FANUC 0T数控系统工作数小时后出现剧烈振动的故障维修

故障现象：某采用FANUC 0T数控系统的数控车床，开机时全部动作正常，伺服进给系统高速运动平稳、低速无爬行。加工的零件精度全部达到要求。当机床正常工作5~7h后（时间不定），Z轴出现剧烈振荡，CNC报警，机床无法正常工作。这时，即使关机再起动，只要手动或自动移动Z轴，在所有速度范围内，都发生剧烈振荡。但是，如果关机时间足够长（如：第二天开机），机床又可以正常工作5~7h，并再次出现以上故障，如此周期性重复。
分析与处理过程：该机床X、Z分别采用FANUC 5、10型AC伺服电动机驱动，主轴采用FANUC 8S AC主轴驱动，机床带液压夹具、液压尾架和15把刀的自动换刀装置，全封闭防护，自动排屑。因此，控制线路设计比较复杂，机床功能较强。
根据以上故障现象，首先从大的方面考虑，分析可能的原因不外乎机械、电气两个方面。在机械方面，可能是由于贴塑导轨的热变形、脱胶，滚珠丝杠、丝杠轴承的局部损坏或调整不当等原因引起的非均匀性负载变化，导致进给系统的不稳定。在电气方面，可能是由于某个元器件的参数变化，引起系统的动态性改变，导致系统的不稳定等等。
鉴于本机床采用的是半闭环伺服系统。为了分清原因，维修的第一步是松开Z轴伺服电动机和滚珠丝杠之间的机械联接，在Z轴无负载的情况下，运行加工程序，以区分机械、电气故障。经试验发现：故障仍然存在，但发生故障的时间有所延长。因此，可以确认故障为电气原因，并且和负载大小或温升有关。
由于数控机床伺服进给系统包含了CNC、伺服驱动器、伺服电动机等三大部分，为了进一步分清原因，维修的第二步是将CNC的X轴和Z轴的速度给定和位置反馈互换（CNC的M6与M8、M7与M9互换），即：利用CNC的X轴指令控制机床的Z轴伺服和电动机运动，CNC的Z轴指令控制机床的X轴伺服和电动机运动，以判别故障发生在CNC或伺服。经更换发现，此时CNC的Z轴（带X轴伺服及电动机）运动正常，但X轴（带Z轴伺服及电动机）运动时出现振荡。据此，可以确认故障在Z轴伺服驱动或伺服电动机上。