第二章FANUC数控系统解析课件

数控机床维修高级应用人才培养丛书数控机床维修高级应用人才培养丛书现代数控机床故障诊断与维修现代数控机床故障诊断与维修2024/7/131第二章FANUC数控系统故障诊断与维修天津工程师范学院天津工程师范学院数控机床维修高级应用人才培养丛书数控机床维修高级应用人才培养丛书现代数控机床故障诊断与维修现代数控机床故障诊断与维修教学提示教学提示：本章主要以FANUC数控系统为讲述对象，介绍了FANUC数控系统的发展、类型及结构特征，并以FANUC 0i mate 系列数控系统为例介绍了数控系统具体的结构；着重讲述了FANUC 0i系统参数配置；PMC编程技术及FANUC数控系统的参数备份与恢复。教学要求教学要求：了解FANUC数控系统结构特征；理解数控系统常用参数意义；理解FANUC数控系统PMC编程的基本知识；掌握FANUC数控系统参数设置方法及步骤，FANUC数控系统PMC常用指令及编程技巧，FANUC数控系统参数备份与恢复的参数配置及基本操作。在学习完本章后能对FANUC数控系统有一个整体的认识和有重点地掌握。2024/7/132数控机床维修高级应用人才培养丛书数控机床维修高级应用人才培养丛书现代数控机床故障诊断与维修现代数控机床故障诊断与维修2024/7/133第二章FANUC数控系统故障诊断与维修2.1概 述2.2 FANUC数控系统结构2.4 FANUC数控系统参数配置2.3 FANUC PMC技术2.5 FANUC数控系统故障诊断与维修2.6 FANUC数控系统数据备份与恢复2024/7/134一、一、FANUC系统的发展系统的发展日本FANUC公司创建于1956年，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。1959年首先推出了电液步进电机。1976年FANUC公司研制成功数控系统5，数控系统7。1979年研制出数控系统6。1980年研制出系统3和系统9。1984年推出数控10系统、11系统和12系统。1985年FANUC公司又推出了数控系统0。1987年FANUC公司又成功研制出数控系统152000年推出BEIJING-FANUC0i系列。2.1 概概 述述二、二、FANUC系统主要系列系统主要系列1高可靠性的PowerMate0系列。2普及型CNC0D系列。3全功能型的0C系列。4高性能价格比的0i系列。5具有网络功能的超小型、超薄型CNC16i/18i21i系列。除此之外，还有实现机床个性化的CNC1618/160180系列。2024/7/1352.2 FANUC数控系统结构FANUC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：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。2024/7/1362024/7/137本章将以FANUC0iMateC为例来介绍FANUC数控系统的组成。2004年4月在中国大陆市场上推出的FANUC的0i-C/0iMate-CCNC系统（系统配置见图2-1）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FSSB（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。系统总体连接如图2-2所示。FANUC0iMateC系统结构与FANUC0iC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2-3。2024/7/138图2-3 FANUC 0i Mate C主板接口布置图2024/7/139CP1：系统直流24V输入电源接口，一般与机床侧的24V稳压电源连接。JA41：串行主轴/主轴位置编码器信号接口。当主轴为串行主轴时，与主轴放大器的JA7B连接，实现主轴模块与CNC系统的信息传递；当主轴为模拟量时，该接口又是主轴位置编码器的主轴位置反馈信号接口。JD44A：外接的I/O卡或I/O模块接口信号（I/OLink）JA40：模拟量主轴的速度信号接口，CNC系统输出的速度信号（0-10V）与变频器的模拟量频率设定端相连接。JD36B：RS-232-C串行通信总线（2通道）。JD36A：RS-232-C串行通信总线（1通道）。2024/7/1310CA69：伺服检测板接口。CA55：系统MDI软键信号接口。CN2：系统操作软键信号接口。COP10A：系统伺服高速串行通信FSSB接口（光缆），与伺服放大器的COP10B连接。Battery：系统备用电池（3V标准锂电池）。Fanmotor：散热风扇电机（两个）。2.3 FANUC PMC技术技术PMC与PLC非常相似，因为专用于机床，所以称为可编程序机床控制器。与传统的继电器控制电路相比较，PMC的优点有：时间响应快，控制精度高，可靠性好，控制程序可随应用场合的不同而改变，与计算机的接口及维修方便。另外，由于PMC使用软件来实现控制，可以进行在线修改，所以有很大的灵活性，具备广泛的工业通用性。2024/7/1311一、一、PMC简介简介数控机床作为自动化控制设备，是在自动控制下进行工作的，数控机床所受控制可分为两类：一类是最终实现对各坐标轴运动进行的“数字控制”。如：对CNC车床X轴和Z轴，CNC铣床X轴，Y轴，Z轴的移动距离，各轴运行的插补，补偿等的控制即为“数字控制”。另一类为“顺序控制”。对数控机床来说，“顺序控制”是在数控机床运行过程中，以CNC内部和机床各行程开关、传感器、按钮、继电器等的开关量信号状态为条件，并按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的起停、换向、刀具的更换、工件的夹紧、松开、液压、冷却、润滑系统的运行等进行的控制。与“数字控制”比较，“顺序控制”的信息主要是开关量信号。2024/7/1312常把数控机床分为“NC侧”和“MT侧”（即机床侧）两大部分。“NC侧”包括CNC系统的硬件和软件，与CNC系统连接的外围设备如显示器、MDI面板等。“MT侧”则包括机床机械部分及其液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置、机床操作面板、继电器线路、机床强电线路等。PMC处于NC与MT之间，对NC和MT的输入、输出信号进行处理。MT侧顺序控制的最终对象随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很大的差别。机床结构越复杂，辅助装置越多，最终受控对象也越多。图2-4为FANUC数控系统各信号信息交换示意图。2024/7/13132024/7/1314由图2-4可以看出，X信号来自机床侧的输入信号（如接近开关、极限开关、压力开关、操作按钮、对刀仪等检测元件），PMC接收从机床侧各检测装置反馈回来的输入信号，在控制程序中进行逻辑运算，作为机床动作的条件及对外围设备进行自诊断的依据。Y信号是由PMC输出到机床侧的信号。在PMC控制程序中，根据自动控制的要求，输出信号控制机床侧的电磁阀、接触器、信号指示灯动作，满足机床运行的需要。2024/7/1315F信号是由控制伺服电动机和主轴电动机的系统部分侧输入到PMC的信号，系统部分就是将伺服电动机和主轴电动机的状态，以及请求相关机床动作的信号（如移动中信号、位置检测信号、系统准备完了信号等），反馈到PMC中去进行逻辑运算，作为机床动作的条件及进行自诊断的依据。G信号是由PMC侧输出到控制伺服电动机和主轴电动机的系统部分的信号，对系统部分进行控制和信息反馈（如轴互锁信号、M代码执行完毕信号等）。简单地说，FANUC系统可以分为两部分：控制伺服电动机、主轴电动机动作的系统部分和控制辅助电气部分的PMC。二、二、PMC程序执行顺序程序执行顺序PMC的程序称为顺序控制程序，用于机床或其他系统顺序控制，CPU执行算术处理。顺序程序的编制步骤如下：(1)根据机床的功能确定I/0点的分配情况；(2)根据机床的动作和系统的要求编制梯形图；(3)利用系统调试梯形图；(4)将梯形图程序固化在ROM芯片内。PMC程序的工作原理可以简述为由上至下，由左至右，循环往复，顺序执行。因为它是对程序指令的顺序执行，应注意到在微观上与传统继电器控制电路的区别，后者可认为是并行控制的。2024/7/13162024/7/1317以图2-5、图2-6两个电路为例，在A触点接通以后，B、C线圈会有什么动作？如果是继电器电路，可以认为是并行控制，动作与电路的分布位置无关，两种情况相同，均为B、C先同时接通，而后B断开。如果是PMC程序，在图2-5中，与继电器的情况相同，B、C先接通，而后由于C的接通断开B；在图2-6中，却只有C接通，因为C的接通使B线圈不能接通。在实际运用中，图2-5中的B线圈可以用作输入信号A的上升沿脉冲信号。B的接通时间只有一个循环周期。ACBACCBAAC图2-6电路2图2-5 电路12024/7/1318PMC顺序程序按优先级别分为两部分：第一级和第二级顺序程序。划分优先级别是为了处理一些宽度窄的脉冲信号，这些信号包括紧急停止信号以及进给保持信号。第一级顺序程序每8ms执行一次，这8ms中的其他时间用来执行第二级顺序程序。如果第二级顺序程序很长的话，就必须对它进行划分，划分得到的每一部分与第一级顺序程序共同构成8ms的时间段。梯形图的循环周期是指将PMC程序完整执行一次所需要的时间。循环周期等于8ms乘以第二级程序划分所得的数目，如果第一级程序很长的话，相应的循环周期也要扩展。PMC程序执行顺序如图2-7所示。在PMC顺序程序中，为了提高安全性，应该注意使用互锁处理。对于顺序程序的互锁处理是必不可少的，然而在机床电气柜中的电气电路终端的互锁也不能忽略。因为，即使在顺序程序上使用了逻辑互锁(软件)，但执行顺序程序的硬件出现问题时，互锁将失去作用。所以，在电气柜中也应提供互锁以确保机床的安全。2024/7/1319三、三、PMC编址编址PMC顺序程序的地址表明了信号的位置。这些地址包括对机床的输入输出信号和对CNC的输入/输出信号、内部继电器、计数器、保持型继电器、数据表等。每一地址由地址号(每8个信号)和位号(0到7)组成，其格式如下所示。可在符号表中输入数据表明信号名称与地址之间的关系。地址有以下种类，不同类别地址符号也不相同。X112.4位号（07）地址号地址类型2024/7/1320X：由机床至PMC的输入信号(MTPMC)Y：由PMC至机床的输出信号(PMCMT)F：由NC至PMC的输入信号(CNCPMC)G：由PMC至NC的输出信号(PMCCNC)R：内部继电器D：非易失性存储器2024/7/1321PMC的地址中有R与D，它们都是系统内部存储器，但是它们之间有所区别。R地址中的数据在断电后会丢失，在上电时内容为0。而D地址中的数据断电后可以保存，因而常用来做PMC的参数或数据表。通常情况下，R地址区域R300R699共400字节。应注意，D区域与R区域的地址范围总和也是400字节。此时在R地址内为D地址划分出一定范围。比如，给D地址定义出200个字节，那么它们的地址范围为D300D499，而此时R地址的区域为R500R699。我们必须在编辑顺序程序时在参数设定中为D地址的数目做出设定。2024/7/1322在PMC顺序程序的编制过程中，应注意到输入触点X不能用作线圈输出，系统状态输出F也不能作为线圈输出。对于输出线圈而言，输出地址不能重复，否则该地址的状态不能确定。到这里，还要提到PMC的定时器指令和计数器指令，每条指令都要用到5个字节的存储器地址，通常使用D地址，这些地址也只能使用一次而不能重复。另外，定时器号不能重复，计数器号也不能重复。2024/7/1323四、四、PMC基本指令基本指令基本指令只是对二进制位进行与、或、非的逻辑操作，基本指令如表2-1所示。举例如图2-8所示2024/7/1324Y5.3FY5.2EX5.4DX2.0X1.1ABCR2.1GR5.1R200.1W1W2R200.0X1.1=1，X2.0=1，R2.1=1时R200.0输出为1X5.4=1Y5.2=0 ，R5.1=1时R200.1输出1Y5.3=1为图2-8 基本指令应用举例五、五、PMC功能指令功能指令数控机床用PMC的指令必须满足数控机床信息处理和动作控制的特殊要求。例如，由NC输出的M，S，T二进制代码信号的译码，机械部件动作状态或液压系统动作状态的延时确认，加工零件记数，刀库，分度台沿最短路径旋转和现在位置至目标位置步数的计算等。2024/7/1325在为数控机床编辑顺序程序时，对于上述译码、定时、记数、最短路径选择，以及比较、检索、代码转换、数据四则运算、信息显示等控制功能，仅用执行一位操作的基本指令编程，实现起来将会十分困难。因此，就需要增加一些具有专门控制功能的指令来解决基本指令无法处理的那些控制问题。这些专门指令就是“功能指令”，本节将以FANUC-0i系统的PMC-SA1/SA3/SB7为例，介绍FANUC系统常用PMC功能指令的功能及指令格式。2024/7/13261第一级程序结束指令指令格式：说明：如果程序中不使用第一级程序时，必须在PMC程序开头指定END1，否则PMC无法正常运行。2024/7/1327SUB1END12第二级程序结束指令指令格式：3程序结束指令指令格式：说明：编写子程序时，在子程序最后写入该指令。2024/7/1328SUB2END2SUB64END4定时器指令指令格式：说明：该定时器为延时定时器。定时时间可通过PMC参进行修改。2024/7/1329SUB3 TMR定时器号ACTW1控制条件：当ACT=1后经设定时间时，输出W1即接通。定时器号：PMC-SA3为1-40，18号定时单位为48秒，最大为1572.8秒。9号以后定时单位为8秒，最大为262.1秒。工作原理：ACT=0，断开定时器，ACT=1，启动定时器。W1=1，ACT接通后经设定时间时，输出即接通。具体见图2-9。2024/7/1330设定时间图2-9定时器工作原理图5固定定时器指定格式：说明：该定时器为设定时间固定的延时定时器，用功能指令参数指定时间。控制条件：ACT=0，断开定时器，ACT=1，启动定时器。W1=1，ACT接通后经设定时间时，输出即接通。定时器号：1-100。设定时间：用ms为单位的十进制数设定时间，最大为262136。2024/7/1331SUB24 TMRB定时器号设定时间ACTW16译码指令例2-1指令格式：说明：数控机床在执行加工程序中规定的M、S、T功能时，CNC装置以BCD码或二进制码形式输出M、S、T代码信号。这些信号需要经过译码才能从BCD或二进制状态转换成具有特定功能含义的一位逻辑状态。该指令就是对2位BCD码进行译码，当与指示的值相同时，W1接通，如不一致，则W1断开。2024/7/1332ACTSUB4 DEC译码信号地址译码指示W1译码条件：ACT=1，进行译码；W1=1，译码已一致。代码信号地址：制定译码对象地址。译码指示：0000位指示01：只对低位数进行译码10：只对高位数进行译码11：对两位数均进行译码值指示：指示进行译码的位数2024/7/13337二进制译码指令例2-2指令格式：说明：对1、2、4字节长的二进制形式的代码数据进行译码。代码数据一致时，对应的位即为“1”，如不一致，则为“0”。2024/7/1334ACTSUB25 DECB形式指定代码信号地址译码指示译码结果输出地址形式指定：代码数据的形式为1：1字节长；1：2字节长；4：4字节长。代码信号地址：制定进行译码的数据的起始地址。译码指示：8个译出代码号的第一个号。译码结果输出地址：由译码指示指定号的译码结果被输出到位0，号+1的译码结果被输出到位1，号+7的译码结果被输出到位7。译码结果输出：765432102024/7/1335+7 +6 +5+4 +3 +2 +1 +08计数器指令指令格式：说明：是进行加/减计数的环形计数器。2024/7/1336CN0UPDOWNRSTACTSUB5 CTR计数器号W1控制条件：CN0=0：计数器的初始值为0；CN0=1：计数器的初始值为1。UPDOWN=0：是加计数器。（初始值为CN0设定）UPDOWN=1：是减计数器。（初始值为计数器预置值）RST=1：将计数器复位。累计值被复位，加计数器，根据CN0的设定变为0或1，减计数器时变为计数器预置值。ACT=1：取0-1的上升沿进行计数。W1=1：是计数结束输出。加计数器为最大值，减计数器为最小值为1。计数器号：PMC-SA3为1-20。2024/7/13379回转控制指令指令格式：说明：判别回转体的下一步的回转方向，计算出进行回转的步数，或计算到达目标位置前一步的步数。2024/7/1338ACTINCBYTRN0DIRPOSSUB6 ROT回转体的分度数当前位置地址目标位置地址结果输出地址W1控制条件：RN0=0：回转体的位置号是从0开始的连续号。=1：回转体的位置号是从1开始的连续号。BYT=0：回转体的位置号是2位BCD（1字节）的数据。=1：回转体的位置号是4位BCD（2字节）的数据。DIR=0：不判别下一步回转方向。（始终正转）=1：判别下一步回转方向。（方向输出到W1）POS=0：计算到达目标位置的步数。=1：计算到达目标位置前一步的步数。INC=0：计算目标位置的号。=1：计算到达目标位置的步数。2024/7/1339ACT=1：执行ROT指令。W1=0：回转方向为正转。=1：回转方向为反转。回转体分度数：设定回转体转位的数目。当前位置地址：存储回转体当前步数的起始地址。目标位置地址：存储目标位置的起始地址。结果输出地址：算出的步数的输出地址。例2-32024/7/134010二进制回转控制指令指令格式：说明：可用地址指定回转体的分度数。另外，进行处理的数值都为二进制形式，其它功能与ROT指令相同。2024/7/1341RN0DIRPOSSUB26 ROTB形式指定回转体的分度数地址当前位置地址目标位置地址结果输出地址INCACTW1控制条件：RN0=0：回转体的位置号是从0开始的连续号。=1：回转体的位置号是从1开始的连续号。DIR=0：不判别下一步回转方向。（始终正转）=1：判别下一步回转方向。（方向输出到W1）POS=0：计算到达目标位置的步数。=1：计算到达目标位置前一步的步数。INC=0：计算目标位置的号。=1：计算到达目标位置的步数。ACT=1：执行ROT指令。W1=0：回转方向为正转。=1：回转方向为反转。2024/7/1342形式指定：1：1字节长2：2字节长4：4字节长回转体分度数：设定回转体转位的数目。当前位置地址：存储回转体当前步数的起始地址。目标位置地址：存储目标位置的起始地址。结果输出地址：算出的步数的输出地址。例2-42024/7/134311代码转换指令指令形式：说明：用2位BCD码指定变换数据表内号，将与输出的表内号对应的2位或4位BCD码输出。2024/7/1344BYTRSTACTSUB7 COD变换数据数变换输入数据地址变换输出数据地址W1控制条件：BYT=0：变换数据表的数据为2位BCD码。=1：变换数据表的数据为4位BCD码。RST=1：把错误输出W1复位。ACT=1：执行COD命令。W1=1：变换输入号超过了变换数据数，数据出错。变换输入数据地址：指定表内号的地址（1字节）。变换输出数据地址：变换结果的存储地址。例2-52024/7/134512二进制代码转换指令指令形式：说明：用2位二进制码指定变换数据表内的号，将与输入的表内号对应的1、2、4字节数据输出。控制条件：RST=1：把错误输出W1复位。ACT=1：执行COD命令。W1=1：变换输入号超过了变换数据数，数据出错。形式指定：1：1字节长，2：2字节长，4：4字节长。变换输入数据地址：指定表内号的地址（1字节）。变换输出数据地址：变换结果的存储地址。2024/7/1346RSTACTSUB27 CODB形式指定变换数据数变换输入数据地址变换输出数据地址W113逻辑乘后数据传送指令指令形式：说明：数据传送据地址指定的1字节的数据与比较数据进行逻辑乘（AND），并把结果写入输出数据地址。例2-62024/7/1347ACTSUB8MOVE比较数比较数据低4位据高4位输入数据地址输出数据地址14数据变换指令指令形式：说明：把1或2字节的数据从二进制变换成BCD码，或从BCD码变换成二进制码。2024/7/1348BYTCNVRSTACTSUB14 DCNV输入数据地址输出数据地址W1控制条件：BYT=0：变换1字节的数据。=1：变换2字节的数据。CNV=0：从二进制码变换成BCD码。=1：从BCD码变换成二进制码。RST=1：把出错输出的W1复位。ACT=1：执行数据变换命令。W1=1：输入数据应为BCD码的地方，如果已是二进制码，或从二进制码变换成BCD码时超过指定字节长即进行出错报警。2024/7/134915比较指令指令形式：说明：比较2位或4位BCD码的数值，把比较结果输出到W1。2024/7/1350BYTACTSUB15COMP形式指定基准数据（常数或地址）比较数据地址W1控制条件：BYT=0：比较2位BCD码。=1：比较4位BCD码。W1=0：基准数据比较数据。=1：基准数据比较数据。形式指定：0：基准数据为常数。1：基准数据为指定地址。2024/7/135116一致性判断指令指令形式：说明：比较BCD形式的数据，判断是否相同。2024/7/1352BYTACTSUB16COIN基准数据形式指定基准数据（常数或地址）比较数据地址W1控制条件：BYT=0：比较2位BCD码。=1：比较4位BCD码。W1=0：基准数据比较数据。=1：基准数据=比较数据。基准数据形式指定：0：基准数据为常数1：基准数据为指定地址。2024/7/135317检索指令指令形式：说明：检索指定的数据是否存在于数据表内，并输出表内号数。控制条件：BYT=0：检索2位BCD码。=1：检索4位BCD码。RST=1：断开无检索数据的输出W1。W1=1：无检索的数据时，输出即接通。例2-72024/7/1354BYTRSTACTSUB17 DSCH数据表的数据数数据表的起始地址检索数据地址检索结果输出地址W118二进制检索数据指令形式：说明：与DSCH命令的不同点是进行处理的数值必须是二进制形式，而且为了能使用地址指定数据表的数据个数，即使在ROM制作完成后，仍可调整表的容量。控制条件：RST=1：断开无检索数据输出W1。W1=1：没有检索数据时，接通输出。形式指定：1：1字节2：2字节4：4字节。例2-82024/7/1355RSTACTSUB34DSCHB形式指定数据表数据数存储地址数据表的起始地址检索数据地址检索结果输出地址W119变址修改数据传送指令格式：说明：读取或写入数据表内指定号的数据，进行处理的数据为2位或4位BCD码。2024/7/1356BYTRWRSTACTSUB18 XMOV数据表的数据数数据表的起始地址输入输出数据的存储地址数据表内号存储地址W1控制条件：BYT=0：数据表的数据为2位BCD码。=1：数据表的数据为4位BCD码。RW=0：从数据表读取数据。=1：把数据写入数据表。RST=1：断开出错输出W1。ACT=1：执行XMOV命令。W1=1：被指定的表内号超过数据表的数据数时，即出错报警。例2-92024/7/135720二进制变址修改数据传送指令格式：说明：读取或写入数据表内指定号的数据。进行处理的数据为二进制形式。另外，因为表容量是地址指定的，所以在写入ROM后，还能修改表容量。形式指定：1：1字节；2：2字节；4：4字节其它参数同变址修改数据传送。例2-102024/7/1358RWRSTACTSUB35 XMOVB数据形式指定数据表的数据数存储地址数据表的起始地址输入输出数据存储地址表内号存储地址W121常数定义指令指令格式：说明：定义BCD2位或4位常数。BYT=0：进行处理的数据为2位BCD码。=1：进行处理的数据为4位BCD码。ACT=1：执行NUME指令。2024/7/1359BYTACTSUB23NUME常数常数输出地址W1六、编程举例六、编程举例下面举例说明指令具体用法。例例2-11：主轴倍率PMC控制。例例2-12：润滑系统PMC控制。例例2-13：无机械手斗笠式自动换刀。2024/7/1360七、数控机床七、数控机床PMC屏幕画面功能屏幕画面功能本文以FANUC0imateTC为例，说明数控机床PMC画面功能及具体操作。首先按下系统功能键“system”，进入图2-28画面。然后按下“PMC”键，进入PMC画面，如图2-29所示。1实时梯形图画面按下图2-29中的“PMCLAD”键，即进入实时梯形图画面，如图2-30所示。在实际屏幕中，触点和线圈断开（状态为0）以低亮线显示，触点和线圈闭合（状态为1）以暗线显示。2024/7/13612系统梯形图的诊断画面按下图2-29中的“PMCDGN”键，就会显示图2-31所示的系统PMC诊断画面。3PMC参数画面按下图2-29中的“PMCPRM”键，即进入参数设定画面，如图2-32。按下“TIMER”时对可变定时器时间进行设定，按下“COUNTER”对计时器的一系列参数进行设定，按下“KEEPRL”对保持型继电器参数进行设定，按下“DATA”对数据表进行设定。2024/7/1362八、使用八、使用LADDER软件编辑数控机床梯形图软件编辑数控机床梯形图FAPTLADDER-是在Window95/98，windows2000，WindowsXP环境下运行的FANUCPMC程序的系统开发软件。1新建梯形图程序运行LADDER软件，用鼠标按下“File”菜单，选择“NewProgram”（如图2-33），出现如图2-34所示画面。然后，输入程序名称（例如pmc1）及PMC类型（比如FANUC0i系统PMC类型位SA3），确定后出现图2-35。即可编写自己的程序。2024/7/13632存储卡格式PMC的转换通过存储卡备份的PMC梯形图称之为存储卡格式的PMC（Memorycardformatfile）。由于其为机器语言格式，不能由计算机的Ladder直接识别和读取并进行修改和编辑，所以必须进行格式转换。同样，当在计算机上编辑好的PMC程序也不能直接存储到M-CARD上，也必须通过格式转换，然后才能装载到CNC中。（1）M-CARD格式(PMC-SA.000等)计算机格式（PMC.LAD）（2）计算机格式（PMC.LAD）M-CARD格式2024/7/1364运行LADDER软件，在该软件下新建一个类型与备份的M-CARD格式的PMC程序类型相同的空文件，方法如前。选择FILE中的IMPORT（即导入M-CARD格式文件）（如图2-36所示），软件会提示导入的源文件格式，选择M-CARD格式，然后再选择需要导入的文件名（找到相应的路径），出现如图2-37。执行下一步找到要进行转换的M-CARD格式文件，按照软件提示的默认操作一步步执行即可将M-CARD格式的PMC程序转换成计算机可直接识别的.LAD格式文件，这样就可以在计算机上进行修改和编辑操作了。2024/7/1365当把计算机格式（PMC.LAD）的PMC转换成M-CARD 格式的文件后，可以将其存储到M-CARD上，通过M-CARD装载到CNC中，而不用通过外部通讯工具（例如：RS-232-C或网线）进行传输。在LADDER软件中打开要转换的PMC程序。现在TOOL中选择COMPILE（如图2-38所示）将该程序进行编译成机器语言，如果没有提示错误，则编译成功，如果提示有错误，要退出修改后重新编译，然后保存，再选择FILE中的EXPORT，出现图2-39所示画面。注意：如果要在梯形图中加密码，则在编译的选项中点击，再输入两遍密码就可以了。2024/7/1366在选择EXPORT后，软件提示选择输出的文件类型，选择M-CARD格式，如图2-40所示。确定M-CARD格式后，选择下一步指定文件名，按照软件提示的默认操作即可得到转换了格式的PMC程序，注意该程序的图标是一个WINDOWS图标（即操作系统不能识别的文件格式，只有FANUC系统才能识别）。转换好的PMC程序即可通过存储卡直接装载到CNC中。2024/7/13673、不同类型的PMC文件之间的转换(1)运行FANUC“FAPTLADDER_”编程软件。(2)点击File栏，选择OpenProgram项，打开一个希望改变PC种类的Windows版梯形图的文件。(3)选择工具栏Tool中助记符转换项MnemonicConvert，则显示MnemonicConversion页面。其中，助记符文件(MnemonicFile)栏需新建中间文件名，含文件存放路径。转换数据种类(ConvertDataKind)栏需选择转换的数据，一般为ALL。(4)完成以上选项后，点击OK确认，然后显示数据转换情况信息，无其他错误后关闭此信息页，再关闭MnemonicConversion页面。(5)点击File栏，选择NewProgram项，新建一个目标Windows版的梯形图，同时选择目标Windows版梯形图的PC种类。2024/7/1368(6)选择工具栏Tool中源程序转换项SourceProgramConvert，则显示SourceProgramConversion页面。其中，中间文件(MnemonicFile)栏需选择刚生成的中间文件名，含文件存放路径。(7)完成以上选项后，点击OK确认，然后显示数据转换情况信息，“Allthecontentofthesourceprogramisgoingtobelost.Doyoureplaceit?”，点击是确认，无错误后关闭此信息页，再关闭SourceProgramConversion页面。这样便完成了Windows版下同一梯形图不同PC种类之间的转换，例如将PMC_SA1的KT13.LAD梯形图转换为PMC_SA3的MM.LAD梯形图，并且转换完后的MM.LAD梯形图与KT13.LAD梯形图的逻辑关系相同。2024/7/13692.4 FANUC数控系统参数配置参数在NC系统中用来设定数控机床及辅助设备的规格和内容，加工操作所必需的一些数据。机床厂家在制造机床、最终用户在使用过程中，通过参数的设定，来实现对伺服驱动、加工条件、机床坐标、操作功能、数据传输等方面的设定和调用。机床厂商、用户在配备、使用FANUC系统时，根据具体的使用状况，有大量的参数需要调整和设置。在下文中将介绍一些有关FANUC系统参数的常识和一些常用参数。2024/7/1370一、一、FANUC系统参数分类系统参数分类按照数据形式参数可以分为2-2表所表示的类别：2024/7/1371数据形式数值备注位型0或1位轴型字节型-128127或0256有些参数中不使用符号字节轴型字型-327683276或065535有些参数中不使用符号字轴型双字型-9999999999999999双字轴型表2-2 FANUC系统参数类型列表说明：1对于位型和位轴型参数，每个数据号由8位组成，每一位有不同的意义。2轴型参数允许参数分别设定给每个控制轴。3每个数据类型有一个通用的有效范围，参数不同其数据范围也不同。2024/7/1372为了进一步说明这两类数据在数据设定方面的区别，特举如下两个例子：(1)位型和位轴型参数举例。通过该例可以知道位型和位轴型的数据格式，它们都是每一个数据号由07位数据组成。在描述这一类数据时可以用这样的格式来说明：数据号.位号。比如上例中的ISO参数就可以用这样的符号来表示：1000.1。1000.1=0时表示数据采用EIA码输出，1000.1=1时表示数据输出采用ISO码。位型和位轴型数据就是用这样的方式来设定不同的系统功能。2024/7/13731000#7#6#5#4#3#2#1#0数据号SEQINIISOTVC数据内容（2）位型和位轴型以外的数据2024/7/13741023指定轴的伺服轴号数据号数据内容二、二、FANUC常见系统参数常见系统参数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。2024/7/13752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。2024/7/13763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。2024/7/13774与设定机床各轴进给、快速移动速度、手动速度等相关的参数参数号：14011465这一类参数涉及机床各轴在各种移动方式、模式下的移动速度的设定，包括快移极限速度、进给极限速度、手动移动速度的设定等。2024/7/13785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。2024/7/13796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。2024/7/13807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。2024/7/1381三、参数显示的操作步骤三、参数显示的操作步骤本文以FANUC0i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（1）(2)两种方法显示需要显示的参数所在的面面。（1）有翻面键或光标移动键，显示需要的页面。（2）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）。2024/7/1382四、用四、用MDI设定参数的操作步骤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。（1）按SETTING功能键一次或多次后，再按软键SETTING，可显示SETTING画面。（2）将光标移至“PARAMETERWRITE”处。（3）按OPRT软键显示操作选择软键。（4）按软键ON：1或输入1，再按软键INPUT，使“PARAMETERWRITE”=1。这样参数成为可写入状态，同时CNC发生P/S报警100（允许参数写入）。3按功能键SYSTEM一次或多次后，再按软键PARAM，显示参数画面。2024/7/13834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“PARAMETERWRITE=”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。2024/7/13842.5 FANUC数控系统故障诊断与维修一、一、FANUC-0i常见故障及处理方法常见故障及处理方法1P/S00#报警故障原因：设定了重要参数，如：伺服参数，系统进入保护状态，需要系统重新起动，装载新参数。恢复办法：在确认修改内容后，切断电源，再重新起动即可。2024/7/13852PS/100#报警故障原因：修改系统参数时，将写保护设置PWE=1后，系统发出该报警。恢复方法：（1）发出该报警后，可照常调用参数页面修改参数；（2）修改参数进行确认后，将写保护设置PWE=0；（3）按RESET键将报警复位，如果修改了重要的参数，需重新启动系统。2024/7/13863P/S101#报警故障原因：存储器内程序存储错误，在程序编辑过程中，对存储器进行存储操作时电源断开，系统无法调用存储内容。恢复方法：（1）在MDI方式，将写保护设置为PWE=1；（2）系统断电，按着（DELETE）键，给系统通电；（3）将写保护设置为PWE=0，按RESET键将101#报警消除2024/7/13874P/S8587串行接口故障故障原因：在对机床进行参数、程序的输入，往往用到串行通讯，利用RS232接口将计算机或其它存储设备与机床联接起来。当参数设定不正确，电缆或硬件故障时会出现报警。故障查找和恢复：85#报警指的是：在从外部设备读入数据时，串行通讯数出现了溢出错误，被输入的数据不符或传送速度不匹配，检查与串行通讯相关的参数，如果检查参数没错误还出现该报警时，检查I/O设备是否损坏。2024/7/138886#报警指的是：进行数据输入时I/O设备的动作准备信号（DR）关断。需检查：（1）串行通讯电缆两端的接口（包括系统接口）；（2）检查系统和外部设备串行通讯参数；（3）检查外部设备；（4）检查I/O接口模块（可进行更换模块进行检查或去专业公司检查）。87#报警说明有通讯动作，但通讯时数控系统与外部设备的数据流控制信号不正确，检查1，系统的程序保护开关的状态，在进行通讯时将开关处于打开状态。2，I/O设备和外部通讯设备。2024/7/13895ALM910/911RAM奇偶校验报警故障原因及处理方法：（1）印刷电路板存储卡接触不良。当发生该类报警时，首先关断系统电源，进行系统全清操作。方法是同时按住系统的RESET和DELET键，在打开电源，此时系统将清除存储板中RAM的所有数据。当以上操作后，仍然不能清除存储器报警时，则要考虑该故障可能是因为系统的RAM接触不良，请更换新的存储卡，或进行该板的维修。（2）由于外界的干扰引起的数据报警，当执行系统RAM全清后，如果系统能进入正常的状态，（不再发生该报警），则可能是外界干扰引起的，在这种情况下要检查系统整体地线和走线等，采取有效的抗干扰措施。2024/7/1390（3）存储器的电池电压偏低，可以检查存储卡上的检查端子，检查电池电压。该电压正常为4.5V，当低于3.6V时，可能会造成系统RAM的存储报警。（4）电源单元异常引起，电源异常也有可能引起该类报警，此时进行系统全清后，报警会清除。2024/7/1391690#报警（回零动作异常）故障原因：返回参考点中，开始点距参考点过近，或是速度过慢。故障恢复：（1）正确执行回零动作，手动将机床向回零的反方向移动一定距离，这个位置要求在减速区以外，再执行回零动作。（2）如果以上操作后仍有报警，检查回零减速信号，检查回零档块，回零开关及相关联的信号电路是否正常。2024/7/1392（3）机床的回零参数在机床厂已经设置完成，可检查回零时位置偏差（DOG800803）是否大于128，大于128进行（4）项；如果低于128，可根据参数清单检查以下参数是否有变化：PRM518521(快移速度)，PRM#559562(手动快移速度)。作适当调整使回零时的位置偏差大于或等于12。（4）如果位置偏差大于128，检查脉冲编码器的电压是否大于4.75V，如果电压过低，更换电源；电压正常时仍有报警需检查脉冲编码器和轴卡。2024/7/139373n0（n轴需要执行回零）故障原因：绝对脉冲编码器的位置数据由电池进行保持，不正确的更换电池方法（在断电的情况下换电池），更换编码器，拆卸编码器的电缆。恢复方法：该报警的恢复就是使系统记忆机床的位置，有以下两种方法：（1）如果有返回参考点功能，可以手动将报警的轴执行回零动作，如果在手动回零时还有其它报警，改变参数PRM21#（该参数指明各轴是否使用了绝对脉冲编码器）,消除报警，并执行回零操作，回零完成后使用RESET消除该报警。（2）如果没有出现回零功能，用MTB完成回零设置，方法如下：2024/7/1394a)在手动方式将机床移到回零位置附近（机械位置）b)选择回零方式c)选择回零轴，选择移动方向键“+”或“”移动该轴，机床移到下一个栅格时停下来。这位置就被设为回零点。2024/7/139583n13n6(绝对编码器故障)故障原因：编码器与伺服模块之间通讯错误，数据不能正常传送。恢复方法：在该报警中牵涉三个环节：编码器，电缆，伺服模块。先检测电缆接口，再轻轻晃动电缆，注意看是否有报警，如果有，修理或更换电缆。在排除电缆原因后，可采用置换法，对编码器和伺服模块进行进一步确认。2024/7/139693n73n8(绝对脉冲编码器电池电压低)故障原因：绝对脉冲编码器的位置由电池保存，当电池电压低有可能丢失数据，所以系统检测电池电压，提醒到期更换。恢复方法：选择符合系统要求的电池进行更换。必须保证在机床通电情况下，执行更换电池的工作。2024/7/139710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，到位检测，互锁状态信号。11不能JOG操作运行原因及处理：（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诊断；（2）确认是否输入了进给轴方向选择信号(M)；（3）进行在位检查。2024/7/139812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”恢复；按照前面的方法检查操作方式是否正确；循环起动信号是否起作用；输入进给保持信号，检查诊断DGN0008.5，如果为0的话、检查PMC梯形图。2024/7/139913系统ROM奇偶校验错误报警#900的处理方法（1）利用系统存储卡恢复或重新安装系统软件程序及PMC顺序程序，如果故障排除则判定故障原因为系统软件故障。（2）更换系统FROM/SRAM模块并重新输入系统参数如果系统恢复正常，故障原因为系统硬件FROM/SRAM模块故障。（3）更换系统主板（有时需更换系统CPU卡因为安装系统ROOT的FROM不良）2024/7/1310014系统动态存储器DRAM奇偶校验错误报警#912-919（1）系统在电源断开再接通后运行正常，则故障原因可能是外部干扰引起的。（2）系统CPU卡的DRAM不良，更换系统CPU卡。（3）更换系统主板。15静态存储器SRAM发生ECC错误报警#935（1）全部清除系统SRAM的数据后故障消失，则故障为系统的SRAM数据不良。（2）系统电池电压（标准为3V）如果低于2.6V就会产生电池报警，更换电池。（3）如果全部清除存储器并恢复数据后还不能解决问题，就更换FROM/SRAM模块。（4）更换系统主板或系统主CPU。2024/7/1310116系统926（伺服串行总线报警）（1）伺服放大器的控制电路电源DC24V故障或伺服电动机编码器+5V电路短路故障；（2）伺服放大器的连结光缆故障。（3）伺服放大器本身故障。（4）FSSB初始化（自动设定）。（5）系统轴板故障。（6）系统主板不良。17SV400#，SV402#(过载报警)18SV401，SV403(伺服准备完成信号断开报警)2024/7/1310219SV4n0：停止时位置偏差过大20SV4n1：运动中误差过大21SV4n4#（数字伺服报警）注：17-21故障为伺服出现的主要故障，在第五章中有详细的说明。2024/7/13103二、故障实例分析二、故障实例分析1回参考点故障数控机床坐标系是机床固有的坐标系统，它是通过操作刀具或工件返回机床零点M的方法建立的。但是，在大多数情况下，当已装好刀具和工件时，机床的零点已不可能返回，因而需设参考点R。机床参考点R是由机床制造厂家定义的一个点，R和M的坐标位置关系是固定的，其位置参数存放在数控系统中。当数控系统启动时，都要执行返回参考点R，由此建立各种坐标系。数控机床返回参考点的方式，因数控系统类型和机床生产厂家而异，就大多数而言，常用的返回参考点方式有两种，即栅格方式和磁性开关方式。目前大部分机床采用栅格方式。2024/7/13104FANUC数控机床返回参考点原理：首先在回参方式REF下，按轴移动键，轴以快速（PRM1420设定）移动寻找减速档块，当撞上减速档块后按设定低速（PRM1425设定）移动，进入阶段2。当减速档块释放后，开始寻找零脉冲，并在栅格位置停止。同时返回参考点结束信号被送出。见图2-41所示。2024/7/13105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多数情况是由减速挡块安装位置不正确或减速挡块太短所致。检验方法是：先减小由参数设置的接近原点的速度，若重试结果正常了，则通过重新调整挡块位置或减速开关位置，或适当增加挡块长度即可将此故障解决。也可通过设置栅点偏移量改变电气原点的方法来解决。这是由于当一个减速信号由硬件输出后，数字伺服软件识别这个信号需要一定时间。因此当减速挡块离原点太近时，软件有时捕捉不到原点信号，导致原点偏离。如果重试结果仍旧偏离，可减小快速进给速度或快速进给时间常数的参数设置，重回参考点。这是由于时间常数设置太大或减速挡块太短，在减速挡块范围内，进给速度不能达到接近原点速度。当开关被释放时，即使栅格信号出现，软件检测出进给速度未达到接近原点速度，回参考点操作也不会停止，因而发生参考点偏离。如上述办法用过后仍有偏离，则应检查参考计数器设置的值是否有效，修正参数设置。偏差没有规律性主要原因是：外界干扰，如屏蔽地连接不良，检测反馈元件的通信电缆与电源电缆靠得太近；脉冲编码器的电源电压过低；脉冲编码器损坏；数控系统的主印刷电路板不良；伺服电机与工作台联轴器连接松动；伺服轴电路板或伺服放大器板不良等。在排除此类故障时，应有开阔的思路和足够的耐心，逐个原因进行检查、排除，直到消除故障。微小误差多数为电缆或连接器接触不良，或因主印刷电路板及速度控制单元工作性能不良，造成位置偏量过大。此时，需有针对性地检查。（2）机床不能正常返回参考点且有报警主要是回参考点减速开关产生的信号或零标志位脉冲信号失效（包括信号未产生或在传输处理中丢失）。如采用脉冲编码器作位置检测装置，则表现为脉冲编码器的每转的基准信号（零标志位信号）没有输入到主印刷电路板，其原因常常是因为脉冲编码器断线或脉冲编码器的连接电缆、抽头断线。另外，返回参考点时，机床开始移动点距参考点太近也会产生此类报警故障排除方法可采用先外后内和信号跟踪法。所谓的外，是指安装在机床上的挡块和参考点开关，可以用CNC系统PLC接口的1/0状态指示直接观察信号的有无；所谓的内，是指脉冲编码器中的零标志位或光栅尺上的零标志位，可采用示波器检测零标志位脉冲信号。3）返回参考点过程中出现“NOTREADY”（未准备好）状态上无报警这多数为返回参考点用的减速开关失灵，触头压下后不能复位造成的。因此排除也较简单，只需检查减速开关复位弹簧是否损坏或直接更换减速开关即可。（4）故障时应重点检查的项目检查减速挡块和减速开关的状态，如减速挡块有无松动现象，减速开关是否牢固、有无损坏；若无问题，应进一步用百分表或激光测量仪检查机械相对位置的漂移量；减速挡块的长度是否合适；移动部件回原点的起始位置、减速开关位置与原点位置的相对关系是否适当。检查回原点的模式是否是开机的第一次回原点，是否采用绝对式的位置检测装置。检查伺服电机每转的运动量指令倍乘比及倍乘比的设置；检查回原点快速进给速度的参数设置、接近原点速度的参数设置、快速进给时间常数的参数设置以及参考计数器的设置是否合适等。例例2-14：一台FANUC0M系统立式加工中心，对其进行回零操作时，Y轴可以进行回零动作，但找