数控铣床 FANUC 系统故障分析与排除
2021-11-10 来源： 广西理工职业技术学校 作者：零梅勇
摘要：数控机床系统的参数是数控机床的重要组成部分，工作功能必须通过参数进行设置和实现，制作精度必须通过参数进行调整和保证。CNC 机床在使用过程中产生参数故障，如果CNC 机床参数丢失或混淆，CNC 机床系统将无法运行。如果在运行 CNC 机床系统时发生错误，了解参数失败的原因并了解如何使用参数还原，将进一步有助于 CNC 机床系统的运行和使用。
关键词： CNC 铣床；FANUC 系统故障；排除
CNC 铣床的工作方式是以数字代码表示加工过程中所需的各种操作、步骤和操作的形式尺寸，然后通过控制介质向数控设备发送数值信息，通过数控设备处理和计算输入的信息，发送各种控制信号，或控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机器自动加工所需工件。数控铣床系统运行期间，其故障原因多种多样。下面我将结合机床操作特性、故障原因等探讨解决问题的方法和策略。
一、CNC 机床的特点
（一）高灵活性
CNC 机床的零件加工关键在于，与普通机床不同，工作人员不需要经常调整机床，以提高制造、各种工具、更换夹具、零件生产的准确度。CNC 机床具有的这些优点更适合零件频繁变更的情况，例如单一零件、小批量生产和新产品开发。因此，可以有效地缩短生产准备周期，降低工艺设备成本。
（二）高加工精度
CNC 机床的加工精度通常可达到 0.005~0.1mm，CNC 机床以数字信号形式控制，每当数控装置输出脉冲信号时，机器移动部件移动脉冲当量值，机器进给链的逆间隙和螺杆螺距平均误差也可由数控装置有效补偿。因此，数控机床的位置精度实际上比较高。
（三）加工质量稳定可靠
加工相同的放置零件，在相同的加工条件下使用相同的刀具和加工过程，刀具的走刀轨迹相同，因此零件的一致性更好，质量更稳定、更可靠。
（四）高生产率
CNC 机床可以有效减少零件的加工时间和辅助时间，CNC 机床的主轴速度和进给范围比较大，可以在加工刀具上实现大量强力切削。目前，数控机床进入高速加工时代，通过快速移动和定位数控机床移动部件和高速切削缩短半成品的工艺所需时间，生产效率也有了很大提高。
（五）改善工作条件
CNC 机床加工前仔细调整，输入并启动程序后，机床可自动连续加工，直到加工处理结束。工作人员只需输入程序、编辑零件、处理、刀具准备、观察加工状态、检查零件等工作。对机床操作员来说，他们的工作强度大幅度减少，但工作流程大幅度增加。
二、CNC 铣床 FANUC 系统参数故障原因
（一）CNC 系统备用电池故障
备用电池故障将导致系统参数丢失，必须确保机器运行时 CRT 显示电池电压低的警告标记。如果发现报警音，则必须在一周内更换符合系统生产要求的电池。更换电池的程序必须严格按照系统生产工厂的要求实施，如果长时间不使用，备份电池会更容易发生故障，为了维护顺利，必须定期给机床供电，并在一定时间内腾出货架。这样不仅有助于延长备用电池寿命，还能及时确认备用电池是否过期，而且对机床数控系统、机器系统和整个系统寿命的延长有很大的好处。
（二）操作员故障
误操作是第一次接触数控机床的操作员经常遇到的问题。在系统应用过程中，错误操作可能会删除整个参数，有时会更改各个参数。要防止这种情况，必须加强岗位转移、岗位内培训，制定可能的操作程序，严格按照要求执行。
（三）如果机床在 DNC 状态下加工工件并发生断电，则可能丢失参数
如果机床在 DNC 状态下加工工件，则很可能发生参数系统错误。同时，如果机床运行时数据传输过程中突然停电，可能会丢失参数。
三、如何恢复系统参数
与上述三个参数故障原因一起，可以采取措施有效消除这些参数故障，但无法有效消除某些错误。恢复系统参数错误时，由 CNC 机器组成的 CNC 系统有很大的不同，因此参数恢复方法可能因系统而略有不同，同一制造商的产品在不同系列中也有明显的差异。因此，文章以 FANUC0 系统为例，分析了参数 恢复方法 。FANUC0 系统参数主要有两个主要组件：参数列下的数控参数和诊断主题下的 PMC 参数，如果参数失败，可以在以下三个方面恢复。
1.对照随机数据参数的硬拷贝逐一检查机器的参数。如果发现不匹配的参数，请复制此参数以恢复机床参数。此恢复方法不需要外部设备，但验证和恢复 1 万多个参数需要很长时间，效率低下，容易出错。
2.利用风扇 uc 公司专用的输入和输出设备，例如读取器、风扇 uc 磁带和风扇 uc PPR（包括冲孔、打印机和读取器的集成输入和输出设备）。
FANUC 外部输入和输出设备由于单一功能和低利用率，随着计算机的普及，在购买 CNC 机床时选择 FANUC输入和输出设备的制造商和用户越来越少。
3.利用计算机和 CNC 机床的 DNC 功能通过 DNC 软件输入参数。这种方法比较有效，操作简单，输入不准确，因此很受用户欢迎。此方法可完全恢复一个 CNC 机床参数，恢复时间相对较短，从准备工作到结束工作的时间通常为 10 分钟，比其他恢复方法更理想。
四、系统参数故障修复实例
（一）CNC 系统无法控制和参数调节
此类型的故障可以在系统通电后切换到就绪状态，在不发出任何警告的情况下正常显示屏幕的情况下，各种操作开关、按钮等工作，但是这种功能都不正常。例如，可以快速移动，但快速移动的开关不起作用，或者循环启动按钮起作用，但进给率等不正常的情况下，通常称为失控现象。
解决此问题的最常见方法是清洁整个系统，然后输入正常参数，系统将进入正常状态。
失败原因：某些参数是相互关联的，如果出现不匹配的设置或设置错误，则可能会发生这些错误。为了更好地分析相关失败的原因，以下笔者将控制系统分析为 FANUCOM CNC 铣床的两个典型失败实例。
示例 1：加工刀具只能以负坐标移动
返回零操作期间，如果在正向移动一小段距离，则会生成正常超程警告。在曲面上，当通电时，机器所在的位置看起来原始为零，正向移动时，软件过度行进保护，因此只能在负方向移动。如果此运动继续进行，铣削刀头可能会越来越接近工作台，最终机器将不再可用。此故障排除方法是在机床通电时先修改参数。对于 FANUC0M 系统，只需更改其参数设置，然后正确执行还原到 0 操作，然后在还原到 0 操作结束时将上述参数更改为原始设置。对于其他数控系统，只需找到相应的参数，并使用上述方法进行修改。
示例 2：机床未完成返回参照点
机床供电后执行返回参照点操作时，系统实际上处于更危险的状态，因为过度行进保护开关发生冲突，机床无法完成返回参照点操作。在这种情况下，其他操作故障排除方法如下：对于 FANUCOM 系统，故障排除方法是检查参数 000 条目的第 7 位，然后将此参数正确设置为 1，如果为 0，则更改为 1。以上故障是由特定干扰引起的。干涉经常导致参数变更，尤其是对于状态式参数。
（二）手脉冲发生器损坏和参数调整
手脉冲发生器的电路板、插件板、接口故障等可能导致手脉冲发生器不能正常工作，在这种情况下，不能微调工具，不能使用刀。此时，必须更换或修复脉冲发生器才能解决相关问题，但这需要一些时间。为了使刀具正常工作，FANUCOM 数控系统将参数 001 项目的第六位置设置为 0，使用移动按钮实现单脉冲操作，即可完成刀具的微调，将参数设置为 1，直到第一脉冲发生器修好，对于其他模型的数控系统，可以查找其参数，并通过上述方法进行修改。
（三）伺服轴位置误差
位置精度是数控机床位置精度的重要指标。在精密加工操作中，位置精度不够精确，机床的位置误差更大，会对加工精度产生负面影响。因此，在系统应用过程中，可能需要做好减少位置误差的工作。对于闭环控制系统，定位误差主要由位置检测元件的精度引起，该误差可以通过数控系统的补偿功能有效减小。
对于故障排除方法：可以计算和设置与 CNC 系统的补偿功能相关的机床数据，以补偿机床中所有伺服轴位置错误，将错误限制在机床允许的范围内，从而确保机床的平稳运行。
除了上述故障排除方法外，在 CNC 铣床 FANUC系统运行期间，笔者认为，所有操作员在确保对系统故障原理、类型等有充分理解的同时，一般在使用设备的时候，要加强监控管理和检查，发生故障的情况下要更好地维护系统，进行故障排除，首先要停用系统。
简单地说，CNC 机床系统故障主要是参数故障，参数对 CNC 机床的正常使用和性能保证起着非常重要的作用。相关数据丢失会对机器的正常生产工作产生很坏的影响，因此，如果发现参数故障，必须第一时间修改，以便更好地恢复机器生产，提高生产经济效益，并顺利进行相关工作。
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