数控系统故障诊断与维修课件

第章 数控系统故障诊断与维修2024/6/231教学提示：教学提示：本章主要介绍了数控机床故障诊断与维护的意义，数控机床的可靠性，数控机床故障的分类，数控机床的安装调试，数控机床的日常维护，数控机床维修人员的要求，数控机床诊断与维修的一般步骤。教学要求：教学要求：了解数控机床故障诊断与维护的意义，数控机床的可靠性，数控机床故障的分类；掌握数控机床的安装调试，数控机床的日常维护，数控机床维修人员的要求，数控机床诊断与维修的一般步骤。2024/6/232第章数控系统故障诊断与维修 本章将以FANUC数控系统和华中数控系统为例，讲述数控系统的故障诊断与维修技术。3.1FANUC数控系统概述3.2FANUC数控系统结构3.3FANUC数控系统参数配置3.4FANUC数控系统故障诊断与维修2024/6/2333.5 FANUC数控系统数据备份及恢复3.6 国产数控系统概述3.7 国产数控系统参数配置及维修3.8 数控系统故障诊断及维修方法3.9 国产数控系统数据备份恢复2024/6/2343.1FANUC数控系统概述日本FANUC公司是从事数控产品生产最早，产品市场占有率最大、最有影响的数控产品开发、制造厂家之一。该公司自50年代末期生产数控系统以来，已开发出40多种系列的数控系统，特别是70年代中期开发出FS5、FS7系统以后，所生产的系统都是CNC系统。也是从此开始，FANUC公司的CNC系统大量进入中国市场，在中国CNC市场上处于举足轻重的地位。80年代，FANUC公司较有代表性的系统是F6和Fll。目前，主要产品有F0和F15系列。FANUC数控系统是数控机床上使用最广的系统之一。2024/6/235FANUC系统的典型构成如下：1数控主板：用于核心控制、运算、存储、伺服控制等。新主板集成了PLC功能。2PLC板：用于外围动作控制。新系统的PLC板已经和数控主板集成到一起。3I/O板：早期的I/O板用于数控系统和外部的开关信号交换。新型的I/O板主要集成了显示接口、键盘接口、手轮接口、操作面板接口及RS232接口等。4MMC板：人机接口板。这是个人电脑化的板卡，不是必须匹配的。本身带有CRT、标准键盘、软驱、鼠标、存储卡及串行、并行接口。5CRT接口板：用于显示器接口。新系统中，CRT接口被集成到I/O板上。另外，还提供其他一些可选板卡等。2024/6/2363.2 FANUCFANUC数控系统结构数控系统结构本节以FANUC 0i Mate C数控系统为例来介绍FANUC数控系统的组成。FANUC Series 0i/FANUC Series 0i Mate（系统配置图见图3-1和图3-2）是高可靠性、高性能价格比的CNC。于2004年4 月在中国大陆市场上推出的FANUC 的0i-C/0i Mate-C CNC系统是高可靠性、高性价比、高集成度的小型化系统。该系统是基于16i/18i-B 的技术设计的，代表了目前常用CNC 的最高水平。使用了高速串行伺服总线（用光缆连接）和串行I/O 数据口，有以太网口。用该系统的机床可以单机运行，也可以方便地入网用于柔性加工生产线。和0i-B一样，有提高精度的先行控制功能（G05 和G08），因此，非常适合于模具加工机床使用。2024/6/2373.2.1 FANUC Series 0i/FANUC Series 0i Mate系统操作及功能1图形显示功能：可在CNC显示器上显示加工程序的刀具路径图形，这样可以在加工前预先模拟刀具轨迹。如图3-3所示。2报警履历和操作履历：报警和运行状态被自动的被记录在CNC存储器中，大大方便了故障诊断。如图3-4所示。3用于存储卡存储和恢复数据：通过安装在液晶单元前面的存储卡，可以一次性地存储或恢复NC程序、偏置数据等CNC内部数据。如图3-5所示。2024/6/2384伺服波形显示：CNC显示器上可用波形显示诸如位置误差、指令脉冲、扭矩指令等各种伺服数据。这样不用示波器即可调整伺服状态，诊断伺服故障。如图3-6所示。5机床操作面板易于个性化：可以轻而易举地按照用户需要定制机床操作面板上地按键。因此，可以制作适合于机床的机床操作面板。如图3-7所示。6帮助功能：帮助功能可协助操作者在对系统操作不熟悉的情况下，了解CNC的操作方法、报警和故障的处理方法。如图3-8所示。2024/6/2393.2.2 FANUC 0i C和FANUC 0i Mate C系统性能比较。具体比较见表3-1。3.2.3 FANUC 0i Mate C系统组成1系统总体见图3-9所示：2FANUC 0i Mate C系统的功能连接FANUC 0i Mate C系统结构与FANUC 0i C系统基本相同，只是取消了扩展小槽功能板，如远程缓冲器串行通信板DNC1/DNC2、数据服务器板、以太网功能板等。具体结构见图3-10。2024/6/23103.3 FANUCFANUC数控系统参数配置数控系统参数配置 无论是哪种型号的CNC系统都有大量的参数，少则几百个，多则上千个，看起来眼花缭乱。经过仔细研究，归纳起来又有一定的共性可言，现提供其分类方式以做参考。1参数分类按参数的表示形式来划分，数控机床的参数可分为三类。（1）状态型参数（2）比率型参数（3）真实值参数2024/6/23112参数显示的操作步骤本文以FANUC 0i系统为例来具体说明其操作步骤：（1）按MDI面板上的功能键SYSTEM一次后，在按软键PARAM选择参数的画面。（2）参数画面由多个面组成。通过两种方法显示需要显示的参数所在的面面。有翻面键或光标移动键，显示需要的页面。从键盘输入想显示的参数号，然后按软键NO.SRH。这样可显示包括指定参数所在的页面，光标同时在指定参数的位置（数据部分变成反转文字显示）。2024/6/23123用MDI设定参数的操作步骤：（1）将NC置于MDI方式或急停状态。（2）用以下步骤使参数处于可写状态。（3）按功能键SYSTEM一次或多次后，再按软键PARAM，显示参数画面。（4）显示包含需要设定的参数的画面，将光标置于需要设定的参数的位置上。（5）输入数据，然后按INPUT软键。输入的数据将被设定到光标指定的参数中。（6）若需要则重复步骤（4）和（5）。（7）参数设定完毕。需将参数设定画面的“PARAMETER WRITE=”设定为0，禁止参数设定。（8）复位CNC，解除P/S报警100。但在设定参数时，有时会出现P/S报警000（需切断电源），此时请关掉电源再开机。2024/6/23134FANUC常见系统参数（1）与各轴的控制和设定单位相关的参数参数号：10011023这一类参数主要用于设定各轴的移动单位、各轴的控制方式、伺服轴的设定、各轴的运动方式等。（2）与机床坐标系的设定、参考点、原点等相关的参数参数号：12011280这一类参数主要用于设定机床的坐标系的设定，原点的偏移、工件坐标系的扩展等。（3）与存储行程检查相关的参数参数号：13001327这一类参数的设定主要是用于各轴保护区域的设定等。2024/6/2314参数号参数含义1620各轴快速进给的直线型加减速时间常数T1622各轴切削进给加减速时间常数（5）与加减速控制相关的参数参数号：16011785这一类参数用于设定各种插补方式下的启动停止时的加减速的方式，以及在程序路径发生变化时（如出现转角、过渡等）进给速度的变化。2024/6/2315参数号参数含义3401#0小数点的含义3401#4MDI方式G90/G91的切换3401#5MDI方式用该参数切换G90/G91（6）与程序编制相关的参数参数号：34013460用于设置编程时的数据格式，设置使用的G指令格式、设置系统缺省的有效指令模态等和程序编制有关的状态。2024/6/2316参数号参数含义NO.3620参考点的补偿点号NO.3621负方向最远端的补偿点号NO.3622正方向最远端的补偿点号NO.3623补偿倍率NO.3624补偿点的间隔（7）与螺距误差补偿相关的参数参数号：36203627数控机床具有对螺距误差进行电气补偿的功能，在使用这样的功能时，系统要求对补偿的方式、补偿的点数、补偿的起始位置、补偿的间隔等参数进行设置。2024/6/23173.4 FANUCFANUC数控系统故障诊断与维修数控系统故障诊断与维修3.4.1 FANUC-0i常见报警及处理方法1P/S00#报警 2PS/100#报警3P/S101#报警 4P/S8587串行接口故障590#报警（回零动作异常）6ALM910/911 RAM奇偶校验报警7手动及自动均不能运行2024/6/23188不能JOG操作运行 9不能自动运行10系统ROM奇偶校验错误报警#900的处理方法11系统动态存储器DRAM奇偶校验错误报警#912-91913系统926（伺服串行总线报警）12静态存储器SRAM发生ECC错误报警#9352024/6/23193.4.2 故障实例分析故障实例分析1回参考点故障回参考点出现故障通常有以下两种情况：（1）返回参考点时机床停止位置与参考点位置不一致停止位置偏离参考点一个栅格间距偏差没有规律性微小误差（2）机床不能正常返回参考点且有报警（3）返回参考点过程中出现“NOT READY”（未准备好）状态上无报警（4）故障时应重点检查的项目2024/6/2320例3-1 一台FANUC 0M系统立式加工中心故障现象：对其进行回零操作时，Y轴可以进行回零动作，但找不到零点，直至碰到轴限位开关才停下来，系统显示回零错误报警指示。故障分析：经检查分析该机床Y轴能进行回零操作，说明控制系统和伺服系统基本无问题。经重点检查与回零操作直接有关的元器件，发现各元器件安装位置正常，无松动现象，通过对I/O接口状态指示观察，发现零点脉冲输入口根本无零点脉冲信号送人，经仔细检查判定测量元件脉冲编码器已损坏，无法发出零点脉冲信号。故障处理：更换脉冲编码器后，故障排除。2024/6/2321例3-2 某配套FANUC OM的加工中心。故障现象：在开机手动回参考点的过程中，出现超程报警。故障分析：经了解，该机床为用户新添设备，操作人员未进行过系统的培训，在开机后，未将工作台移出参考点减速区域之外，即开始了回参考点动作，造成了机床的越位。故障处理：在退出超程保护后，手动移动工作台，移出参考点减速区后，重新回参考点，机床恢复正常。2024/6/23223.5FANUCFANUC数控系统数据备份及恢复数控系统数据备份及恢复FANUC数控系统数据备份的方法有两种常见的方法：第一是使用存储卡，在引导系统画面进行数据备份和恢复；第二是通过RS-232口使用PC进行数据备份和恢复。本节以FANUC 0i系统为例分别介绍利用这两种方法进行系统数据备份与恢复操作过程。2024/6/23233.5.1 使用存储卡进行数据备份和恢复使用存储卡进行数据备份和恢复1系统进入BOOT SYSTEM界面进行系列备份和恢复。该方法的功能就是第一将系统SRAM存储的全部数据备份到存储卡或存储卡的数据恢复到系统SRAM中；第二就是将系统FROM存储的用户数据（梯形图、宏执行程序等）备份到存储卡或存储卡的数据恢复到系统FROM中。2024/6/2324（1）系列数据备份 将存储卡插入存储卡接口上(NC单元上，或者是显示器旁边)；进入引导系统画面；（按下显示器下端最右面两个软键，给系统上电）；调出系统引导画面；下面所示为系统引导画面（如图3-12）：2024/6/2325 在系统引导画面选择所要的操作项第4项，进入系统数据备份画面；（用UP或DOWN键）。在系统数据备份画面有很多项，选择所要备份的数据项，按下YES键，数据就会备份到存储卡中；按下SELECT键，退出备份过程；（2）系列数据恢复 如果要进行数据的恢复，按照相同的步骤进入到系统引导画面；在系统引导画面选择第一项SYSTEM DATA LOADING；选择存储卡上所要恢复的文件；按下YES键，所选择的数据回到系统中；按下SELECT键退出恢复过程；2024/6/23262PMC数据传输在MDI面板上按下system键，然后依次按下PMC键、扩展键、I/O键，进入如3-13画面。图3-13 PMC I/O PROGRAM 界面2024/6/2327并设置如下：EDVICE设置为“M-CARD”；FUNCTION设置为“WHITE”时，数据传输方向为CNC-）M-CARD，设置为“READ”时，数据传输方向为M-CARD-CNC；DATA KIND处设置为“LADDER”时仅备份梯形图，如欲备份梯形图参数，须将该参数设置为“PMC-PRM”。2024/6/23283.5.2 使用外接使用外接PC进行数据的备份与恢复进行数据的备份与恢复使用外接PC进行数据备份与恢复，是一种非常普遍的做法。这种方法比前面一种方法用的更多，在操作上也更为方便。操作步骤如下：1CNC侧输入输出用参数的设定2计算机侧的设定，以计算机WINDOWS系统自带的通信程序-超级终端为例。3系统数据的发送（CNC到PC的数据传送）4系统数据的接收（PC到CNC的数据传送）5输出CNC参数6输入CNC参数2024/6/23297输出零件程序8输入零件程序9系统PMC参数输出10系统PMC参数恢复11系统螺距误差补偿参数的备份12系统螺距误差补偿参数的恢复2024/6/23303.6 国产数控系统概述国产数控系统概述3.6.1 国产数控系统发展概况3.6.2 国产数控系统介绍1华中系统2航天数控3广州数控2024/6/23313.6.3 国产数控系统组成国产数控系统组成随着科学技术的高速发展，制造业发生了根本性变化。由于数控技术的广泛应用，普通机械逐渐被高效率、高精度的数控机械所代替，形成了巨大的生产力。未来机械制造技术的竞争，已成为数控技术的竞争。在众多国产数控系统中，以武汉华中数控和航天数控为代表，分别形成了自己鲜明技术特征，本节主要以华中数控系统和航天数控系统为例介绍其组成结构。2024/6/2332（一）华中数控系统华中数控系统的基本组成结构如图3-29所示。进给驱动装置进给伺服单元操作面板PLC辅助装置输 入/输出设备数控装置电气回路主轴驱动装置主轴单元测量装置机床本体2024/6/23331输入输出装置2数控装置3伺服单元和驱动装置4可编程控制器5主轴驱动系统6测量装置最后，以华中HNC-21TF数控系统为例说明整个数控与其他装置、单元连接的基本连线图3-33所示。2024/6/2334（二）广州数控（二）广州数控 广州数控GSK990e型数控系统为代表介绍广州数控系统的组成结构。广州数控系统的组成与华中数控系统的组成是以数控单元为中心，集合其它各部分GSK 990M系列数控系统主要由下列单元组成，系统的组成如图3-34所示。（1）CNC控制单元（2）附加操作面板（选择件）（3）步进机驱动器（数字交流伺服驱动器）（4）步进电机（伺服电机）（5）电源变压器2024/6/2335在系统内部，键盘控制板通过电线与LCD显示屏联接，如图3-35所示。图3-35 系统内部连接图2024/6/2336系统的主控板通过扁平电缆与板金上的DB型插座进行转接，DB插座供外部使用。连接关系及各IDC插座的位置如下如图3-36所示。图3-36插座，设定开关位置图2024/6/2337GSK990M型数控系统可以连接步进电机及伺服电机，其联接图如图3-37及3-38所示。图3-37步进电机系统联接图 图3-38伺服电机系统联接图2024/6/23383.7 国产数控系统参数配置及维修国产数控系统参数配置及维修数控系统正确的运行，必须保证各种参数的正确设定，不正确的参数设置与更改，可能造成严重的后果。因此，必须理解参数的功能和熟悉设定值。按功能和重要性划分了参数的不同级别，数控装置设置了三种级别的权限，允许用户修改不同级别的参数。通过权限口令的限制，对重要参数进行保护，防止因误操作而引起故障和事故。查看参数和备份参数不需要口令。2024/6/23393.7.1 参数设置操作参数设置操作1常用名词和按键说明主菜单与子菜单：在某一个菜单中，用Enter键选中某项后，出现另一个菜单，则前者称主菜单，后者称子菜单。菜单可以分为两种：弹出式菜单和图形按键式菜单如图3-39所示。2024/6/2340参数树：各级参数组成参数树。如图3-40所示。图3-40 参数树2024/6/23412输入权限口令华中数控装置的运行，严格依赖于系统参数的设置，因此，对参数修改的权限分三级予以规定：数控厂家：最高级权限，能修改所有参数；机床厂家：中间级权限，能修改机床调试时需设置的参数；用户厂家：最低级权限，仅能修改用户使用时需改变的参数。数控机床在最终用户处安装调试后，一般不需修改参数。在特殊的情况下，如需要修改参数，首先应输入参数修改的权限口令，如图3-41所示。2024/6/2342具体操作步骤如下：(1)在参数功能子菜单环境中按F3键，系统会弹出权限级别选择窗口；(2)用、选择权限，按Enter键确认，系统将弹出输入口令对话框；(3)在口令对话框中输入相应的权限口令，按Enter键确认；(4)若所输入的权限口令正确，则可进行此权限级别的参数修改；否则，系统会提示权限口令输入错。2024/6/23433参数查看与设置在图3-42所示的主操作界面下，按F3键进入参数功能子菜单。命令行与菜单条的显示如图3-43所示。3-42 主操作界面 图3-43 参数索引子菜单2024/6/2344参数查看与设置的具体操作步骤如下：(1)在参数功能子菜单下，按F1键，系统将弹出如图3-43所示的参数索引子菜单；(2)用、选择要查看或设置的选项，按Enter键进入下一级菜单或窗口；(3)如果所选的选项有下一级菜单，例如“坐标轴参数”，系统会弹出该坐标轴参数选项的下一级菜单，如图3-44所示的坐标轴参数菜单；(4)用同样的方法选择、确定选项，直到所选的选项没有更下一级的菜单，此时，图形显示窗口将显示所选参数块的参数名及参数值，例如在坐标轴参数菜单中选择轴0则显示如图3-43所示的坐标轴参数-轴0窗口；用、Pgup、Pgdn等键移动蓝色光标条，到达所要查看或设置的参数处。2024/6/2345(5)继续用、Pgup、Pgdn等键在本窗口内移动蓝色光标条，到达需要查看或设置的其他参数处，直至完成窗口中各项参数的查看和修改；(6)按Esc或F1键，退出本窗口。如果本窗口中，有参数被修改，系统将提示是否保存所修改的值，如图3-45所示，按Y键存盘，按N键不存盘；然后，系统提示是否将修改值作为缺省值保存，如图3-46所示。按Y键确认，按N键取消。图3-45是否保存参数修改值 图3-46是否当缺省值保存2024/6/2346(7)系统回到参数索引菜单，可以继续进入其他的菜单或窗口，查看或修改其他参数；若连续按Esc键，将最终退回到参数功能子菜单。如果有参数已被修改，则需要重新启动系统，以便使新参数生效。此时，系统将出现如图3-47所示的提示。图3-47是否当缺省值保存2024/6/23473.7.2 国产数控系统软件系统故障诊断与维修国产数控系统都是基于工业PC机，需要有相关驱动软件进行支持，而一些数控系统的故障也是同数控系统软件有关。下面以华中数控系统为例，介绍其软件基本组成如下：1华中数控系统软件组成(1)底层软件(2)上层软件(3)参数文件(5)数控系统设备驱动程序板卡驱动程序(4)数据文件2024/6/23482数控系统软件相关故障实例与排除(1)系统不能进入，造成死机。(2)系统能够进入，但进入之前会显示“CANT OPEN”，进入系统后也有“出错”报警。(3)进入系统后，察看参数索引时，系统显示“无任何参数结构数据文件”(4)进入系统后，有“出错”报警，报警内容显示各种参数丢失系统未联机，不能正常工作。此外，由于华中数控系统是基于PC机开发的开放式系统，有其可移植性强、普及性高等优点，但也不可避免地会遭受各种计算机病毒的侵扰。所以使用时应该及时做好系统备份，定期对系统进行查毒杀毒，避免不必要的损失发生。2024/6/23493数控系统报警信息数控系统为了帮助数控机床的使用及维护人员对数控系统出现的故障进行排除，会根据数控系统内部的故障数据库对系统出现的故障进行提示。当数控系统出现故障或运行不正常时，应立即观察坐标轴的指令值、坐标轴的实际值和坐标轴的跟踪误差的变化情况。当出现报警时，在屏幕的上方会有“出错”闪烁。此时，相应键操作即可显示报警信息每条报警信息分两部分：错误号，错误信息。当故障消除后，对于一般性错误，报警信息会自动消除；对于产生了急停的报警，则需要重新松开急停按钮，使系统复位后，才能消除报警信息有些故障，例如系统硬件参数错误引起的报警，则需要调整参数后，重新启动系统，才能消除报警信息。华中系统的常用报警信息见表3-2所示。2024/6/23503.8 数控系统故障诊断及维修方法数控系统故障诊断及维修方法3.8.1 装置自诊断法l启动自诊断(初始化诊断)启动自诊断主要的诊断内容有CPU、ROM、RAM、EPROM、I0接口单元，CRTMDI单元(手动数据输入)、纸带阅读机、软盘单元等装置或外设。2在线诊断(后台诊断)3离线检查2024/6/23513.8.2 常规检查法常规检查法(1)问 机床开机时有无异常(2)看 就是用肉眼仔细检查有无保险丝烧断、元器件烧焦、烟熏、开裂现象，有无异物断路现象，以此判断板内有无过流、过压、短路等问题。看转速？快慢的变化。主传动齿轮、飞轮是否跳、摆？传动轴是否弯曲、晃动？(3)听 利用人体的听觉功能可查询到数控机床因故障而产生的各种异常声响的声源。(4)触 当CNC系统出现时有时无的故障现象时，宜采用此方法。CNC系统是由多块线路板组成的，板上有许多焊点，板与板之间或模块与模块之间又通过插件或电缆相连。2024/6/2352(5)嗅 在电气设备诊断或各种易挥发物体的器件采用此方法效果较好。如一些烧烤的烟气、焦糊味等异味。因剧烈摩擦，电气元件绝缘处破损短路，使附着的油脂或其他可燃物质发生氧化蒸发或燃烧而产生的烟气、焦糊气等。2024/6/23533.8.3 机、液、电综合分析法机、液、电综合分析法数控机床是一种高度机、电、液一体化的产品，它应用了精密机械、液压技术、电气技术、微电子技术等，对数控机床的故障分析也要从机、液、电不同的角度对同一故障进行分析诊断，可以避免片面性，少走弯路。最后确认是机、液、电中的哪一个系统有问题。以便在哪个系统中做进一步的诊断及排除故障。2024/6/23543.8.4 备件替换法备件替换法现代数控系统大都采用模块化设计，按功能不同划分为不同的模块，随着现代数控技术的发展，电路的集成规模越来越大，技术也越来越复杂，按照常规的方法，很难把故障定位在一个很小的区域，而一旦系统发生故障利用此方法可缩短停机时间，快速找到故障板。1“替换”方法的使用范围2“替换”中的注意点3“替换”前应做的工作2024/6/23553.8.5 电路板参数测试对比法电路板参数测试对比法当系统发生故障后，采用常规电工检测仪器、工具，按系统电路图及机床电路图，对故障部分的电压、电源、脉冲信号等进行实测，在各电路板的测试端子上进行电压值及波形的测试，与正常值和正常波形进行比较。若无原始记录，也可与对应无故障区的相同的电路板比较，从而确诊故障电路板是否发生故障。如电源的输入电压超限，应对电源监控，以排除其它原因。如发生位置控制环故障，可用示波器检查测量回路的信号状态，或用示波器观察其信号输出是否缺相，有无干扰。2024/6/23563.8.6 更新建立法更新建立法当CNC或PLC装置由于电网干扰，或其他偶然原因发生异常情况或死机时，应清除有关内存区，重新进行冷启动或热启动。并对CNC参数进行重新设置，便可排除故障。3.8.7 升温，降温法升温，降温法当设备运行时间比较长或者环境温度比较高时，机床容易出现软件故障。这时可用电热风或红外灯直接照射可疑的电路板或组件，人为通过采用升温法加速一些高温参数差的元器件恶化(要注意元器件的温度参数)，产生“症状”出来，从而确定有问题的组件或元器件。2024/6/23573.8.8 拉偏电源法拉偏电源法有些不定期出现的软故障与外界电网电压波动有关。当机床出现此类故障时，可把电源电压人为地调高或调低，模拟恶劣的条件让故障容易暴露。3.8.9 分段优选法分段优选法电缆断路或短路故障的查找，有时非常困难，特别是大型数控机床各轴的行程都很长，有时电枢到机床去的电缆要分几段，每段有几十米长，这时应用优选法从中间部分分段查找故障点，可以加快速度。有时PLC的+24V端子对地短路，此端子上接有上百个输入开关，单个检查太慢，也可用优选法，一半、一半的检查短路点在哪一半中，然后把有问题的一半再一分为二进行查找，从而大大加快速度。2024/6/23583.8.10 功能程序测试法功能程序测试法功能程序测试法是将所维修数控系统G、M、S、T、F功能的全部使用指令编写出一个试验程序，并存储在软盘上。在故障诊断时运行这个程序，可快速判定哪个功能不良或丧失。应用场合：机床加工造成废品而一时无法确定是编程、操作不当，还是数控系统故障时；数控系统出现随机性故障，一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性不好。如不能可靠地执行各加工指令。可连续循环执行功能测试程序来诊断系统的稳定性；闲置时间较长的数控机床在投入使用时或数控机床进行定期检修时。2024/6/23593.8.11 参数检查法参数检查法数控机床的参数是经过一系列试验、调整而获得的重要数据。例如工作范围、轴动态参数，数据需要根据具体的控制对象而修改。这种可读写的存储器有电池保持的RAM、EPROM、F1ashROM、硬盘等。应用场合：对于电池保持的RAM，一旦电池电压不足(一般电池2-3年需更换)或机床长期闲置或外部干扰会使参数丢失或混乱，从而使系统不能正常工作。EPROM、Flash ROM由于不需要电池，在数控系统中应用越来越普遍。当机床长期闲置或无缘无故出现不正常现象或有故障而无应答时，就要根据故障特征检查和校对有关参数。2024/6/23603.8.12 隔离法隔离法隔离法是指将控制回路断开，从而达到缩小查找故障区域的目的。在机床维修时为了防止故障扩大，需切断某些部件的电源，也经常采用此法。应用场合：数控机床反馈复杂，在切断某些控制回路时必须考虑到后果，采取必要措施，禁止断开保护回路。3.8.13 接口状态显示诊断法接口状态显示诊断法接口是连接CNC系统、PLC、机床本体的节点，节点是信息传递和控制的要道，通过接口的状态信息(通“1”、断“0”)，若系统带有分立的PLC时，系统产生故障后，首先应判断故障是出现在CNC系统内部，还是在PLC或机床(MT)侧。这就要求熟悉CNC与PLC之间信息交换的内容，必须熟悉各测量反馈元件的位置、作用及发生故障时的现象与后果。2024/6/23613.8.14 测量比较法测量比较法这种方法是利用印制线路板上预先设置的检查用端子，确定该部分电路工作是否正常，通过实测这些端子的电压值或波形与正常时的电压值及波形比较，来分析故障原因和部位。甚至，可在正常线路板上人为地制造一些故障(如断开连线或短路，拔去插组件等)，以判断真正的故障原因。为此，要求维修人员必须平时注意积累印制板上关键部位或易出故障部位正常时的电压值和波形。3.8.15 利用系统的自诊断功能判断法利用系统的自诊断功能判断法现代数控系统尤其是全功能数控系统具有很强的自诊断能力，通过实施实时监控系统的各部分的工作，及时判断故障，给出报警信息，并做出相应的动作，避免发生事故。然而有时硬件发生故障时，就无法报警，有的数控系统可通过发光数码管不同的闪烁频率或不同的组合做出相应的指示。这些指示配合使用就可以较好地帮助维修人员准确地诊断出故障板的位置。2024/6/23623.8.16 逻辑线路追踪法逻辑线路追踪法(原理分析法原理分析法)逻辑线路追踪法就是通过追踪与故障相关联的信号，从中找到故障单元，根据CNC系统原理图(即组成原理)，从前往后或从后往前地检查有关信号的有无、性质、大小及不同运行方式的状态，与正常情况比较，看有什么差异或是否符合逻辑关系。对于硬接线系统(继电器一接触器系统)，它具有可见接线、接线端子、测试点。当出现故障时，可用试电笔、万用表、示波器等简单测试工具测量电压、电流信号的大小、性质、变化状态，电路的短路、断路、电阻值变化等，从而判断出故障的原因。因此，要求维修人员必须对整个系统或每个电路的工作原理有清楚的了解。2024/6/23633.8.17 用可编程控制器进行用可编程控制器进行PLC中断状态分析法中断状态分析法可编程控制器发生故障时，其中断原因以中断堆栈的方式记忆。使用编程器可以在系统停止状态下，调出中断堆栈和块堆栈，按其所指示的原因，查明故障之所在，在可编程控制器的维修中这是最常用、最有效和快速的方法。数控机床是机、电、液(气)、光等技术的结晶，所以在诊断中应紧紧抓住微电子系统与机、电、液(气)、光等装置的交接点，这些节点是信息传输的焦点，对故障诊断会大有帮助，可以很快初步判断故障发生的区段，如故障可能是在CNC系统、PLC、MT及液压等系统的哪一侧，以缩小检查范围。2024/6/23643.9 国产数控系统数据备份恢复国产数控系统数据备份恢复参数的数据操作是在数控机床上广泛使用的功能，它主要可以完成参数备份、清除用恢复等功能。本章将以华中数控系统为例，以图文并茂的形式介绍了数控系统数控备份的硬件连接方式、串行通讯参数传送方法和操作步骤。3.9.1 RS-232串行通讯1串行通讯的特点和功能2串口通讯的组成串口线的连接比较简单，如图3-48所示。只需要将脚2与脚3对调，脚4与脚6对调，脚5仍与脚5对应，脚7与脚8对调即可。至于剩下的脚1和脚9可以悬空不接。2024/6/23653串口通讯的参数设置串口通讯的参数设置行串口通讯之前，首先设置好通讯的参数。尤其是对串口传输的程序进行实时加工时，如果通讯的参数设置不对，可能使数控程序混乱、出错，甚至导致被加工模具报废，或机床、刀具损坏的严重事故。因此，必须慎重对待。串口通讯的参数主要包括：串口号、数据位长度、停止位、奇偶校验位和传输的波特率。4如何设置接收端的参数如何设置接收端的参数由于接收端采用的是数控加工程序，所以对于如何设置数控加工参数，想必您已经非常熟悉了。其方法同样适用于串口通讯的参数设置。2024/6/23663.9.2 系统参数的备份及恢复系统参数的备份及恢复 1参数备份为防止参数丢失可以对参数进行备份，在如图3-53所示的参数功能子菜单中。按F7键弹出如图3-54所示的参数选择对话框。在对话框中的“文件名”栏中输入存储文件的文件名按Enter键完成参数备份操作。图3-53 参数功能子 图3-54 选择恢复文件2024/6/23672参数恢复在输入了权限口令后，在如图3-55所示的参数功能子菜单下按F8键，弹出如图3-56所示的选择恢复文件对话框。按Enter键完成参数备份操作。图3-55 参数恢复菜单图3-56 选择恢复文件2024/6/2368思思 考考 题题1FANUC-0i Mate C与FANUC 0i C系统有何不同？2FANUC-0i系统出现900号报警，试分析原因？3FANUC系统使用存储卡进行系统备份的作用？4某配套FANUC 0M的加工中心，在开机手动回参考点的过程中，出现超程报警。请简单说明机床回参考点原理，并据此分析出现此故障可能的原因。5FANUC数控系统的RS-232-C传输通信参数如何设定？2024/6/23696如一台数控机床参考点位置出现偏差怎样处理？7国内知名的数控厂商有哪些，其技术特点是什么？8华中系统的组成部分有哪些？其联接方式是怎样的？9如何对华中数控系统进行参数修改操作。2024/6/23702024/6/2371表3-1 FANUC 0i C和FANUC 0i Mate C系统性能比较系统性能0i-C0i Mate(B/C)A包B包控制轴数443同时控制轴数443PMC控制轴可以可以可以串行主轴数221模拟主轴数111显示器LCD(单色)LCD(彩色)(彩色)CRT(B)/LCD(单色)(B/C)伺服电机is/isis伺服控制 FSSBOO串行主轴电机i/ii输入/输出点数1024/1024（240/160）2024/6/2372表3-1续PMC梯图软件SB7(0.033s)/SA1SA1梯形图编程环境内置，计算机内置，计算机零件程序容量刚性攻丝可以可以伺服HRV控制HRV3HRV1(B)/HRV3(C)先行控制(M)G08 P1G08 P1AI轮廓控制(M)G05.1Q1XX程序预读段数402020MACRO 执行器/512Kb512Kb存储卡置于前面板有图形显示有有MANUAL GUIDE有有RS口221DNC2可可HSSB可以太网可PROFIBUS可数据服务器可I/O LINK 伺服轴7轴1轴伺服波形显示有有维护信息画面有有远程诊断(选择)诊断包+以太网伺服调试引导可可硬件结构系统置于LCD后高度集成模块(0i-Mate C置于LCD后)用存储卡DNC加工有有双向螺距误差补偿选择加工条件选择选择0i-Mate C可选操作向导i选择2024/6/2373参数号参数说明1001#0直线轴最小移动单位1002#1返回参考点的方式1005#1返回参考点的方式1006#5返回参考点的方向1010CNC控制轴数1020各轴的编程名称1022基本坐标系中各轴的顺序1023各轴的伺服轴号1821各轴的参考计数器容量1850各轴的栅格偏移量参数100118502024/6/23741201#2手动回零后清除局部坐标系1220外部工件原点偏量值1221-1226工件坐标系1-6（G54-G59）的工件原点偏量值1240-1243在机械坐标系上的各轴第1-4参考点的坐标值参数120112432024/6/2375参数130013251300#0第二行程限位的禁止区（内/外）1320各轴存储式行程检测1的正方向边界的坐标值1321各轴存储式行程检测1的负方向边界的坐标值1322各轴存储式行程检测1的正方向边界的坐标值1323各轴存储式行程检测1的负方向边界的坐标值1324各轴存储式行程检测1的正方向边界的坐标值1325各轴存储式行程检测1的负方向边界的坐标值2024/6/2376表3-2 数控系统常见报警信息报警号报警信息系统动作处理方法0lh初始化错急停正确设置参数并正确连接坐标轴控制电缆02h参数错急停正确设置参数03h通信错误急停正确设置参数并正确连接坐标轴控制电缆04h伺服失去联系急停正确连接坐标轴控制(串口)电缆；检查伺服驱动器控制电源05h机床位置丢失急停检查坐标轴控制电缆、电机强电缆、编码器电缆后，重新通电09h未知故障急停检查参数、接线与电源，重新通电20h正向超程急停按住超程解除按钮，用手动方式负向移动，退出超程位置21h负向超程急停按住超程解除按钮，用手动方式正向移动，退出超程位置22h正软超程超程轴停止正向移动负向移动超程轴23h负软超程超程轴停止负向移动正向移动超程轴30h硬件故障急停关闭电源3arin后，重新通电31h主回路故障急停更换HSV11型伺服驱动器32h过热急停检查电机、HSV11型伺服驱动器；检查电机热保护开关及电缆；更换驱动33h保险丝熔断急停更换HSV11型伺服驱动器保险丝；更换HSV11型伺服驱动器34h直流过电话急停增加轴参数中加减速时间常数和加速度时间常数；更换HSV-11型驱动2024/6/2377表3-2续35h直流过电压急停增加轴参数中加减速时间常数和加减速度时间常数；更换HSV11型伺服驱动器36h泵升故障急停增加轴参数中加减速时间常数和加速度时间常数，减小升降轴移动速度；更换HSV11型伺服驱动器37h控制欠压急停检查HSV11型伺服驱动器控制电源，应该为AC220V、单相38h反馈异常急停检查HSV11型伺服驱动器的编码器反馈电缆39h伺服驱动器报警急停检查HSV11型伺服驱动器的报警信息40h超速急停检查伺服驱动器的参数；检查伺服驱动器坐标轴控制电缆41h跟踪误差过大急停检查机械负载是否合理；检查伺服驱动器动力电源是否正常；检查抱闸电动机的抱闸；检查坐标轴参数中的最高快移速度是否超出了电机额定转速；检查伺服驱动器内部参数的设置；检查电机每转脉冲数是否正确；对于脉冲式伺服，检查伺服内部参数0和1。44h找不到参考点急停检查参考点开关；检查编码器反馈电缆；检查编码器0脉冲信号2024/6/2378图3-1 FANUC 0i C 系统配置2024/6/2379图3-2 FANUC 0i MateC 系统配置2024/6/2380图3-3 图形显示功能2024/6/2381图3-4 报警履历和操作履历2024/6/2382图3-5 存储卡操作2024/6/2383图3-6 伺服波形显示2024/6/2384图3-7 机床操作面板2024/6/2385图3-8 帮助显示界面2024/6/2386图3-9 FANUC 0i Mate C 系统总连图2024/6/2387图3-10 FANUC 0i Mate C主板接口布置图2024/6/2388图3-33 系统联接框图2024/6/2389图3-34 广州数控系统组成2024/6/2390图3-41输入口令按F3键2024/6/2391图3-44 查看参数2024/6/2392