數控銑床FANUC系統故障分析與排除

零梅勇

[摘? ? ? ? ? ?要]? 數控機床系統的參數是數控機床的重要組成部分，工作功能必須通過參數進行設置和實現，制作精度必須通過參數進行調整和保證。CNC機床在使用過程中產生參數故障，如果CNC機床參數丟失或混淆，CNC機床系統將無法運行。如果在運行CNC機床系統時發生錯誤，了解參數失敗的原因并了解如何使用參數還原，將進一步有助于CNC機床系統的運行和使用。

[關? ? 鍵? ?詞]? CNC銑床;FANUC系統故障;排除

[中圖分類號]? TG547 [文獻標志碼]? A ? [文章編號]? 2096-0603（2020）25-0114-02

CNC銑床的工作方式是以數字代碼表示加工過程中所需的各種操作、步驟和操作的形式尺寸，然后通過控制介質向數控設備發送數值信息，通過數控設備處理和計算輸入的信息，發送各種控制信號，或控制機床的伺服系統或其他驅動元件，使機器自動加工所需工件。數控銑床系統運行期間，其故障原因多種多樣。下面我將結合機床操作特性、故障原因等探討解決問題的方法和策略。

一、CNC機床的特點

（一）高靈活性

CNC機床的零件加工關鍵在于，與普通機床不同，工作人員不需要經常調整機床，以提高制造、各種工具、更換夾具、零件生產的準確度。CNC機床具有的這些優點更適合零件頻繁變更的情況，例如單一零件、小批量生產和新產品開發。因此，可以有效地縮短生產準備周期，降低工藝設備成本。

（二）高加工精度

CNC機床的加工精度通常可達到0.005～0.1mm，CNC機床以數字信號形式控制，每當數控裝置輸出脈沖信號時，機器移動部件移動脈沖當量值，機器進給鏈的逆間隙和螺桿螺距平均誤差也可由數控裝置有效補償。因此，數控機床的位置精度實際上比較高。

（三）加工質量穩定可靠

加工相同的放置零件，在相同的加工條件下使用相同的刀具和加工過程，刀具的走刀軌跡相同，因此零件的一致性更好，質量更穩定、更可靠。

（四）高生產率

CNC機床可以有效減少零件的加工時間和輔助時間，CNC機床的主軸速度和進給范圍比較大，可以在加工刀具上實現大量強力切削。目前，數控機床進入高速加工時代，通過快速移動和定位數控機床移動部件和高速切削縮短半成品的工藝所需時間，生產效率也有了很大提高。

（五）改善工作條件

CNC機床加工前仔細調整，輸入并啟動程序后，機床可自動連續加工，直到加工處理結束。工作人員只需輸入程序、編輯零件、處理、刀具準備、觀察加工狀態、檢查零件等工作。對機床操作員來說，他們的工作強度大幅度減少，但工作流程大幅度增加。

二、CNC銑床FANUC系統參數故障原因

（一）CNC系統備用電池故障

備用電池故障將導致系統參數丟失，必須確保機器運行時CRT顯示電池電壓低的警告標記。如果發現報警音，則必須在一周內更換符合系統生產要求的電池。更換電池的程序必須嚴格按照系統生產工廠的要求實施，如果長時間不使用，備份電池會更容易發生故障，為了維護順利，必須定期給機床供電，并在一定時間內騰出貨架。這樣不僅有助于延長備用電池壽命，還能及時確認備用電池是否過期，而且對機床數控系統、機器系統和整個系統壽命的延長有很大的好處。

（二）操作員故障

誤操作是第一次接觸數控機床的操作員經常遇到的問題。在系統應用過程中，錯誤操作可能會刪除整個參數，有時會更改各個參數。要防止這種情況，必須加強崗位轉移、崗位內培訓，制定可能的操作程序，嚴格按照要求執行。

（三）如果機床在DNC狀態下加工工件并發生斷電，則可能丟失參數

如果機床在DNC狀態下加工工件，則很可能發生參數系統錯誤。同時，如果機床運行時數據傳輸過程中突然停電，可能會丟失參數。

三、如何恢復系統參數

與上述三個參數故障原因一起，可以采取措施有效消除這些參數故障，但無法有效消除某些錯誤。恢復系統參數錯誤時，由CNC機器組成的CNC系統有很大的不同，因此參數恢復方法可能因系統而略有不同，同一制造商的產品在不同系列中也有明顯的差異。因此，文章以FANUC0系統為例，分析了參數恢復方法。FANUC0系統參數主要有兩個主要組件：參數列下的數控參數和診斷主題下的PMC參數，如果參數失敗，可以在以下三個方面恢復。

1.對照隨機數據參數的硬拷貝逐一檢查機器的參數。如果發現不匹配的參數，請復制此參數以恢復機床參數。此恢復方法不需要外部設備，但驗證和恢復1萬多個參數需要很長時間，效率低下，容易出錯。

2.利用風扇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（包括沖孔、打印機和讀取器的集成輸入和輸出設備）。

FANUC外部輸入和輸出設備由于單一功能和低利用率，隨著計算機的普及，在購買CNC機床時選擇FANUC輸入和輸出設備的制造商和用戶越來越少。

3.利用計算機和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，輸入不準確，因此很受用戶歡迎。此方法可完全恢復一個CNC機床參數，恢復時間相對較短，從準備工作到結束工作的時間通常為10分鐘，比其他恢復方法更理想。

四、系統參數故障修復實例

（一）CNC系統無法控制和參數調節

此類型的故障可以在系統通電后切換到就緒狀態，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，可以快速移動，但快速移動的開關不起作用，或者循環啟動按鈕起作用，但進給率等不正常的情況下，通常稱為失控現象。

解決此問題的最常見方法是清潔整個系統，然后輸入正常參數，系統將進入正常狀態。

失敗原因：某些參數是相互關聯的，如果出現不匹配的設置或設置錯誤，則可能會發生這些錯誤。為了更好地分析相關失敗的原因，以下筆者將控制系統分析為FANUCOM CNC銑床的兩個典型失敗實例。

示例1：加工刀具只能以負坐標移動

返回零操作期間，如果在正向移動一小段距離，則會生成正常超程警告。在曲面上，當通電時，機器所在的位置看起來原始為零，正向移動時，軟件過度行進保護，因此只能在負方向移動。如果此運動繼續進行，銑削刀頭可能會越來越接近工作臺，最終機器將不再可用。

此故障排除方法是在機床通電時先修改參數。對于FANUC0M系統，只需更改其參數設置，然后正確執行還原到0操作，然后在還原到0操作結束時將上述參數更改為原始設置。對于其他數控系統，只需找到相應的參數，并使用上述方法進行修改。

示例2：機床未完成返回參照點

機床供電后執行返回參照點操作時，系統實際上處于更危險的狀態，因為過度行進保護開關發生沖突，機床無法完成返回參照點操作。在這種情況下，其他操作不合適。

故障排除方法如下：對于FANUCOM系統，故障排除方法是檢查參數000條目的第7位，然后將此參數正確設置為1，如果為0，則更改為1。

以上故障是由特定干擾引起的。干涉經常導致參數變更，尤其是對于狀態式參數。

（二）手脈沖發生器損壞和參數調整

手脈沖發生器的電路板、插件板、接口故障等可能導致手脈沖發生器不能正常工作，在這種情況下，不能微調工具，不能使用刀。此時，必須更換或修復脈沖發生器才能解決相關問題，但這需要一些時間。為了使刀具正常工作，FANUCOM數控系統將參數001項目的第六位置設置為0，使用移動按鈕實現單脈沖操作，即可完成刀具的微調，將參數設置為1，直到第一脈沖發生器修好，對于其他模型的數控系統，可以查找其參數，并通過上述方法進行修改。

（三）伺服軸位置誤差

位置精度是數控機床位置精度的重要指標。在精密加工操作中，位置精度不夠精確，機床的位置誤差更大，會對加工精度產生負面影響。因此，在系統應用過程中，可能需要做好減少位置誤差的工作。對于閉環控制系統，定位誤差主要由位置檢測元件的精度引起，該誤差可以通過數控系統的補償功能有效減小。

對于故障排除方法：可以計算和設置與CNC系統的補償功能相關的機床數據，以補償機床中所有伺服軸位置錯誤，將錯誤限制在機床允許的范圍內，從而確保機床的平穩運行。

除了上述故障排除方法外，在CNC銑床FANUC系統運行期間，筆者認為，所有操作員在確保對系統故障原理、類型等有充分理解的同時，一般在使用設備的時候，要加強監控管理和檢查，發生故障的情況下要更好地維護系統，進行故障排除，首先要停用系統。

簡單地說，CNC機床系統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。相關數據丟失會對機器的正常生產工作產生很壞的影響，因此，如果發現參數故障，必須第一時間修改，以便更好地恢復機器生產，提高生產經濟效益，并順利進行相關工作。

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編輯 陳鮮艷