FANUC数控系统数控机床误差过大报警处理方法

  数控机床编码器、光栅尺、反馈电缆伺、服放大器、伺服电机或传动机构出现故障时往往系统会触发误差过大报警,如FANUC系统的410#报警和411#报警。

  410#报警:SERVO ALARM:n- TH AXIS- EXCESS ERROR

  报警解释:①第n轴的停止位置偏差值超过参数1829的设定值。②在简易同步控制中,同步补偿量超过参数8325的设定值。

  411#报警:SERVO ALARM:n- TH AXIS- EXCESS ERROR

  报警解释:第n轴移动时的位置偏差值超过参数1828的设定值。

  

  一、工作原理

  在数控机床进行伺服控制的过程中,系统的移动指令经脉冲分配处理,进入误差寄存器,对误差寄存器的数值递增,通过伺服的速度回路以及电流回路,由伺服放大器驱动伺服电机转动,使安装在电机后面的增量式编码器发出数字脉冲,反馈到伺服放大器,通过FSSB光缆由进入误差寄存器,对误差寄存器的数值进行递减,正常情况下误差寄存器里的数值始终保持在一定范围以内,伺服停止时,误差寄存器的数值为0。如果移动指令或编码器反馈两者中有一个没有,就会造成误差寄存器里的绝对数值过大,在移动时,如果误差寄存器里的绝对数值>参数1828里设定的数值,机床就会出现411报警,在停止时如果误差寄存器里的绝对数值>参数1829里设定的数值,机床就会出现410报警。误差寄存器的数值可以在FANUC系统的诊断 300号看到。

  二、故障原因

  通过以上分析可知,每当伺服使能接通,或者轴定位完成时,都要进行上述误差比较。当以上误差比较超值后,就会出现410#报警,即停止时的误差过大。当伺服轴执行插补指令时,指令值随时分配脉冲,反馈值也随时读入脉冲,误差计数器随时计算实际误差值。当指令值、反馈值其中之一不能正常工作时,均会导致误差计数器数值过大,即产生411#移动中误差多大报警。

  那么哪些环节会导致上述两种情况的发生呢?通过维修记录的统计,多数情况下是发生在反馈环节上。另外机械过载、全闭环振荡等都容易导致上述报警的发生,现将典型情况归纳如下:

  ①编码器损坏;

  ②光栅尺放大器故障;

  ③光栅尺脏或损坏;

  ④反馈电缆损坏,断线、破皮等;

  ⑤伺服放大器故障,包括驱动晶体管击穿、驱动电路故障、动力电缆断线虚接等;

  ⑥伺服电机损坏,包括电机进油、进水、电机匝间断路等;

  ⑦机械过载,包括导轨严重缺油,导轨损伤、丝杠损坏、丝杠两端轴承损坏,联轴器松动或损坏等。

  三、实例分析

  实例1:某FANCU 0iTB数控系统半闭环控制数控车床,Z轴移动时出现411#报警。首先通过伺服诊断画面观察Z轴移动时的误差值。通过观察,发现Z轴低速移动时位置偏差数值尚未得到及时调整就出现了411#报警。这种现象是比较典型的指令与反馈不协调,有可能是反馈丢失脉冲,也有可能是负载过大而引起的误差过大。

  由于是半闭环系统,所以反馈装置就是电动机后面的脉冲编码器,该机床使用FANCU 0iTB数控系统,并且X和Z轴均配置αi系列数字伺服电机,所以编码器的互换性好,并且比较方便,因此维修人员首先更换了两个轴的脉冲编码器。但是完成后故障依旧存在,初步排除了编码器问题。通过查线、测量,确认反馈电缆即连接也没有问题。视线转向外围机械部分,技术人员将电机与机床脱离,将电动机从联轴器上拆下,通电旋转电机,无报警,排除了数控系统和伺服电机故障。检查机械传动部分,使用扳手手动旋转丝杠,发现丝杠很沉,明显超出正常值,说明进给轴传动链存在机械故障,通过钳工检修,修复Z轴丝杠机械问题,重新安装电动机,机床工作正常。

  实例2:某FANUC 0iMC系统半闭环立式数控铣床,Y轴解除急停开关后数秒随即产生410#报警。

  410#报警是由于停止时误差过大引起的,一般也是由于反馈、驱动、外围机械这三种因素引起的。凡是这类误差过大的报警,首先要观察伺服运转(SV-TURN)画面。通过观察,发现松开急停开关后“位置偏差”数值快速加大,并出现报警,此时机床窜动一下并停止。

  如何快速简易的判断位置编码器故障?可以先按下急停开关,用手动或借助工具使电动机转动。此时,如果SV-TURN画面中位置偏差也跟着变化,说明编码器没有问题。使用此方法,通过伺服诊断画面看到反馈脉冲良好,基本排除脉冲编码器及反馈环节的问题。经过仔细观察发现,通电时间不长,电动机温升可达60~70度。通过摇表测量,发现电动机线圈对地短路,更换电机后,机床工作正常。

  四、结语

  在系统出现410#或411#报警的时候,要检查伺服放大器、编码器、伺服电机、伺服电机的动力电缆和编码器的反馈电缆、伺服轴的机械负载等方面的情况。

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