第一章数控机床故障诊断与维修技术演示幻灯片

第1章典型数控系统及系统报警的维修技术,1.1FANUC（日本发那科）数控系统组成及特点,FANUCCNC产品一览表,高性能数控系统,FS15-BFS15i,中档性能数控系统,4-24轴复合机床纳米加工机床高精密加工机床,3-8轴0.0001mm加工机床,一般性能数控系统,2-4轴一般的加工机床0.001mm,运动控制系统,1-6轴直线插补传送线或滑台通用运动控制器,FS16-CFS16i,FS18-CFS18i,FS0-C,FS21-BFS21i,FSOi-AFSOiB/C,FSOiMate,PowerMate,1,1.全功能、可靠性CNCFANUCOC系列,CNC单元,显示装置与操作面板,1.1.1FANUCOC/OD系统组成及特点,2,具有丰富的加工功能具有刀具寿命管理、极坐标插补、圆柱插补、多边形加工等特有的控制功能，并且提供了专用的定制型用户宏程序，从而能够容易地实现一些特殊的机械加工。CNC控制伺服轴数最大为6轴联动伺服轴数最大为4轴主轴控制数和驱动装置一个模拟量主轴或2个串行数字主轴采用系列驱动具有动态梯形图显示功能标准型PMC-L：基本指令周期6S，最大梯形图步数为5000，最大I/O点数为104/72。增强型PMC-M：基本指令周期2S，最大梯形图步数为8000，最大I/O点数为208/144。主要产品用于车床系列的FANUCSeriesO-TC，用于铣床、加工中心系列的FANUCSeriesO-MC，用于平面磨床系列的FANUCSeriesO-GSC，用于内、外磨床系列的FANUCSeriesO-GCC。,FANUCOC系统的主要控制功能,3,4,2.高可靠性、普及型CNCFANUCOD系列,CNC单元,显示装置与操作面板,5,3FANUCOC/OD系统数控单元的结构和功能连接,FANUCOC/OD系统结构示意图,6,系统主板:A型(4轴及以下)、B型（5轴及以上）主CPU:486微处理器(32位)电源单元:A、AI、B2图形显示板(GR):选择部件PMC扩展板:选择部件基本轴控制板:2-4轴控制板系统I/O板:C5、C6、C7系统存储板:配置系统各种控制软件宏程序卡（PAS1）:选择部件远程缓冲卡（JA1/JA2）:选择部件存储卡/梯形图编辑卡（CE0）:选择部件,7,功能:主要提供5V、15V、24V、24E直流电源。,(2)系统电源单元（POWER）,+24V:显示器电源。+24E:系统24V电源。+5V:CPU、存储器电源。15V:位置模块电源。,8,CP1:单相交流电源AC200V输入端。CP2：AC电压200V输出端（同ON/OFF同步的交流电源输出）。CP3：主要是电源单元开/关的触点输入信号（ON/OFF）。CP14：用于附加I/OB2印刷电路板的+24V电源。CP15：用于单色CRT/MDI单元的+24V电源。F11、F12：电源单元交流输入熔断器（7.5A）。F13：24V输出熔断器（3.2A）。F14：24E输出熔断器（5A）。F1：辅助电源输出熔断器(0.3A)。PIL（绿色）：电源单元控制电路工作时，此指示灯亮。ALM（红色）：电源单元出现任何故障时，此指示灯亮。,9,电源单元（POWER）的功能连接,CP3：机床面板的NC起动和NC停止开关,CP1：电源单元输入电压（交流200V、50Hz）,CP15：CRT直流电源接口(DC24V),10,(3)轴板（AXE）的功能及连接,A型伺服接口板B型伺服接口板,A型接口:是指伺服电动机的串行编码器信号反馈到CNC系统轴板上。B型接口:是指伺服电动机的串行编码器信号反馈到伺服放大器上。,11,A型伺服接口轴板的连接图,12,（5）系统存储板的功能及连接,系统存储板,M27：主轴编码器信号接口,M26：模拟量主轴控制信号（0-10V）,M12：手摇脉冲发生器,CCX5：CRT视频信号接口,M3：MDI键盘信号,M5：RS-232串行通信,CPA7：系统数据备份电池（DC4.5V）,13,（4）系统I/O板的功能及连接,FANUCOC/OD系统的I/O板有三种规格:C5板（M1和M2插口）40点输入和40点输出；C6板（M1、M2、M18和M19插口）80点输入和56点输出；C7板（M1、M2、M18、M19、和M20插口）104点输入和72点输出。系统标准配置为C6板。,系统标准配置为C6板,系统I/O板,14,（6）系统显示装置和MDI操作键盘的连接,系统操作软键系统MDI键盘系统显示装置系统显示装置信号接口信号接口视频信号接口电源输入接口,15,FANUCOTD系统总体连接图,16,1.1.2高性能、模块化数控系统FANUC16/18/21/OiA系列,FANUC-18系统,FANUC-OiA系统,17,1）结构形式为模块结构,1.高性能、模块化数控系统FANUC16/18/21/OiA系列特点,2）可使用编辑卡编写或修改梯形图,3）可使用存储卡进行数据的输入/输出,4）配备了更强大的诊断功能和操作消息显示功能,5）系统具有HRV(高速矢量响应)功能,6）16系统最多可控8轴，6轴联动；18系统最多可控6轴，4轴联动；21系统最多可控4轴，4轴联动。,18,CNC装置,系统显示装置和操作面板,2.高品质、高性能/价格比FANUCSeries0iA,19,(1)FANUCOiA系统主模块及功能连接,:PMC控制模块:扩展SRAM/主轴控制模块:FROM/SRAM模块:3/4轴控制模块,20,FANUCOiA系统主模块的连接,21,(2)FANUCOiA系统I/O模块及功能连接,系统I/O模块及扩展功能板(选择件),系统电源板,22,FANUCOiA系统I/O模块的连接,23,(3)FANUCOiA系统显示装置/MDI键盘的连接,MDI键盘接口系统操作软键接口显示器电源接口视频显示信号接口,24,1.1.316i/18i/21i/OiB/OiC系统,FANUC-16i,FANUC-18i,（分离型系统）,（一体型系统）,FANUC21i系统,25,目前，我国引进的中高档数控机床的FANUC系统一般为FANUC16i/18i系列，国内数控机床厂家今后中档数控机床的FANUC系统将以FANUCOiB/OiC系列为主。下面iB为例介绍系统的组成及功能连接。,（1）通过使用高速RISC处理器,可以在进行纳米插补的同时,以适合于机床性能的最佳进给速度进给加工。,（2）超高速伺服串行通信(FSSB)。,（3）丰富的网络功能。,（4）进给伺服系统采用高响应向量HRV控制的高增益伺服系统。,（5）主轴控制采用高速DSP控制。,（6）使用专用PMC处理器的高性能PMC高速处理大规模的顺序控制。,（7）实现远程诊断。,1.FANUC16i/18I/21i系统特点,26,2.具有很高性价比的CNCFANUCSeries0i-MODELB,售价低廉的功能包提供了很多高效的CNC功能最多控制轴数4轴最多控制主轴电机数2个可连接的伺服电机i,Ci伺服电机可连接的主轴电机i,Pi,Ci主轴电机伺服接口FANUC串行伺服总线(FSSB)显示单元7.2”单色LCD/9”单色CRT8.4”/10.4”彩色CRT/LCD显示单元具备PC功能简单的操作编程支持工具MANUALGUIDE0i针对磨床的独特控制功能以太网功能数据服务器功能,27,系统主模块,主模块上层功能板,主模块下层功能板,（1）FANUCOiB系统主模块*,28,CB104/CB105、CB106/CB107：为系统内置I/O模块的输入/输出信号接口。,（2）系统内置I/O模块*,JA3：机床手摇脉冲发生器接口。,JD1A：系统I/OLINK串行输入/输出信号接口。,CD38T：以太网卡（为系统选择件）接口。,29,（3）FANUC0iB系统连接图*,30,31,售价低廉的功能包提供了很多高效的CNC功能最大控制轴数4轴最大控制主轴电机数2个可连接的伺服电机iS伺服电机可连接的主轴电机i主轴电机伺服接口FANUC串行伺服总线(FSSB)显示单元7.2”单色LCD8.4”/10.4”彩色LCD显示单元具备PC功能简单的操作编程支持工具MANUALGUIDE0i针对磨床的独特控制功能以太网功能数据服务器功能,Series0i-MODELC是一款具有很高性价比的超薄一体型CNC系统.该系统功能强大,最多可控制四轴.,3.具有很高性价比的CNCFANUCSeries0i-MODELC,32,1CP12FUSE3电源单元4JA7A5JD1A6JA407JD36B8JD36A9CN210CA5511CA6912系统电源风扇13系统存储器电池,(1)FANUCOiC系统接口,33,CP1：系统直流24V输入电源接口。FUSE：系统DC24V输入熔断器（5A）。JA7A：串行主轴/主轴位置编码器信号接口。JA40：模拟量主轴的速度信号接口（010V）。JD44A：外接的I/O卡或I/O模块信号接口（I/OLINK控制）。JD36A：RS-232-C串行通信接口（0、1通道）。JD36B：RS-232-C串行通信接口（2通道）。CA69A：伺服检测板接口。CA55A：系统MDI键盘信号接口。CN2：系统操作软键信号接口。,（2）FANUCOiC系统接口功能*,34,（3）FANUCOiMC系统实际连接,MDI键盘接口,伺服接口,RS-232接口,DC24V输入,串行主轴接口,I/OLink接口,35,售价低廉的功能包提供了很多高效的CNC功能最大控制轴数3轴(MB)2轴(TB)最大控制主轴电机数1个可连接的伺服电机Ci,/i伺服电机可连接的主轴电机i,Ci主轴电机伺服接口FANUC串行伺服总线(FSSB)显示单元7.2寸黑白LCD9寸单色CRT,0iMate-MODELB是一款具有很高性价比的CNC系统.该系统功能强大,最多可控制三轴.,4.具有很高性价比的CNCFANUCSeries0iMate-MODELB,36,(1)接口功能,37,(2)FANUC-OiMateTB实际接线,38,售价低廉的功能包提供了很多高效的CNC功能最多控制轴数3轴最多控制主轴电机数1个可连接的伺服电机iS伺服电机可连接的主轴电机i主轴电机伺服接口FANUC串行伺服总线(FSSB)显示单元7.2”单色LCD,FANUCOiMate系统是一款具有很高性价比的超薄一体型CNC系统。该系列产品有用于车床的FANUCOiMateTC，2轴2联动；用于铣床、加工中心的FANUCOiMateTC，3轴3联动。,5.性能价格比卓越的CNCFANUCSeries0iMateC,39,(1)FANUC-OiMateC系统组成,40,i系列伺服放大器,(2)FANUC-OiMateMC系统的连接,41,#000#299为P/S报警：000：系统输入了需要断电再上电确认的参数。001、002：输入/输出数据的字符TH、TV报警。100：参数写保护（PWE=1）打开，CAN+RESET同时按下可以解除该报警。101：系统在编辑程序时，系统掉电。PROGAM+DELET同时，系统上电。85、86、87：有关串行通信报警。90：绝对编码器的绝对位置丢失后需要返回参考点操作。,3#：为系统检测装置报警。4#：为系统伺服报警。5#：为系统超程报警。9#：为系统报警。,1.2FANUCOC/OD系统报警号及维修技术,42,系统通电,D046210,NOTREADY,D046210,NOTREADY,SERV9046,PMC8000,现在位置,X0.000,Z0.000,SYSTEMALARM,#910#998,SERVOALARM,#4,系统启动文件装载及检测过程*,43,1.RAM奇偶校验报警(ALM910Low/911High),系统检查原理:在FANUC的系统中,存储卡中RAM的数据在读写过程中,都具有奇偶校验检查电路。一旦出现写入的数据和读出的数据的检验位不符时,就会发生奇偶校验报警。,故障的原因及处理方法：,(2)存储器用的后备电池电压偏低。,(1)由于外界的干扰引起的数据报警。,系统断电再重新上电（间隔8分钟）故障消失则为系统干扰故障,(3)系统RAM内软件不良故障。,该故障出现的次数与机床停机时间长短有关。,(4)印刷电路板存储卡不良或系统主板故障。,清除系统RAM的全部数据，（系统上电的同时按下RESET+DEDLE）,44,伺服公共RAM奇偶检验报警(ALM912Low/913High),故障产生的原因及处理方法:（）由于外界的干扰引起的数据报警系统断电再重新上电后，该故障消失。（）系统伺服软件不良系统伺服软件初始化，该故障消失。注意：伺服软件初始化前，应该对系统参数进行备份。（3）系统伺服轴卡的故障。通过更换系统轴板的方法来判别该故障。（4）伺服放大器的故障(对伺服为B型接口而言)通过更换系统轴板的方法来判别该故障。（5）系统主板不良或存储板不良。更换系统主板或存储板。,45,3.系统监控报警(ALM920),系统检查原理:系统监控定时器是对主CPU的运行进行监控的定时器,每隔恒定时间段,CPU便将定时器复位。检测的主要电路为RS触发器,由系统的时钟使其置位,正常时由CPU进行复位。当CPU以及外围电路发生故障时,CPU不能将其复位,系统发生此类报警。,产生故障的原因：(1)系统主板不良(系统主CPU及主板)。(2)系统轴控制卡不良(3)CNC的控制软件ROM不良（系统存储板上的ROM及板故障）,46,4.主CPU异常报警(ALM930),故障产生的原因及处理