CNC系统故障诊断与维修课件

主编杨中力、温丹丽数控机床故障诊断与维修(第三版)模块五CNC系统故障诊断与维修主编杨中力、温丹丽数控机床故障诊断与维修(第三版)模1工作任务

对数控系统故障的诊断，需要针对软硬件全面进行分析、判断，准确把握故障情况，定位故障部位，快速恢复故障。工作任务对数控系统故障的诊断，需要针对软硬件全面进行分2工作任务

CNC系统大都具有很强的自诊断功能。当机床发生故障时，可对整个机床包括数控系统自身进行全面的检查和诊断，并将诊断到的故障或错误以报警号或错误代码的形式显示在CRT或LCD上。FANUC0i系列数控系统报警信息一般有以下两种表达方式：CRT或LCD报警信息提示（报警号+文字说明）以及系统线路板或单元模块上面的LED状态（不同的组合反映不同的故障）。工作任务CNC系统大都具有很强的自诊断功能。当机床发生故3任务目标

1.知识目标

（1）掌握数控系统软硬件故障诊断与维修的一般方法。

（2）掌握FANUC0i数控系统的故障报警及其分类。

（3）通过对数控机床常见故障的训练，掌握故障排除的常用方法。2.能力目标

（1）能根据机床数控系统报警或故障现象，对FANUC0i-MC系统进行故障诊断与维修。

（2）初步具备数控系统的故障判别及处理能力。

（3）能根据报警信息查找技术资料，分析系统产生报警的原因。3.素质目标

（1）能够应用理论知识指导实践的操作。

（2）具有自主分析问题和解决问题的能力。

（3）培养学生的钻研精神、培养学生的吃苦耐劳精神。任务目标1.知识目标4相关知识

一、CNC系统硬件故障检测与维修

1.数控系统硬件故障诊断的方法

（1）系统的自诊断

一般的CNC、PLC装置都配有故障诊断系统，可以由各种开关、传感器等把油位、温度、油压、电流、速度等状态信息，设置成若干报警提示，方便诊断故障的部位和原因。自诊断程序就是对数控机床各部分包括CNC系统本身进行状态或故障监测的软件，当机床出现故障时，利用该诊断程序能够诊断出故障源范围及其具体位置。自诊断程序主要包括开机自诊断、在线诊断、离线诊断。相关知识一、CNC系统硬件故障检测与维修5相关知识（2）常规检查①外观检查。②连接电缆、连接线检查。③连接端及接插件检查。④在恶劣环境下工作的元器件检查。⑤易损部位的元器件检查。⑥定期保养的部件及元器件的检查。⑦电源电压检查。相关知识（2）常规检查6相关知识（3）故障现象分析法（4）面板显示与指示灯显示分析法（5）系统分析法（6）信号追踪法（7）静态测量法（8）动态测量法（9）试探交换法相关知识（3）故障现象分析法7相关知识

2.硬件报警显示的故障。

硬件报警显示通常是指各单元装置上的警示灯（一般由LED发光管或小型指示灯组成）的指示，是一种自诊断指示方法，当CRT/LCD上的报警号未出现或CRT/LCD不亮时，LED或数码管指示是主要的报警内容。相关知识2.硬件报警显示的故障。8相关知识

二、CNC系统软件故障诊断与维修

1.软件故障发生的原因：

（1）误操作不规范操作：在调试用户程序或修改机床参数时，操作者删除或更改了软件内容或参数，从而造成软件故障。有时操作者违反机床操作规程，也会造成机床报警或者停机等软件故障。

（2）供电电池电压不足：为RAM供电的电池电压经过长时间的使用后，电池电压降低到监测电压以下，或在停电情况下拔下为RAM供电的电池、电池电路断路或短路、电池电路接触不良等都会造成RAM得不到维持电压，从而使系统丢失软件和参数。

（3）干扰信号引起软件故障：由于电源电压的波动或者干扰脉冲窜入数控系统总线，引起逻辑时序错误或者造成数控装置停止运行等。

（4）软件死循环：运行复杂程序或者由于程序错误而至进行大量计算，有时会造成系统陷入死循环，引起中断，产生软件故障。

（5）用户程序错误：指的是由于用户程序语法错误、输入非法数据等造成的的软件故障。相关知识二、CNC系统软件故障诊断与维修9相关知识

2.软件故障的排除

（1）对于软件丢失或参数变化造成的运行异常、程序中断、停机故障，可通过对数据程序更改或清除，然后重新输入的方法来恢复系统的正常工作。

（2）对于程序运行或数据处理中发生中断而造成的停机故障，可采用硬件复位或关掉数控机床总电源开关，然后再重新开机的方法排除故障。

（3）NC复位、PLC复位能使后继操作重新开始，而不会破坏有关软件和正常处理的结果，以消除报警。亦可采用清除法，但对NC、PLC采用清除法时，可能会使数据全部丢失，应注意保护不想清除的数据。

（4）开关系统电源是清除软件故障的常用方法，但在出现故障报警或开关机之前一定要将报警的内容记录下来，以便排除故障相关知识2.软件故障的排除10相关知识

三、CNC系统故障报警分类及处理

根据报警显示形式不同，FANUC0i-D可以分为：报警号显示报警与文本提示报警。前者既有报警号，还有相应的文本提示信息，CNC的绝大部分报警属于此类情况；后者只显示提示文本，一般在PMC程序编辑与数据I/O时出现。相关知识三、CNC系统故障报警分类及处理11相关知识

根据故障部位及引起故障原因的不同，FANUC-0iD系统将故障分为以下几大类：

1.CNC报警

2.PMC报警

3.串行主轴报警（SP9001～SP9136）

4.PS0090报警（回零动作异常）

5.SV0301～SV0306报警（APC报警，绝对编码器故障）

6.SV0401报警（伺服准备完成信号断开）

7.SV0404报警（伺服准备就绪信号接通）

8.SV0410报警（停止时位置偏差过大）

9.SV0411报警（运动中误差过大）

10.SV0445～SV0447，SV0447（反馈断线）

11.SV0368报警（内装脉冲编码器串行数据错误）

12.SV0417报警（数字伺服系统异常）相关知识根据故障部位及引起故障原因的不同，FANUC-012相关知识13.SV0462（CNC数据传输失败），SV0463（从属数据

传输失败）14.SV0443报警（电源放大器PSM

控制板内冷却风扇故障）15.SV5136报警（FSSB:放大器数量不足）16.DS0300报警（APC报警，须回参考点）17.DS0307～DS0308报警（绝对脉冲编码器电池电压低）18.报警OH0700（控制单元过热）19.OH0701报警（风扇电机过热）20.SP9056报警（主轴放大器SPM内冷风扇故障）21.SP9073报警（传感器断线）22.SP1220,SV5136报警（无主轴放大器报警）23.SYSALM***（系统报警）相关知识13.SV0462（CNC数据传输失败），SV0413任务实施

一、P/S程序报警诊断与恢复

程序编制错误、机床操作不当或数据设定错误可能导致数控系统出现P/S报警，这类报警只要修改程序或重新设定数据，确保正确操作即可排除。任务实施一、P/S程序报警诊断与恢复14任务实施

二、系统黑屏故障诊断与维修

故障现象：通电后LCD上没有任何显示，停留在显示“LOADINGGRAPHICSYSTEM”（加载图形系统）的情形。

（1）可能的原因：

①LCD电缆、背光灯电缆不良或者连接器的连接不良。

②所需软件尚未安装。

③主板、变频器板不良。

（2）解决方法：

①确认LED显示请参照说明书关于主板LED显示项的报警说明，确认主板的LED点亮情况。如果主板正常启动，LED的显示为通常运行中的情况下，则可能是由于电缆连接不良，或逆变器电路板不良等显示系统的不良所致。在启动处理过程中停止时，可能是由于硬件的不良(包括安装不良)，或没有安装所需软件等。

②确认LCD电缆、背光灯的布线请确认背光灯连接器及LCD连接器是否与电缆切实连接。这些电缆在发那科公司出厂时已经连好，在需要进行维修而拆下电缆时，特别要引起注意。

③确认是否已经安装所需软件，如果FROM中没有储存所需软件时，CNC可能无法启动。任务实施二、系统黑屏故障诊断与维修15技能拓展

（一）系统开机急停诊断与维修

紧急停止不能解除是一个常见故障，当故障发生时显示器下方显示“紧急停止”或“EMERGENCYSTOP”，机床操作面板方式开关不能切换，MCC不吸合，伺服及主轴放大器不能工作，系统并不发出具体的报警号，根据机床厂PMC报警编辑不同，有时会出现1000#以后的PMC报警。

机床厂家一般将一些重要的安全信号（包括紧急停止开关）与紧急停止信号串联，以确保安全。如果急停开关开关或超程开关连接不良也出现急停报警保障。技能拓展（一）系统开机急停诊断与维修16技能拓展

二、系统死机故障诊断与维修

数控系统参数是数控机床的灵魂，数控机床软硬件功能能否正常发挥与参数的合理设定有直接关系；机床制造精度和维修后精度恢复也需要参数来调整。系统参数设置错误，就会引发各种各样的故障现象如系统不能正常启动；不能正常运行；螺纹加工不能够进行；系统显示不正常；死机等，通常把数控系统参数全部丢失而引起的机床瘫痪，称为“死机”。技能拓展二、系统死机故障诊断与维修17技能拓展

参数丢失(机床参数、梯形图丢失)的可能原因有：

1.电池电压过低，在更换电池时，没有开机或断电，就会使参数丢失。若长期不开机，电池耗尽，也会丢失参数。

2.主印刷电路板或存储板故障(换板)；

3.存储器(ROM、RAM、内存、电子盘、硬盘、存储卡)不良；

4.操作错误，比如同时按住【Reset】及【Delete】两键，并按电源PowerON，就会消除全部参数，需将备份正确的机床参数、梯形图等输入到数控系统中，将丢失的内容补充完整。

5.干扰。

6.机床突然断电。

7.处理P/S报警有时会引起参数丢失。

8.进行DNC通讯期间若断电，可能会出现“死机”。技能拓展参数丢失(机床参数、梯形图丢失)的可能原因有：18技能拓展

三、无报警号故障的处理

FANUC-0iD系统还有一些无报警号的故障。例如不能自动运行、不能手动动作等，下面介绍这些故障的查找方法。

1.手动及自动均不能运行

原因及处理:位置显示（相对、绝对、机械坐标）全都不动时，检查CNC的状态显示，检查急停信号、复位信号、操作方式状态、到位检查、互锁状态信号。

2.不能JOG操作运行

原因及处理方法:

（1）确认操作方式是否正确，检查操作面板操作方式旋钮，检查操作方式信号接口。

（2）确认是否输入了进给轴方向选择信号（M），按下对应轴方向键时，对应的诊断号应为1，如果不是，则应检查PMC梯形图。技能拓展三、无报警号故障的处理19技能拓展

3.不能手轮运行

按照前面两种故障的查找方法确定操作方式、环增益参数；检查手轮的电缆、插头连接是否良好;确认是否选择了进给轴选择信号。

4.不能自动运行

原因及处理:先确认是否能手动运行，如果不能，请参照前面“不能手动”方法恢复；否则检查以下内容:

（1）确认正确输入了方式选择信号。

（2）确认循环启动信号是否起作用

自动运行启动信号在按下自动运行起动按钮时变为“1”，松开按钮时变为“0”，自动运行的起动在该信号从“1”改变为“0”时发挥作用，所以可通过PMC的信号状态画面确认信号的状态。技能拓展3.不能手轮运行20THANKYOUTHANK21主编杨中力、温丹丽数控机床故障诊断与维修(第三版)模块五CNC系统故障诊断与维修主编杨中力、温丹丽数控机床故障诊断与维修(第三版)模22工作任务

对数控系统故障的诊断，需要针对软硬件全面进行分析、判断，准确把握故障情况，定位故障部位，快速恢复故障。工作任务对数控系统故障的诊断，需要针对软硬件全面进行分23工作任务

CNC系统大都具有很强的自诊断功能。当机床发生故障时，可对整个机床包括数控系统自身进行全面的检查和诊断，并将诊断到的故障或错误以报警号或错误代码的形式显示在CRT或LCD上。FANUC0i系列数控系统报警信息一般有以下两种表达方式：CRT或LCD报警信息提示（报警号+文字说明）以及系统线路板或单元模块上面的LED状态（不同的组合反映不同的故障）。工作任务CNC系统大都具有很强的自诊断功能。当机床发生故24任务目标

1.知识目标

（1）掌握数控系统软硬件故障诊断与维修的一般方法。

（2）掌握FANUC0i数控系统的故障报警及其分类。

（3）通过对数控机床常见故障的训练，掌握故障排除的常用方法。2.能力目标

（1）能根据机床数控系统报警或故障现象，对FANUC0i-MC系统进行故障诊断与维修。

（2）初步具备数控系统的故障判别及处理能力。

（3）能根据报警信息查找技术资料，分析系统产生报警的原因。3.素质目标

（1）能够应用理论知识指导实践的操作。

（2）具有自主分析问题和解决问题的能力。

（3）培养学生的钻研精神、培养学生的吃苦耐劳精神。任务目标1.知识目标25相关知识

一、CNC系统硬件故障检测与维修

1.数控系统硬件故障诊断的方法

（1）系统的自诊断

一般的CNC、PLC装置都配有故障诊断系统，可以由各种开关、传感器等把油位、温度、油压、电流、速度等状态信息，设置成若干报警提示，方便诊断故障的部位和原因。自诊断程序就是对数控机床各部分包括CNC系统本身进行状态或故障监测的软件，当机床出现故障时，利用该诊断程序能够诊断出故障源范围及其具体位置。自诊断程序主要包括开机自诊断、在线诊断、离线诊断。相关知识一、CNC系统硬件故障检测与维修26相关知识（2）常规检查①外观检查。②连接电缆、连接线检查。③连接端及接插件检查。④在恶劣环境下工作的元器件检查。⑤易损部位的元器件检查。⑥定期保养的部件及元器件的检查。⑦电源电压检查。相关知识（2）常规检查27相关知识（3）故障现象分析法（4）面板显示与指示灯显示分析法（5）系统分析法（6）信号追踪法（7）静态测量法（8）动态测量法（9）试探交换法相关知识（3）故障现象分析法28相关知识

2.硬件报警显示的故障。

硬件报警显示通常是指各单元装置上的警示灯（一般由LED发光管或小型指示灯组成）的指示，是一种自诊断指示方法，当CRT/LCD上的报警号未出现或CRT/LCD不亮时，LED或数码管指示是主要的报警内容。相关知识2.硬件报警显示的故障。29相关知识

二、CNC系统软件故障诊断与维修

1.软件故障发生的原因：

（1）误操作不规范操作：在调试用户程序或修改机床参数时，操作者删除或更改了软件内容或参数，从而造成软件故障。有时操作者违反机床操作规程，也会造成机床报警或者停机等软件故障。

（2）供电电池电压不足：为RAM供电的电池电压经过长时间的使用后，电池电压降低到监测电压以下，或在停电情况下拔下为RAM供电的电池、电池电路断路或短路、电池电路接触不良等都会造成RAM得不到维持电压，从而使系统丢失软件和参数。

（3）干扰信号引起软件故障：由于电源电压的波动或者干扰脉冲窜入数控系统总线，引起逻辑时序错误或者造成数控装置停止运行等。

（4）软件死循环：运行复杂程序或者由于程序错误而至进行大量计算，有时会造成系统陷入死循环，引起中断，产生软件故障。

（5）用户程序错误：指的是由于用户程序语法错误、输入非法数据等造成的的软件故障。相关知识二、CNC系统软件故障诊断与维修30相关知识

2.软件故障的排除

（1）对于软件丢失或参数变化造成的运行异常、程序中断、停机故障，可通过对数据程序更改或清除，然后重新输入的方法来恢复系统的正常工作。

（2）对于程序运行或数据处理中发生中断而造成的停机故障，可采用硬件复位或关掉数控机床总电源开关，然后再重新开机的方法排除故障。

（3）NC复位、PLC复位能使后继操作重新开始，而不会破坏有关软件和正常处理的结果，以消除报警。亦可采用清除法，但对NC、PLC采用清除法时，可能会使数据全部丢失，应注意保护不想清除的数据。

（4）开关系统电源是清除软件故障的常用方法，但在出现故障报警或开关机之前一定要将报警的内容记录下来，以便排除故障相关知识2.软件故障的排除31相关知识

三、CNC系统故障报警分类及处理

根据报警显示形式不同，FANUC0i-D可以分为：报警号显示报警与文本提示报警。前者既有报警号，还有相应的文本提示信息，CNC的绝大部分报警属于此类情况；后者只显示提示文本，一般在PMC程序编辑与数据I/O时出现。相关知识三、CNC系统故障报警分类及处理32相关知识

根据故障部位及引起故障原因的不同，FANUC-0iD系统将故障分为以下几大类：

1.CNC报警

2.PMC报警

3.串行主轴报警（SP9001～SP9136）

4.PS0090报警（回零动作异常）

5.SV0301～SV0306报警（APC报警，绝对编码器故障）

6.SV0401报警（伺服准备完成信号断开）

7.SV0404报警（伺服准备就绪信号接通）

8.SV0410报警（停止时位置偏差过大）

9.SV0411报警（运动中误差过大）

10.SV0445～SV0447，SV0447（反馈断线）

11.SV0368报警（内装脉冲编码器串行数据错误）

12.SV0417报警（数字伺服系统异常）相关知识根据故障部位及引起故障原因的不同，FANUC-033相关知识13.SV0462（CNC数据传输失败），SV0463（从属数据

传输失败）14.SV0443报警（电源放大器PSM

控制板内冷却风扇故障）15.SV5136报警（FSSB:放大器数量不足）16.DS0300报警（APC报警，须回参考点）17.DS0307～DS0308报警（绝对脉冲编码器电池电压低）18.报警OH0700（控制单元过热）19.OH0701报警（风扇电机过热）20.SP9056报警（主轴放大器SPM内冷风扇故障）21.SP9073报警（传感器断线）22.SP1220,SV5136报警（无主轴放大器报警）23.SYSALM***（系统报警）相关知识13.SV0462（CNC数据传输失败），SV0434任务实施

一、P/S程序报警诊断与恢复

程序编制错误、机床操作不当或数据设定错误可能导致数控系统出现P/S报警，这类报警只要修改程序或重新设定数据，确保正确操作即可排除。任务实施一、P/S程序报警诊断与恢复35任务实施

二、系统黑屏故障诊断与维修

故障现象：通电后LCD上没有任何显示，停留在显示“LOADINGGRAPHICSYSTEM”（加载图形系统）的情形。

（1）可能的原因：

①LCD电缆、背光灯电缆不良或者连接器的连接不良。

②所需软件尚未安装。

③主板、变频器板不良。

（2）解决方法：

①确认LED显示请参照说明书关于主板LED显示项的报警说明，确认主板的LED点亮情况。如果主板正常启动，LED的显示为通常运行中的情况下，则可能是由于电缆连接不良，或逆变器电路板不良等显示系统的不良所致。在启动处理过程中停止时，可能是由于硬件的不良(包括安装不良)，或没有安装所需软件等。

②确认LCD电缆、背光灯的布线请确认背光灯连接器及LCD连接器是否与电缆切实连接。这些电缆在发那科公司出厂时已经连好，在需要进行维修而拆下电缆时，特别要引起注意。

③确认是否已经安装所需软件，如果FROM中没有储存所需软件时，CNC可能无法启动。任务实施二、系统黑屏故障诊断与维修36技能拓展

（一）系统开机急停诊断与维修

紧急停止不能解除是一个常见故障，当故障发生时显示器下方显示“紧急停止”或“EMERGENCYSTOP”，机床操作面板方式开关不能切换，MCC不吸合，伺服及主轴放大器不能工作，系统并不发出具体的报警号，根据机床厂PMC报警编辑不同，有时会出现1000#以后的PMC报警。

机床厂家一般将一些重要的安全信号（包括紧急停止开关）与紧急停止信号串联，以确保安全。如果急停开关开关或超程开关连接不良也出现急停报警保障。技能拓展（一）系统开机急停诊断与维修37技能拓展

二、系统死机故障诊断与维修

数控系统参数是数控机床的灵魂，数控机床软硬件功能能否正常发挥与参数的合理设定有直接关系；机床制造精度和维修后精度恢复也需要参数来调整。系统参数设置错误，就会引发各种各样的故障现象如系统不能正常启动；不能正常运行；螺纹加工不能够进行；系统显示不正常；死机等，通常把数控系统参数全部丢失而引起的机床瘫痪，称为“死机”。技能拓展二、系统死机故障诊断