統連接圖
PMC控制器的程序存儲在CNC中，輸入信號來自操作面板、轉塔、伺服驅動、手輪、熱保護開關、行程開關、壓力開關、故障報警信號等，輸出信號控制電磁閥、繼電器、面板的指示燈、伺服系統的使能等。PMC的I/O點分配如表1。
表1 PMC地址分配表
輸入地址 輸入信號 輸出地址 輸出信號
X0.0―X1.7 信號 Y0.0―Y1.7 電磁閥及主軸檔位
X2.0―X2.7 超程信號 Y2.0―Y3.7 機床準備信號
X3.0―X3.7 轉塔位置信號 Y24.0―Y31.7 面板燈輸出
X21.0―X22.7 手輪信號
X24.0―X31.7 面板輸入信號
4.PMC程序設計和機床參數設定
（1）PMC程序設計
為了原機床使用的延續性，改造時保留了原機床的PMC程序設計思想，不改變原廠家的控制邏輯，機床功能有：2個伺服軸聯動，自動冷卻，主軸轉速模擬控制，主軸換擋控制，轉塔換刀，報警信息等。
PMC主程序分level1和level2兩級，level1為高速掃描區，主要編寫回零和超程信號，level2編寫其它PMC模塊，就是上面提到的機床各個功能，可以在編程中分塊編寫，整個PMC程序是利用FANUC LADDER編程軟件完成，用網線傳入系統中并調試。
（2）FANUC 0iD系統參數設定和調整
FANUC系統是功能性很強的系統，參數很多，系統第一次通電時，先做一下參數全清，然后再設置機床運行所需的基本參數，共有如下幾項：
①基本軸設定參數
1001#0直線軸最小移動單位：0公制
1002#1 無擋塊參考點設定：0無效
1004#1最小移動單位：0 IS-B
1006#0 設定直線軸還是旋轉軸：0直線軸
1010 CNC最大控制數2
1020 各軸的編程名稱 X Z
1027 各軸伺服軸號
1815#1 分離型位置編碼器：0無光柵尺
1410 空運行速度
1424 手動快移速度
②主軸參數設定
3701#1 屏蔽串行主軸 ：1
3701#4 不使用第二串行主軸：0
3741/2/3/4 主軸各檔最高轉速
③其他參數
包括軟限位，運行速度，到位寬度，加減速時間常數，運行/停止時位置誤差，顯示相關參數，這些需要查參數手冊填入就可以了。
以上是FANUC 0iD系統眾多參數的最基本配置，這些參數配置完成后，機床就可以運行了，但是要達到最佳運行狀態，還要利用FANUC軟件，對伺服驅動進行優化，完后需要根據機床實際工作狀態并逐漸修改完善。
5.系統調試
在數控系統及電氣連接完成后，必須先詳細檢查才能送電，要按照資料要求的啟動順序通電。
首先調試急停電路，然后輸入基本機床數據，確定各軸軟限位正常，再調整主軸換檔運轉正常，轉塔自動交換正常，手輪及冷卻液、液壓、等控制正常。最后對各軸絲杠螺距進行調整和補償，機床長時間試運行無報警，說明可以正常使用。
6.結束語
這臺機床改造后，恢復了機床原有各項功能，精度得到提升，達到車間的使用要求。經過幾個月的生產使用，機床運行可靠，達到預期改造目標，為公司節省了額外購買機床的費用，我們也積累了FANUC電氣改造的經驗。
參考文獻
[1]FANUC 0iD規格說明書.FANUC公司，2012.
[2]FANUC 0iD連接說明書（硬件）.FANUC公司，2012.
關鍵詞：數控機床；工作原理；數控系統；維修
科學技術的發展對機械產品提出了高精度、高質量的要求，而且產品的更新換代也在加快，這對機床設備提出了精度和效率的要求，而且也提出了通用性和靈活性的要求。數控機床集微電子技術、計算機技術、自動控制技術及伺服驅動技術、精密機械技術于一體，是高度機電一體化的典型產品。它本身又是機電一體化的重要組成部分，是現代機床技術水平的重要標志。數控機床體現了當前世界機床技術進步的主流，是衡量機械制造工藝水平的重要指標，在柔性生產和計算機集成制造等先進制造技術中起著重要的基礎核心作用。由于數控機床是一種價格昂貴的精密設備，因此，其維修和維護更是不容忽視。我國在數控維修調試方面更是人才短缺，經驗匱乏，導致國內許多高檔數控機床都要聘請國外專家維修調試[1]。
一、 數控機床
（一） 數控機床的組成
1.主機。主機是數控機床的機械部件，包括床身、主軸箱、刀架、尾座、導軌等。
2.數控裝置。數控裝置是數控機床的控制核心，其主體是一臺計算機（包括CPU、存儲器、CRT等）。
3.伺服驅動系統。伺服驅動系統時數控車床切削工作的動力部分，主要實現主運動和進給運動。它由伺服驅動電路和驅動裝置組成。驅動裝置主要有主軸電動機、進給系統的步進電動機或交、直流伺服電動機等。
4.輔助裝置。輔助裝置是指數控機床的一些配套部件，包括液壓、氣動裝置及冷卻系統、系統和排屑裝置
（二）數控機床的基本原理
按照零件加工的技術要求和工藝要求，編寫零件的加工程序，然后將加工程序輸入到數控裝置，通過數控裝置控制機床的主軸運動、進給運動、更換刀具，以及工件的夾緊與松開，冷、泵的開與關，使刀具、工件和其它輔助裝置嚴格按照加工程序規定的順序、軌跡和參數進行工作，從而加工出符合圖紙要求的零件。
數控機床的工作原理可以歸納為：①控制介質 控制介質以指令的形式記載各種加工信息，如零件加工的工藝過程、工藝參數和刀具運動等，將這些信息輸入到數控裝置，控制數控機床對零件切削加工。②數控裝置 數控裝置是數控機床的核心，其功能是接受輸入的加工信息，經過數控裝置的系統軟件和邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理，向伺服系統發出相應的脈沖，并通過伺服系統控制機床運動部件按加工程序指令運動。③伺服系統 伺服系統由伺服電機和伺服驅動裝置組成，通常所說數控系統是指數控裝置與伺服系統的集成，因此說伺服系統是數控系統的執行系統。數控裝置發出的速度和位移指令控制執行部件按進給速度和進給方向位移。每個進給運動的執行部件都配備一套伺服系統，有的伺服系統還有位置測量裝置，直接或間接測量執行部件的實際位移量，并反饋給數控裝置，對加工的誤差進行補償。④機床本體 數控機床的本體與普通機床基本類似，不同之處是數控機床結構簡單、剛性好，傳動系統采用滾珠絲杠代替普通機床的絲杠和齒條傳動，主軸變速系統簡化了齒輪箱，普遍采用變頻調速和伺服控制[5]。
（三）FANUC數控系統的特點
日本FANUC公司的數控系統具有高質量、高性能，適用于各種機床和生產機械的特點，在市場的占有率遠遠超過其他的數控系統，主要體現在以下幾個方面。①系統在設計中大量采用模塊化結構。這種結構易于拆裝，各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。②具有很強的抵抗惡劣環境影響的能力。其工作環境溫度為0～45℃，相對濕度為75%。③有較完善的保護措施。FANUC對自身的系統采用比較好的保護電路。④FANUC系統所配置的系統軟件具有比較齊全的基本功能和選項功能。對于一般的機床來說，基本功能完全能滿足使用要求。⑤提供大量豐富的PMC信號和PMC功能指令。這些豐富的信號和編程指令便于用戶編制機床側PMC控制程序，而且增加了編程的靈活性。⑥具有很強的DNC功能。系統提供串行RS232C傳輸接口，使通用計算機PC和機床之間的數據傳輸能方便、可靠地進行，從而實現高速的DNC操作。⑦提供豐富的維修報警和診斷功能。
系統在硬件上采用兩種數字總線：在軸控制部分采用FANUC專用的FSSB串行伺服總線聯接所有的伺服驅動器；在機床面板等機床設備部分采用Fanuc I/O Link總線聯接。通過兩種總線將實時性要求不同的數據分離開[2]。
（四）伺服驅動及伺服電機的特點
1.高可靠性。完善的可靠性設計方案：如冗余設計，降額設計等，所有元器件全部采用工業或軍工等級，關鍵元器件全部采用進口元件，如三菱IPM模塊、EPCOS電容、fuji整流橋等。
2.高節電率。采用先進的微電腦控制技術，使定量泵變為節能型的變量泵，液壓系統與整機運行所需要的功率相匹配，無高壓節流溢流能量之損失，提高油泵電機功率因素至0.96以上，節電率一般可達40%～60%。
3.軟啟動。采用伺服器控制可以減小數控機床震動，延長數控機床的使用壽命，同時數控系統發熱量減小，油溫穩定，延長液壓系統的使用壽命，為用戶節省了維護的費用。
4.超強的過載能力和動態響應速度。采用先進的矢量控制算法和獨特的限流技術，確保在機床操作過程中，能承受啟停重負載的沖擊而不跳閘，以確保生產過程的連續性。高速的動態響應，最大限度減小零件周期的延遲現象。
5.完善的EMC設計。采用完善的EMC設計方案，內部布局優化設計，采用多種EMI對策，確保對數控機床電氣系統的干擾減小到最小，保證其工作的工作穩定性[4]。
二、數控機床故障維修
（一）數控機床使用中注意事項
使用數控機床之前，應仔細閱讀機床使用說明書以及其他有關資料，以便正確操作使用機床，并注意以下幾點：① 機床操作、維修人員必須是掌握相應機床專業知識的專業人員或經過技術培訓的人員，且必須按安全操作規程及安全操作規定操作機床；②非專業人員不得打開電柜門，打開電柜門前必須確認已經關掉了機床總電源開關。只有專業維修人員才允許打開電柜門，進行通電檢修；③ 除一些供用戶使用并可以改動的參數外，其它系統參數、主軸參數、伺服參數等，用戶不能私自修改，否則將給操作者帶來設備、工件、人身等傷害；④修改參數后，進行第一次加工時，機床在不裝刀具和工件的情況下用機床鎖住、單程序段等方式進行試運行，確認機床正常后再使用機床；⑤機床的PLC程序是機床制造商按機床需要設計的，不需要修改。不正確的修改，操作機床可能造成機床的損壞，甚至傷害操作者；⑥ 建議機床連續運行最多24小時，如果連續運行時間太長會影響電氣系統和部分機械器件的壽命，從而會影響機床的精度；⑦機床全部連接器、接頭等，不允許帶電拔、插操作，否則將引起嚴重的后果。
（二）數控機床故障診斷維修
我們要學習車床的診斷首先要了解兩個概念：系統的可靠性是指數控系統在規定的條件和規定的時間內完成規定的功能能力，故障是指系統在規定的條件下合規定的時間內失去規定的功能。
（1）診斷的方法：①動作診斷：監視車床動作部分，判斷個不良的部位。②狀態診斷：當機床電機動負載時，觀察運行狀態。③點檢診斷：定期點檢液壓元件，氣動元件。④操作診斷：監視操作錯誤和程序錯誤。⑤數控系統故障自診斷[3]。
（2）典型數控機床常見故障診斷及維修實例
①主軸出現噪聲的故障維修.故障現象：主軸噪聲較大，主軸無載荷情況下，負載表指示超過40%。分析診斷：首先檢查主軸參數設定，包括放大器型號、電動機型號及伺服增益等，在確認無誤后，則將檢點放在機械側。發現主軸軸承損壞，經更換軸承后，在脫開機械側的情況下檢查主軸電動機旋轉情況，發現負載表指示已正常但仍有噪聲。隨后，講主軸參數00號設定為1，即讓主軸驅動系統開環運行，結果噪聲消失，說明速度檢測元件有問題。經檢查發現安裝不正，調整位置之后再運行主軸電動機，噪聲消失，機床能正常工作。
②絲杠竄動引起的故障維修.故障現象：TH6380臥式加工中心，啟動液壓后，手動運行Y軸時，液壓自動中斷，CRT顯示報警，驅動失效，其他各軸正常。分析診斷：該故障涉及電氣、機械、液壓等部分。任一環節有問題均可導致驅動失效，因此檢查的順序大致如下。伺服驅動裝置電動機及測量器件電動機與絲杠連接部分液壓平衡裝置開螺母和滾珠絲杠軸承其他機械部分。
（1）檢查驅動裝置外部接線及內部元器件的狀態良好，電動機與測量系統正常。
（2）拆下Y軸液壓抱閘后情況同前，將電動機與絲杠的同步傳動帶脫離，手搖Y軸絲杠，發現絲杠上下竄動。
（3）拆開滾珠絲杠上軸承座正常。
（4）拆開滾珠絲杠下軸承座后發現軸向推力軸承的緊固螺母松動，導致滾珠絲杠上下竄動。
參考文獻
1.吳國經.數控機床故障診斷與維護[M].北京：電子工業出版社出版，2005：50—56.
2.鄭曉峰.數控原理與系統[M].北京：機械工業出版社，2005：35—40.
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關鍵詞：840C數控系統；報警；FANUC；18i數控系統；840D數控系統；故障
中圖分類號：TG502 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）25-0034-02
1 西門子840C數控系統43號報警
我單位有一臺16m數控臥車，承擔了許多大型火電轉子的加工任務，前段時間經常出現43號報警（PLC-CPU not ready for operation），這種報警一旦出現機床就會急停，這樣容易引起凹刀把轉子干廢，所以操作者都不敢精干活了。43號報警是西門子840C數控系統經常出現的一種故障現象，根據分析大概有以下四種情況容易引起該報警：（1）硬件或者軟件錯誤（包括電纜連接部分）；（2）PLC機床數據錯誤；（3）PLC程序錯誤；（4）譯碼錯誤。
考慮到機床都正常干活好幾年了，應該可以排除PLC機床數據錯誤、PLC程序錯誤和譯碼錯誤等等，主要從硬件或者軟件部分（包括電纜連接部分）進行分析查找。
因為機床出現該報警現象的時候整個數控操作面板的按鍵都全部無效，但是有時候重新送電啟動后又好了，所以初步判斷是線路連接上可能有問題。因為這個報警出現的時候整個PLC都無法正常啟動，所以首先就檢查PLC部分的硬件和線路連接等，最后發現是數控操作面板背后與PLC通訊的電纜連接不可靠，進一步檢查發現是西門子模塊6FC5103-0AE01-0AA1上的插座有問題，更換掉帶該硬件模塊后，再送電啟動，一切正常，經過一段時間的觀察，該43號報警再也沒有出現過，故障被徹底解決。
2 本間專用數控機床在加工平面的時候分度不準確故障
該機床是從日本進口的專門用來加工發電機機座的數控機床，數控系統配的是FANUC 18i。因為該機床分度有兩個軸（B軸和C軸）可以實現，B軸主要是立柱的轉動，C軸是用在立柱不能動的時候在主軸前面進行分度。根據現象逐一進行排查，首先根據操作者反應B軸有間隙誤差，打表檢查發現立柱每轉動一圈差0.10mm左右，所以懷疑電機編碼器有問題，把電機編碼器拆出來檢查沒有發現問題，再裝回一試就報警（445、436、364等報警），再反復檢查發現電纜線插頭有松動現象，從而引起電機過流報警（OVC-436），重新插接電纜，B軸故障解決，但是沒有發現B軸分度的問題，從而轉向檢查C軸，打表C軸正常，但是干活就不正常，誤差仍然很大。因為空載都正常，所以不懷疑C軸電機編碼器有問題，轉而懷疑機械傳動鏈的問題。逐一打開C軸傳動鏈檢查，單憑肉眼觀察很難發現故障，最后用銅棒盤整個傳動鏈，發現電機軸到減速箱之間的連接有松動，緊固之后再試車，一切正常。
3 五坐標數控龍門銑床3000號急停報警
我單位一臺五坐標數控龍門銑床，是從德國進口的一臺大型數控龍門銑床，配西門子840D數控系統。有段時間該機床突然出現故障，一啟動數控系統就出現3000號急停報警，整過PLC電源全部掉電，操作面板上的指示燈全部閃爍。檢查急停回路都正常。用萬用表測量各控制線路也沒有發現接地現象，這就覺得很奇怪，讓人無法理解為什么PLC 24V電源電壓會突然被降低了？因為有備件，所以更換一個PLC電源模塊再試，故障依舊，說明電源模塊本身是沒有問題的。再進一步檢查，通過把PLC程序逐段放入，發現只要一啟動W軸靜壓油泵電機，PLC指示燈一閃就引起3000號急停報警。根據分析初步判斷是有關W軸的PLC輸入點或者輸出點有接地現象，從而拉掉了PLC 24V直流電壓，所以開始逐步檢查與W軸油泵電機有關的PLC控制回路和PLC硬件模塊。經過仔細的排查，最后發現在橫梁上面的W軸靜壓壓力檢測開關SP203、SP204上的接線有破損，絕緣不好，有漏電現象，處理之后再送電啟動機床，報警消除，一切正常。
4 FANUC 18i數控系統750報警和606報警
同樣是本間數控專用加工機床，在一次停電之后再送電時就報警750和606等。其報警內容是：750（SPINDLE SERIAL LINK START FAULT）和606（Y軸：CNV. RADIATOR FAN FAILURE）。
根據報警分析，750報警是主軸串行啟動不良引起的。原因是開機時串行主軸放大器沒有達到正常啟動狀態時發生該報警。可能引起的原因如下：（1）線路接觸不良或線路連接錯誤。這種情況需要關機重新插拔線路或更換線纜。（2）主軸放大器不良，更換相應的部件。
查看放大器上七段碼顯示，如顯示“A”，則電路板上ROM不良，更換之。（3）參數設定錯誤。這種情形可以初始化設定。（4）CNC電路板故障。則需要更換同型號的電路板。（5）可進一步查看診斷參數分析故障原因。
根據機床的運行狀態分析，因為是停電后啟動發生的故障，所以初步懷疑線路接觸不良引起的，所以直接把相關的線路重新插接一番后再啟動，報警消除。
606報警內容是指Y軸驅動模塊的散熱風扇有故障，但是一檢查Y軸模塊上的風扇，都正常。所以再逐一檢查各個電源模塊和驅動模塊上的風扇，最后發現是電源模塊上的一個風扇不轉，遂更換之，再開機啟動數控系統，所有報警全部消除，機床正常。
5 西門子840C數控系統1122（Z axis zero-speed control）報警