数控设备维护与装调 课件 情境1 机床启动及回零故障维修

任务1.1电源故障维修修德创新致远塑能情境1机床启动及回零故障维修工作目标1.能够利用多种技术和手段进行相关资料的检索；2.能够进行方案的可行性分析；3.能排除FANUC系统数控演示实验台和数控机床系统不能启动电源故障；4.能分析数控机床电气原理图，解决数控机床强电控制系统常见故障；5.能在完成任务过程中培养安全意识，锻炼职业素养，养成诚实守信的品质，树立团队意识、工匠精神，培养爱岗敬业精神和爱国情怀任务描述某数控车间一台配FANUC0iMate数控系统机床，机床上电后，数控系统一直处于黑屏状态，如图所示。根据故障现象，按照“检查—计划—诊断—维修—试机”五步故障维修工作法快速排除故障，使机床能正常工作。一、常见数控系统介绍1.FANUC数控系统简介相关知识认识FANUC数控系统FANUC-0iD

系列认识FANUC数控系统FANUC0i-FPLUS

系列认识FANUC数控系统FANUC0i-FPLUS

系列认识FANUC数控系统FANUC数控系统控制对象1.对进给运动的控制

包括进给运动的轴选择控制（点位控制、点位直线控制、轮廓控制)、进给运动的方向控制、进给运动的速度控制、进给运动的轨迹规划控制、刀具补偿控制等，由数控系统（CNC）完成。认识FANUC数控系统FANUC数控系统控制对象1.对进给运动的控制2.对主轴运动的控制

对主轴运动的控制包括主轴的起停控制、主轴正反转旋转方向控制、主轴转速高低的控制等。认识FANUC数控系统FANUC数控系统控制对象1.对进给运动的控制2.对主轴运动的控制

CNC直接对显示器和MDI键盘进行控制。3.对显示器和MDI键盘的控制认识FANUC数控系统FANUC数控系统控制对象1.对进给运动的控制2.对主轴运动的控制

数控机床操作面板上的按钮（旋钮）和指示灯，机床侧润滑与冷却，刀架或刀库控制等由数控系统PMC实现。3.对显示器和MDI键盘的控制4.对机床操作面板和机床外围设备的控制认识FANUC数控系统CNC和PMC各自的控制对象

目前FANUC数控系统均采用内置式PMC，PMC与CNC之间通过共主板和共存储器方式建立联系。I/OCRT/MDI键盘面板机床操作面板机床强电柜主轴驱动PLCRAMCNC进给驱动认识FANUC数控系统FANUC数控系统的命名

1.名词解释

（1）FANUCSYSTEM——FANUC数控系统，缩写为“FS”。认识FANUC数控系统FANUC数控系统的命名

1.名词解释

（1）FANUCSYSTEM——FANUC数控系统，缩写为“FS”。

（2）MILL——铣削加工，缩写为“M”。

认识FANUC数控系统FANUC数控系统的命名

1.名词解释

（1）FANUCSYSTEM——FANUC数控系统，缩写为“FS”。

（2）MILL——铣削加工，缩写为“M”。

（3）TURN——车削加工，缩写为“T”。认识FANUC数控系统FANUC数控系统的命名2.命名方法FS－0i－M/T－D系统版本号车削系统铣削系统系列号命名方式1FS－0i－Mate-M/T－F系统版本号车削系统铣削系统Mate系列命名方式22、SIEMENS数控系统简介3、我国数控系统简介（1）广州数控广州数控设备有限公司（简称广州数控）成立于1991年，是中国南方数控产业的基地，其为国家科技重大专项、国家863科技计划项目、国家智能制造专项承担单位，拥有优良的生产设备和工艺流程，以及科学规范的质量控制体系，是我国数控系统行业龙头企业。（2）华中数控武汉华中数控股份有限公司（简称华中数控）是我国数控系统行业首家上市企业，也是首批国家级创新企业。其创立于1994年，在数控系统前期技术积累基础上，研制了华中8型系列高档数控系统新产品，如HNC-808D数控系统、HNC-818D数控系统和HNC-848数控系统等，已有数千台与列入国家重大专项的高档数控机床配套应用。（3）凯恩帝数控凯恩帝数控技术有限责任公司（简称凯恩帝数控）成立于1993年，是从事数控系统及工业自动化产品研发、生产、销售及服务的高新技术企业。到目前为止，公司已先后研制出多个系列、数十款数控系统，并相应推出各种专机控制器、驱动器、电动机等配套产品。二、FANUC数控系统的硬件结构1.FANUC0iFPLUS系统硬件概述二、FANUC数控系统的硬件结构1.FANUC0iFPLUS系统硬件概述

2.CNC系统综合连线三、低压电器技术

1.交流变压器的使用三、低压电器技术2.开关电源的使用三、低压电器技术3.低压断路器的使用三、低压电器技术4.交流接触器的使用三、低压电器技术5.继电器的使用三、低压电器技术6.熔断器的使用三、低压电器技术7.控制按钮的使用四、数控机床强电控制系统分析五、数控装置的更换1.数控装置拆除步骤①拔下数控装置所有的连接电缆；②将精密螺丝刀插入4个角的螺钉安装孔上安装的螺母的凹陷处，拉出螺母；③转动螺母下的螺钉，拆下单元。2.数控装置的安装步骤数控装置安装图如图1-1-21所示，其安装步骤如下：①用螺钉固定4个角的螺钉安装孔，用适当的安装力矩拧紧螺钉；②注意使螺母的凹陷位置成为与图中所示的相同的方向，将螺母安装在螺钉安装孔上，进行按压，直到螺母的表面与单元的表面成为相同的高度；③正确连接所有的电缆线；④插入带有SRAM备份的存储卡，进入BOOT画面将SRAM数据恢复至新的系统，并验证机床动作正常。六、数控装置风扇故障的排查数控装置风扇故障原因排查如下：①检测数控装置风扇是否停转；②如果停转，检查是否为机械堵转，可拆下风扇进行清洁，并再次安装；③如果仍然不转，则可能是风扇电动机烧毁或主板供电异常，可更换风扇进行判断；④如果出现报警时，风扇仍然在转，则可能为风扇检测或主板检测回路故障，也需要更换风扇进行判断任务分析数控机床在使用时，系统不能正常启动，原因是多方面的，主要可能表现为以下几个方面：①屏幕没有显示；②DOS系统不能启动；③不能进入数控主菜单；④进入数控主菜单后黑屏；⑤运行或操作中出现死机或重新启动任务实施以“系统不能上电故障维修”任务为例，按照“检查—计划—诊断—维修—试机”五步故障维修工作法排除故障。1.检查（1）故障发生时的情况记录故障的现象为机床合上低压断路器后，给系统上电，按下绿色“系统启动”键，系统不显示，依旧是黑屏状态。（2）故障发生的频繁程度记录经过与操作人员沟通，机床最近几天一直处于黑屏状态。（3）故障时的外界条件记录发生黑屏状态故障时，周围环境温度等正常，周围没有强烈的振动源存在，输入电压在系统允许的波动范围内。任务实施以“系统不能上电故障维修”任务为例，按照“检查—计划—诊断—维修—试机”五步故障维修工作法排除故障。2.计划根据对数控机床现场检查情况，进行团队会议，进行讨论分析，并填写工作单中的计划单、决策单和实施单。故障维修前，根据故障现象进行记录，对照系统、机床使用说明书等进行各项检查以便于确定故障的原因，包括：（1）机床的工作状况检查；（2）机床运转情况检查；（3）机床和系统之间连接情况的检查；（4）数控装置的外观检查。任务实施3.诊断任务实施4.维修用螺丝刀工具把中间继电器的3L-接线端插好螺钉拧紧，然后把电源开关QF1打开，把机床电气柜门关好。5.试机按下系统启动按钮，发现系统上电启动，故障排除。完成工作单中的评价单和反思单。THANKS！修德创新致远塑能任务1.2急停故障维修修德创新致远塑能情境1机床启动及回零故障维修工作目标1.根据FANUC系统PLC结构特点，利用软件和FANUC系统进行PMC编程；2.根据原理图，构建出数控机床急停故障排除思路；3.利用CF卡完成FANUC数控系统的数据备份与加载；4.根据故障现象，快速定位急停与复位故障并解决；5.在完成任务过程中培养安全意识，锻炼职业素养，养成诚实守信的品质，树立团队意识、工匠精神，培养爱岗敬业精神和爱国情怀。任务描述某数控车间内一台配FANUC0iMate数控系统机床，旋开“急停”按钮，但机床一直处于急停状态，机床无法工作，故障现象如下图所示，要求根据故障现象和数控机床原理图排除急停故障。一、FANUC数控系统的数据备份与加载

（一）数控系统的数据知识相关知识1．数控系统的数据存储FANUC数控系统内部存储器类型及其存放的数据认识FANUC数控系统2．数据的分类数据文件主要分为系统文件、MTB（机床制造厂）文件和用户文件：（1）系统文件——FANUC提供的CNC和伺服控制软件称为系统软件。（2）

MTB文件——PMC程序、机床厂编辑的宏程序执行器（ManualGuide及CAP程序等）。（3）用户文件——系统参数、螺距误差补偿值、加工程序、宏程序、刀具补偿值、工件坐标系数据、PMC参数等。3．数据的备份和保存认识FANUC数控系统（二）利用存储卡进行数据备份与恢复

CF卡、CF适配器及其在数控系统上的安装认识FANUC数控系统1.通过开机引导界面的数据备份与加载开机界面主菜单认识FANUC数控系统2.通过输入、输出方式的数据备份与加载PMC梯形图及PMC参数加载过程认识FANUC数控系统2.通过输入、输出方式的数据备份与加载PMC梯形图备份过程二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（一）PMC的介绍数控系统、机床本体与PMC信号关系二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（二）PMC的结构和工作原理PMC的基本构成二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（二）PMC的结构和工作原理PMC的工作原理二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（三）PMC程序结构及工作过程PMC梯形图的结构要素二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（三）PMC程序结构及工作过程PMC的程序结构PMC程序的扫描周期二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（四）常用I/O模块FANUC常用I/O模块二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（五）PMC的地址分配I/O单元连接I/OLink连接二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（五）PMC的地址分配I/O单元连接器地址分配二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（五）PMC的地址分配

X、Y地址设定画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（五）PMC的地址分配FANUCLADDERIII软件地址设定二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（五）PMC的地址分配I/OLink和I/OLinki通道设置

I/OLinki模块参数设定二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（五）PMC的地址分配

编辑许可设定

I/OLinki设定画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（六）梯形图概要及FANUCLADDERIII软件的使用梯形图编辑界面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作PMC菜单结构二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作诊断与维护画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作PMC信号监控画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作I/OLINK显示画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作PMC报警画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作输入输出画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作定时器画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作计数器画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作K参数显示画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作D参数显示画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作列表显示画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作梯形图显示画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作双线圈检查画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作报警信息画面二、FANUC数控系统的PMC基础知识

（七）PMC各画面的系统操作三、机床启动相关知识

（一）急停与复位概念

急停控制的目的是在紧急情况下，使机床上的所有运动部件制动，使其在最短时间内停止运行，保护人身和设备的安全。急停的产生一般有两种途径：（1）机床运行过程中，在危险或紧急情况下，人为按下“急停”按钮，数控系统即进入急停状态，伺服进给及主轴运转立即停止工作（控制柜内的进给驱动电源被切断）。（2）机床发生超程或伺服报警等故障，系统自动使机床进入急停状态。故障排除后，松开“急停”按钮（右旋此按钮后其自动挑起），系统进入复位状态，复位完成后，接通伺服电源，机床恢复运动功能。三、机床启动相关知识

（二）急停回路设计三、机床启动相关知识

（二）急停回路设计三、机床启动相关知识（三）急停产生途径三、机床启动相关知识（四）本机床急停控制的设计三、机床启动相关知识（四）本机床急停控制的设计三、机床启动相关知识（四）本机床急停控制的设计三、机床启动相关知识（四）本机床急停控制的设计任务分析在数控机床启动过程中，系统不能复位显示报警故障是一个常见的故障现象，引起此故障的原因也较多，总的来说，引起此类故障的原因大致可以分为如下几种。（1）电气方面的原因引起急停回路不闭合的原因有：急停回路断路，限位开关损坏或断开，“急停”按钮损坏。（2）系统参数设置错误，使系统信号不能正常输入输出或复位条件不能满足引起的急停故障。若PMC软件未向系统发送复位信息，检查KA中间继电器，检查PMC程序。（3）松开“急停”按钮，PMC中规定的系统复位所需要完成的信息，如“伺服动力电源准备好”和“主轴准备好”等未满足要求，检查伺服动力电压是否准备好；检查电源模块；检查电源模块接线；检查伺服动力电源空气开关等。（4）PMC程序编写错误，检查逻辑电路，急停回路是为了保证机床的安全运行而设计的，所以整个系统的各个部分出现故障均有可能引起急停。任务实施以“急停报警故障维修”任务为例，按照“检查—计划—诊断—维修—试机”五步故障维修工作法排除故障。1.检查（1）故障发生时的情况记录故障现象是机床正常上电后，数控系统屏幕可正常点亮，但屏幕提示机床处于急停状态，外观检查发现机床实际并未处于急停和超程状态。（2）故障发生频繁程度记录机床从昨天晚上开始一直存在此故障。（3）故障时的外界条件记录发生故障时的周围环境温度正常，周围没有强烈的振动源。任务实施以“急停报警故障维修”任务为例，按照“检查—计划—诊断—维修—试机”五步故障维修工作法排除故障。2.计划对数控机床现场检查情况，进行团队会议，进行讨论分析，并填写工作单中的计划单、决策单和实施单。初步从理论上分析，问题可能出现在急停回路，下一步的故障诊断应着重分析急停控制回路，该回路上的每一处错误都有可能造成此类故障现象的发生。根据急停控制原理图进行故障排查。任务实施3.诊断根据诊断思路，进行现场诊断，步骤如下：

（1）查KA回路，注意电压为直流DC24V，旋开急停按钮时，发现KA指示灯没有亮，然后进入PMC界面，如图1-2-92所示，查看与急停有关的PMC状态，发现X8.4和G8.4一直处于0的状态。PMCX8.4和G8.4信号状态（2）关闭机床电源，用万用表查看KA回路情况，查看急停按钮是否损坏，发现急停按钮损坏。任务实施4.维修把备用“急停”按钮安装在急停控制电路。5.试机重新上电，旋开“急停”按钮，数控系统没有出现急停报警，故障排除。THANKS！修德创新致远塑能任务1.3回零故障维修修德创新致远塑能情境1机床启动及回零故障维修工作目标1.能描述数控机床回参考点过程；2.能列举出回参考点方式；3.能设置数控机床参考点；4.能调整数控机床的硬限位和软限位；5.能根据故障现象，排除数控机床回零常见故障；6.能在完成任务过程中培养安全意识，锻炼职业素养，诚实守信，有团队意识，工匠精神，培养爱岗敬业和爱国情怀。任务描述在某数控车间，一台配FANUCOiMate数控系统机床，在X轴回参考点的过程中出现超程报警，不能正常回参考点，如下图所示。根据故障现象，排除此超程报警故障，且在排除故障过程中，能够完成参考点的建立与调整，以及建立数控机床的软限位。一、数控机床回参介绍

（一）回参考点过程相关知识一、数控机床回参介绍

（二）回参考点相关硬件配置一、数控机床回参介绍

（三）光电脉冲编码器一、数控机床回参介绍

（四）行程开关一、数控机床回参介绍

（五）回参考点方式一、数控机床回参介绍

（六）设置机床参考点二、数控机床的硬限位与软限位（一）硬限位二、数控机床的硬限位与软限位（一）硬限位1.系统专用信号地址二、数控机床的硬限位与软限位（一）硬限位2.硬限位调整步骤（1）先将机床回零；

（2）修改软限位参数，把其设为不起作用的最大值（999999）或最小值（-999999），如果参数1320的设定值小于参数1321的设定值时，行程无限大；使软限位不起作用，机床能够移动到硬限位位置。

（3）调整也可以先屏蔽硬限位，通过修改参数3004#5设置成1，所有轴都不使用硬件超程信号，或者硬件上处理，例如拆除硬超程的输入点等，避免调整过程中硬限位报警出现后不能继续移动轴。

（4）将需限位轴用手摇或JOG方式运动到各轴限位位置附近，先以低速碰撞机械限位，观察伺服运行电流判断，然后回退一定距离调整硬限位挡块，轻敲硬限位行程挡块位置保证压住行程开关，调整挡块位置同时也要考虑加工行程，留出软限位余量。

（5）修改参数3004#5设置成0，使硬限位生效，检查机床是否产生硬限位报警。

（6）解除硬限位报警，之后再移回坐标轴使限位报警再次出现，观察所限位置是否合适，如果不合适须重新调整。

（7）如果采用的为挡块式回零，确认减速挡块和正限位挡块位置是否干涉。二、数控机床的硬限位与软限位（二）软限位三、数控机床超程报警