第二章数控系统的维护与故障诊断课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章数控系统的维护与故障诊断,*,PPT,文档演模板,Office,PPT,第二章数控系统的维护与故障诊断,2024/8/8,第二章数控系统的维护与故障诊断,第二章数控系统的维护与故障诊断2023/8/1第二章数控系统,1,目前数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。,这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。,对于不同的生产厂家来说，在设计思想上也可能各有千秋。,有的系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而有的系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。,无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。,第二章数控系统的维护与故障诊断,目前数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。第,2,数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大部分组成：,硬件控制系统,是以微处理器为核心，采用大规模集成电路芯片、可编程控制器、伺服驱动单元、伺服电机、各种输入输出设备（包括显示器、控制面板、输入输出接口等）等可见部件组成,。,软件控制系统,即数控软件，包括数据输入输出、插补控制、刀具补偿控制、加减速控制、位置控制、伺服控制、键盘控制、显示控制、接口控制等控制软件及各种参数、报警文本等组成。,数控系统出现故障后，就要分别对软硬件进行分析、判断，定位故障并维修。,作为一个好的数控设备维修人员，就必须具备电子线路、元器件、计算机软硬件、接口技术、测量技术等方面的知识。,第二章数控系统的维护与故障诊断,数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大部分组成：第二章数,3,常用数控系统简介,（一）FANUC数控系统简介,FANUC公司创建于1956年，1959年首先推出电液步进电机。70年代，一方面从Gettes公司引进直流伺服电机制造技术，一方面与西门子合作，学习其先进的硬件技术，1976年成功开发出5系统，后与西门子联合开发出7系统。从这时，FANUC成为世界上最大的专业数控生产厂家。,FANUC公司目前生产的CNC装置有：F0、F10F11F12、F15、F16、F18。F00F100110 120150系列是在F010111215的基础上加了MMC功能，即CNC、PMC、MMC三位一体的CNC。,第二章数控系统的维护与故障诊断,常用数控系统简介（一）FANUC数控系统简介第二章数控系统,4,产品特点：,结构上长期采用大板结构，但在新的产品中已采用模块化结构,采用专用LSI，以提高集成度、可靠性，减少体积和降低成本,产品应用范围广。每一CNC装置上可配多种控制软件，适用于多种机床,不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术SMT、多层印刷电路板、光导纤维电缆等,CNC装置体积减少，采用面板装配式，内装式PMC（可编程机床控制器）,第二章数控系统的维护与故障诊断,产品特点：第二章数控系统的维护与故障诊断,5,FANUC6系统（1979年）,FS6是FANUC早期代表性产品之一,。,在70年代末与80年代初期的数控机床得到了广泛应用,。,FS6与西门子6系统结构基本相同（合作产品），除伺服电动机、PLC采用西门子公司产品外，其余部分完全相同,硬件采用大板结构，上面插有电源模块、存储器板等小板，CPU采用8086，该CNC系列为多微处理器控制系统，其主CPU、PMC及图形显示的CPU均为8086,伺服驱动系统采用FANUC直流驱动系统，通过脉冲编码器进行位置检测，构成半闭环位置控制系统,第二章数控系统的维护与故障诊断,FANUC6系统（1979年）第二章数控系统的维护与故障诊断,6,系统一般带有独立安装的电气柜，电气柜内安装了系统的主要部件（如CNC装置、伺服驱动、输入单元、电源单元）,主轴驱动系统采用FANUC交流主轴驱动装置，该单元为分开安装式，一般安装在强电柜内,系统软件为固定式专用软件,我国80年代进口的数控机床，均大量配套采用FS6系统，直到目前仍然有较多配套FS6的机床在使用中，这些设备大多进入故障多发期，因此，它是数控机床维修中的常见系统之一。,F3 简化版（经济型）,另注：Fs6,F9 强化版 （1980年）,第二章数控系统的维护与故障诊断,系统一般带有独立安装的电气柜，电气柜内安装了系统的主要部件,7,F11系列（1984年）,F11系列是FANUC公司20世纪80年代初期开发并得到广泛应用的FANUC代表性产品之一,，,在80年代进口的高档数控机床上广为采用,，,因此，它亦是维修中的常见系统之一。同系列的产品有F101112三种基本规格，其基本结构相似，性能与使用场合有所区别。,F11的硬件仍然采用大板结构（主板）,，,主CPU为68000，它也是一种多微处理器控制系统,硬件尽量采用专用大规模集成电路及厚膜电路（22块），元件减少30,第二章数控系统的维护与故障诊断,F11系列（1984年）第二章数控系统的维护与故障诊断,8,CNC系统和操作面板、I/O单元之间采用光缆连接，减少了信号线，抗干扰能力提高,F11系统既可以带独立安装的电柜，也可进行分离式安装,伺服驱动与主轴驱动一般采用FANUC模拟式交流伺服驱动系统,系统软件可固定式专用软件，最大可以控制5轴，并实现全部控制轴的联动,第二章数控系统的维护与故障诊断,CNC系统和操作面板、I/O单元之间采用光缆连接，减少了信,9,F0系统（1985年）,F0系列是FANUC公司20世纪80年代中后期开发的产品，是FANUC代表性产品之一。是中国市场上销售量最大的一种系统（F0C系列，F0D系列），产品目标是体积小、价格低，其中F0MC/TC是其代表性产品，F0MD和F0TD为F0MA和F0TA的简化版（经济型）。,硬件结构采用了传统的结构方式，即在主板上插有存储器板、I/O板、轴控制模块以及电源单元。其主板较其他系列主板要小得多，因此，在结构上显得较紧凑，体积小,F0系列为多微处理器CNC系统，F0A系列主CPU为80186，F0B系列的主CPU为80286，F0C系列的主CPU为80386.内置可编程控制器（PLC）的CPU为8086,第二章数控系统的维护与故障诊断,F0系统（1985年）第二章数控系统的维护与故障诊断,10,F0可以配套使用FANUC S系列、系列、C系列、系列等数字式交流伺服驱动系统，无漂移影响，可以实现高速、高精控制,采用了高性能的固定软件与菜单操作的软功能面板，可以进行简单的人机对话式编程,具有多种自诊断功能，以便于维修,F0i系统采用总线技术，增加了网络功能，并采用了“闪存”（FLASH ROM）。系统可以通过Remote buffer接口与PC相连，由PC机控制加工，实现信息传递，系统间也可以通过I/O Link总线进行相连,F0 Mate是F0系列的派生产品，与F0相比是结构更为紧凑的经济型CNC装置,第二章数控系统的维护与故障诊断,F0可以配套使用FANUC S系列、系列、C系列、系,11,FANUC151618系统,F15161816i18i系列系统有F151618、F15i16i18i及FS150160180、F160i180i等型号，该系列系统是专门为工厂自动化设计的数控系统，是目前国际上工艺与性能最先进的数控系统之一，在美国、日本、欧洲的制造业中已普遍使用。,系统的硬件与微电子技术发展同步，采用了超大规模集成芯片，CPU可以是80486或PENTIUM系列处理器，带64位RISC芯片等,第二章数控系统的维护与故障诊断,FANUC151618系统第二章数控系统的维护与故障诊断,12,系统元器件采用了立体化、高密度的安装方式（FANUC公司的专利技术），除主板外，印刷电路板均按物理功能分成小模块，根据用户的要求和系统的规模，分别插在主板上，系统扩展容易，维修方便，体积小,F15采用了模块式多主总线（FANUC BUS）结构，多CPU控制系统，、主CPU采用了68020，还采用了一个子CPU，在PMC、轴控制、图形控制、通信及自动编程中也都有各自的CPU,系统采用8.4in或9.5in TFT（Thin Film Transistor 薄膜晶体管）彩色液晶显示器,第二章数控系统的维护与故障诊断,系统元器件采用了立体化、高密度的安装方式（FANUC公司的,13,系统可配套i系列数字式交流伺服系统，主轴控制可采用i系列主轴驱动系统,F151618系列系统既可单机运行，也可通过Remote buffer接口与个人计算机相连，由计算机控制加工，实现信息传递。通过I/O link（串行口）接口还可以连接多种外围设备。另外经DNC1或DNC2接口，可与Cell Controller或以太网连接，由上位机进行控制，实现车间的自动化,第二章数控系统的维护与故障诊断,系统可配套i系列数字式交流伺服系统，主轴控制可采用,14,F1618系统的总体结构图,CNC,I/O单元,强电回路,传感器/线圈,电源,变压器,电源,主计算机,伺服驱动,主轴驱动,主轴电动机,伺服电动机,操作面板接口,机床操作面板,MDI/CRT单元,I/O接口,I/O设备,手轮,第二章数控系统的维护与故障诊断,F1618系统的总体结构图 CNCI/O单元强电回路传感器,15,FANUC30i-MODEL A,日本FANUC最新的高档控制器，是当前配置最高的数控系统。,特点：,1.最大控制系统为10个系统（通道）；,2.最多轴数和 最大主轴配置为40轴，其中进给轴32轴，主轴为8轴；最大同时控制轴数为24轴/系统；,3.最大PMC系统数为3个系统；最大I/O点数为4096点/4096点，PMC基本指令速度为25ns。,4.最大可预读程序段为1000段。,第二章数控系统的维护与故障诊断,FANUC30i-MODEL A 日本FA,16,（二）SIEMENS数控系统简介,SIEMENS公司是生产数控系统的著名厂家，SINUMERIK的CNC数控装置主要有：,SINUMERIK 38810820850805840系列等。,第二章数控系统的维护与故障诊断,（二）SIEMENS数控系统简介第二章数控系统的维护与故障诊,17,SIEMENS 810820系统,SIEMENS 810820是西门子公司20世纪80年代中期开发的CNC、PLC一体型控制系统，它适合于普通车、铣、磨床的控制，系统结构简单、体积小、可靠性高，在80年代末、90年代初的数控机床厂上使用较广。,810与820的区别仅在于显示器，810为9in单色显示，系统电源为24V；820为12in单色或彩色显示，系统电源为交流220V，其余硬件、软件部分完全一致,第二章数控系统的维护与故障诊断,SIEMENS 810820系统第二章数控系统的维护与故障,18,810820最大可控制6轴（其中允许有2个作为主轴控制），3轴联动,系统由电源、显示器、CPU板、存储器（MEMEPROMRAM）板、I/O板、接口板、显示控制板、位控板、机箱等硬件组成。硬件采用了较多LSI和专用集成电路,主CPU采用80186,PLC最大128点输入64点输出，用户程序容量12KB，PLC采用STEP5语言编程,第二章数控系统的维护与故障诊断,810820最大可控制6轴（其中允许有2个作为主轴控制）,19,SIEMENS 3系统,SIEMENS 3系统是西门子公司80年代初期开发出来的中档全功能数控系统，是西门子公司销售量最大的系统，是20世纪80年代欧洲的典型系统。,采用模块化结构，由CPU模块，NC存储器模块，操作面板接口，NCPC连接模块，伺服测量回路、，PLC编程接口，逻辑模块，扩展设备接口，PLC存储器及各种I/O等17个模块组成,3系统的机柜因配置、类别、型号的不同，可以分为单框架、单PLC双框架、双PLC双框架结构,第二章数控系统的维护与故障诊断,SIEMENS 3系统第二章数控系统的维护与故障诊断,20,采用INTEL 8086CPU的轮廓轨迹控制CNC系统，系统可控制4轴，任意3轴联动,PLC采用SIMATIC S5的PLC130B，输入输出点各512点,采用12in彩色显示器或9in单色显示器,第二章数控系统的维护与故障诊断,采用INTEL 8086CPU的轮廓轨迹控制CNC系统，系,21,SIEMENS 850880,850880是西门子80年代末期开发的机床及柔性制造系统，具有机器人功能。适合高功能复杂机床FMS、CIMS的需要。是一种多CPU轮廓控制的CNC系统。,1986年西门子公司采用数控3系统电路板标准（230mm高），NCPLC双口RAM耦合方式，INTEL 80186CPU芯片，生产出850系统，它的PLC还是沿用130WB或150U,1988年针对850系统的缺陷，又推出全80186的数控880GA1型系统，后推出主CPU采用80386的880GA2型系统,第二章数控系统的维护与故障诊断,SIEMENS 850880第二章数控系统的维护与故障诊断,22,850880系统的基本结构一般都由操作面板、主机箱、机床控制面板3大部分组成，采用两个机架支撑两列中央控制器，中央控制器包括NCCPU、SVCPU（伺服CPU）、COMCPU（通信CPU）、PLCCPU及插入式扩展模块。插入式扩展模块有：测量回路模块、存储器模块、NCCPU 24、SVCPU 24、PLC输入输出板及扩展单元和接口单元,面板带有12英寸彩色显示器、全功能键盘及两个串口,用户程序存储器RAM容量为128KB，EPROM容量为128KB，用户数据存储器RANM容量为48KB，I/O点最大为1024，计时器256，计数器128个,采用SINNEC HI总成连接方式的计算机联网,第二章数控系统的维护与故障诊断,850880系统的基本结构一般都由操作面板、主机箱、机床,23,SIEMENS 802系列系统,SIEMENS 802系列系统包括802SSeSbase line、802CCeCbase line、802D等型号，它是西门子公司20世纪90年代末开发的集CNC、PLC于一体的经济型控制系统。近年来在国产经济型、普及型数控机床上有较大量的使用。802系列数控系统的共同特点是结构简单、体积小、可靠性较高。,SINUMERIK 802D Solution Line(sl)全球首展（2005国际机床展），其CNC，PLC和HMI(人机接口)都集成在同一控制单元中。与SINAMICS S120新一代技术相结合,第二章数控系统的维护与故障诊断,SIEMENS 802系列系统第二章数控系统的维护与故障诊断,24,802S、802C系列是西门子公司为简易数控机床开发的经济型系统，两种系统的区别是：802S系列采用步进电动机驱动；,802C、802D系列通常采用SIEMENS611数字式交流伺服驱动系统,802S、802C系列系统的CNC结构完全相同，可以进行3轴控制3轴联动；系统带有10V 的主轴模拟量输出接口，可以配具有模拟量输入功能的主轴驱动系统（如变频器）,802S、802C系列系统可以配OP020独立操作面板与MCP机床操作面板，显示器为7in或5.7 in单色液晶显示器（802S，802C）；802D采用了10.4in彩色液晶显示器,第二章数控系统的维护与故障诊断,802S、802C系列是西门子公司为简易数控机床开发的经济,25,集成内置式PLC最大可以控制64点输入与64点输出，PLC的I/O模块与ECU间通过总线连接,802D与802S、802C有较大的不同，在功能上比802SC系统有了改进与提高，系统采用SIEMENS PCU210模块，控制轴数为4轴4轴联动，可以通过611U伺服驱动器携带10V主轴模拟量输出，以驱动带模拟量输入的主轴驱动系统,802D除保留了SIEMENS传统的编程功能外，一是,增加了PLC程序“梯形图”显示功能,，方便维修；二是可以使用非SIEMENS代码指令进行编程，系统的开放性更强,第二章数控系统的维护与故障诊断,集成内置式PLC最大可以控制64点输入与64点输出，PLC,26,SIEMENS 810D840D系统,图：840D硬件结构图,IM,361,S7扩展接口,MMC100/MMC102,人机对话操作面板,编程器,电机,电机,E/R,电源,模块,NCU,CPU模块,进给,主轴,第二章数控系统的维护与故障诊断,SIEMENS 810D840D系统 图：,27,SIEMENS 810D840D的系统结构相似，但在性能上有较大的差别。,810D采用SIEMENS CCU（Compact Control Unit）模块，最大控制轴数为6轴,840D采用SIEMENS NCU（Numerical Control Unit）模块，处理器为PENTIUM（NCU573）或AMD K62（NCU572）或486（NCU571）系列，当采用NCU572或573时，CNC的存储容量为1GB，最大控制轴数可达31轴，10通道同时工作；采用NCU571时，控制轴数为6轴，2通道同时工作。840D的NCU与PLC都集成在这个模块上，它是840D的核心,第二章数控系统的维护与故障诊断,SIEMENS 810D840D的系,28,数控与驱动的接口信号是数字量的,系统由操作面板、机床控制面板、NCU（CCU）、MMC、611伺服驱动、I/O模块等单元构成（如图所示）,人机界面MMC，操作面板OP（包括10.4inTFT显示器与NC键盘）、机床操作面板MCP，一般安装在操纵台上，它们与CCU（NCU）间通过PROFIBUS总线连接,MMC事实上是一台独立的计算机，它有独立的PENTIUM CPU、硬盘、软驱、TFT显示器、NC键盘，可以在WINDOWS环境下运行,第二章数控系统的维护与故障诊断,数控与驱动的接口信号是数字量的第二章数控系统的维护与故障诊,29,E/R电源模块，它向NCU提供24V工作电源，也向611D提供600V直流母线电压,611D主轴与进给模块，它由E/R电源模块供电，受控于NCU，并带动主轴或进给轴电动机运转,IM361是PLC输入输出接口模块，与S7300兼容的PLC使用与S7300相同的软件与硬件，PLC的电源模块、接口模块、I/O模块单独安装，它们与系统间通过S7总线与CCU或NCU连接,第二章数控系统的维护与故障诊断,E/R电源模块，它向NCU提供24V工作电源，也向611D,30,通过CNC与611D、S7可编程序控制器的组 合，可以构成满足不同要求的全数字控制系统,除以上典型系统外，SIEMENS公司还有早期生产的SIEMENS 6系统（与FANUC公司合作生产），SIEMENS 8、SIEMENS 840C等。以上系统多见于进口机床，840C与840D功能相同。,第二章数控系统的维护与故障诊断,通过CNC与611D、S7可编程序控制器的组 合，可以构,31,一.电源类故障,第二章数控系统的维护与故障诊断,一.电源类故障第二章数控系统的维护与故障诊断,32,第二章数控系统的维护与故障诊断,第二章数控系统的维护与故障诊断,33,第二章数控系统的维护与故障诊断,第二章数控系统的维护与故障诊断,34,第二章数控系统的维护与故障诊断,第二章数控系统的维护与故障诊断,35,第二章数控系统的维护与故障诊断,第二章数控系统的维护与故障诊断,36,第二章数控系统的维护与故障诊断,第二章数控系统的维护与故障诊断,37,1.接通总电源开关后，电源指示灯不亮,外部电源开关未接通,电源进线熔断器熔芯断或机床总熔断器熔芯断,机床电源进线断,机床总电源开关坏,控制变压器输入端熔断器熔芯断(或断路器跳),指示灯控制电路中熔断器熔芯断或断线,电源指示灯灯泡坏,第二章数控系统的维护与故障诊断,1.接通总电源开关后，电源指示灯不亮第二章数控系统的维护与故,38,2.,强电部分接通后，马上跳闸,机床设计时选择的空气开关容量过小，或空气,开关的电流选择拨码开关选择了一个较小的电流,机床上使用了较大功率的变频器或伺服驱动，,并且在变频器或伺服驱动的电源进线前没有使用,隔离变压器或电感器，变频器或伺服驱动在上强,电时电流有较大的波动，超过了空气开关的限定,电流，引起跳闸。,第二章数控系统的维护与故障诊断,2.强电部分接通后，马上跳闸第二章数控系统的维护与故障诊断,39,3.FANUC,输入电源故障,采用FANUC电源单元A、B、B2等的数控系统，,一般采用FANUC公司生产的“输入单元”模块，通过,相应的外部控制信号，进行数控系统、伺服驱动的,电源的通、断控制。,电源接通条件如下：,电柜门互锁触点闭合,外部电源切换触点闭合,MDI/CRT单元的电源切断OFF按钮触点闭合,系统电源模块无报警，报警AL触点断开,不符合以上条件之任何一条,则会出现电源断电故障,第二章数控系统的维护与故障诊断,3.FANUC输入电源故障 第二章数控系统的维护与故障诊断,40,维修要点：,a.FANUC 6/11等系统的电源输入单元的元器件，除熔断器外，其他元器件损坏的几率非常小，维修时切勿轻易更换元器件。,b.在某些机床上，由于机床互锁的需要，使用了外部电源切断信号，这时应根据机床电气原理图，综合分析故障原因，排除外部电源切断的因素，才能启动。,第二章数控系统的维护与故障诊断,维修要点：第二章数控系统的维护与故障诊断,41,4.CNC电源单元不能通电（FANUC）,1）当电源单元不能接通时，如果电源指示灯（绿色）不亮。,电源单元的保险F1、F2已熔断,a.输入高电压,b.元器件损坏，造成短路或过流,输入电压低,检查输入电压，电压的允许值为AC200V10%,50HZ1HZ,电源单元不良，内存元器件损坏,第二章数控系统的维护与故障诊断,4.CNC电源单元不能通电（FANUC）第二章数控系统的维护,42,2）,电源指示灯亮，报警灯也消失，但电源不能接通。,电源接通条件如下：,电源ON按钮闭合,电源OFF按钮闭合,外部报警接点打开,第二章数控系统的维护与故障诊断,2）电源指示灯亮，报警灯也消失，但电源不能接通。第二章数控系,43,3）电源单元报警灯亮,24V输出电压的保险丝熔断,a,.,9”,显示器屏幕使用,24v,电压，参照下图，检查,24v,与地是否短路,b.显示器/手动数据输入板不良,第二章数控系统的维护与故障诊断,3）电源单元报警灯亮第二章数控系统的维护与故障诊断,44,电源单元不良,检查步骤：,a.把电源单元的所有输出插头拔掉，只留下电源输入线和开关控制线。,b.把机床所有电源关掉，把电源控制部分整体拔掉。,c.再开电源，此时如果电源报警灯熄灭，那么可以认为电源单元正常，而如果电源报警灯仍然亮，那么电源单元坏。,注意事项：,16/18 系统电源拔下的时间不要超过半小时，因为SRAM的后备电源在电源单元上。,第二章数控系统的维护与故障诊断,电源单元不良第二章数控系统的维护与故障诊断,45,24E的保险熔断,a.24E是提供外部输入/输出信号用的，参照下图检查外部输入/输出回路是否短路。,b.外部输入/输出开关引起24E短路或系统I/O板不良。,第二章数控系统的维护与故障诊断,24E的保险熔断第二章数控系统的维护与故障诊断,46,5V电源负荷短路,检查方法：,a.把5V电源所带负荷一个一个地拔掉，每拔一次，必须关电源再开电源。,第二章数控系统的维护与故障诊断,5V电源负荷短路第二章数控系统的维护与故障诊断,47,b.在拔掉任何一个5V电源负荷后，电源报警灯熄,灭，那么可以证明该负荷及其连接电缆出现故障,注意事项：,当拔掉电机编码器的插头时，如果是绝,对位置编码器，还需要重新回零，机床才能恢复正,常。,第二章数控系统的维护与故障诊断,b.在拔掉任何一个5V电源负荷后，电源报警灯熄第二章数控系,48,系统的印刷电路板上有短路,检查：,用万用表测量5V,15V,+24V与0V之间的电阻。必须在电源关的状态下测量。,a.把系统各印刷板一个一个的往下拔，再开电源，确认报警灯是否再亮,b.如果当某一印刷板拔下后，电源报警灯不亮，那就证明该板有问题，需更换该板或维修,c.对于O系统，如果24V与0V短路，更换时一定要把输入/输出板与主板同时更换,d.当计算机与CNC系统进行通信作业，如果CNC通信接口烧坏，有时也会使系统电源不能接通,第二章数控系统的维护与故障诊断,系统的印刷电路板上有短路第二章数控系统的维护与故障诊断,49,5.打开电源开关与机床开关后，电源不能接通,电源输入端熔断器熔芯熔断或爆断(或自动开关跳闸),机床电源进线断,机床总电源开关或电源开关坏,电气控制柜门未关好，开门断电保护开关动作,电气控制柜上的开门断电保护开关损坏或关门后与碰块接触不良,第二章数控系统的维护与故障诊断,5.打开电源开关与机床开关后，电源不能接通第二章数控系统的维,50,6.控制电源故障,控制变压器无输入电压（输入端保险烧断或断路器跳）,原因：,变压器内部短路、连接线短路，电流过大,无DC电流输出,原因：,因直流侧短路、过流、过压、过热等造成整流模块或直流电源损坏；整流电路有断线或接触不良,电源连接线接触不良或断线,控制变压器输入电源电压过高过低（超过10%）或电压浪涌,第二章数控系统的维护与故障诊断,6.控制电源故障第二章数控系统的维护与故障诊断,51,控制变压器损坏,原因：,熔断器，断路器的电流过大，没有起到保护作用；电源短路，串接；负荷过大，内部绕组短路，断路等。,控制变压器副边熔断器熔断或爆断,第二章数控系统的维护与故障诊断,第二章数控系统的维护与故障诊断,52,7I/O无输入信号，24V电源报警,24V电源保险烧坏,处理：,I/O输入短路，检查输入24V电源是否对地短路，排除故障；更换保险。,I/O无输入信号,第二章数控系统的维护与故障诊断,7I/O无输入信号，24V电源报警第二章数控系统的维护与,53,8.系统不能正常上电，且输入/输出板上有严重的烧毁痕迹,原因：,由于外部继电器和外围电压等原因，使输入/输出接口板上TD62107（FANUC）严重烧毁而造成电源短路。,维修：,a.更换输入/输出板,b.更换输入/输出板上TD62107,第二章数控系统的维护与故障诊断,8.系统不能正常上电，且输入/输出板上有严重的烧毁痕迹第二章,54,9.在机床运行中，控制系统偶尔出现突然掉电现象,原因：,电源供应系统故障,维修：,a.更换系统电源,b.更换电源输入单元,第二章数控系统的维护与故障诊断,9.在机床运行中，控制系统偶尔出现突然掉电现象第二章数控系统,55,10.系统工作半个月或一个月左右，必须更换电池，不然参数就丢失,原因：,电池是为了保障系统在不通电的情况下，不会丢失NC数据,维修：,a.检查确认电池连接电缆是否有破损,b.存储板上的电池保持回路不良,请更换存储板。,c.电池质量不好，更换质量较好的电池,第二章数控系统的维护与故障诊断,10.系统工作半个月或一个月左右，必须更换电池，不然参数就丢,56,11.伺服电源故障,伺服变压器输入端断路器跳闸,原因：,过流、短路、断路器内部故障等,机床进行预启动操作后，伺服变压器控制接触器未吸合,原因：,a.机床操作面板上预启动按钮接触不良或损坏,b.控制电路接触不良，连接不好或断线,c.接触器接触不良或损坏,第二章数控系统的维护与故障诊断,11.伺服电源故障第二章数控系统的维护与故障诊断,57,伺服变压器温控开关断开,原因：,a.电气控制柜过热，伺服变压器温度升高，伺服变压器内部温控开关断开,b.负载过重引起伺服变压器温度升高,伺服变压器电源电路断路器跳闸或副边无输出电压,原因：,伺服变压器损坏（内部短路、断线、输出电路短路等）,伺服放大器无电源,原因：,伺服变压器输出端接触器未吸合,第二章数控系统的维护与故障诊断,伺服变压器温控开关断开第二章数控系统的维护与故障诊断,58,12.FANUC电源模块（单元）不良维修要点：,根据维修经验，在FANUC系统中，电源单元故障的原因多发生在电网供电不良的地区。由于加工过程中的外部突然断电或在工厂自发电供电的情况下工作，是引起电源单元故障的主要原因。,在一般情况下，电源单元的故障以进线的浪涌吸收器（VS11）的故障居多。当VS11故障，但维修现场无器件时，为了保证机床的正常生产，通常的做法是暂时取消VS11，确保机床的使用，待备件到位后，再予以更换。,第二章数控系统的维护与故障诊断,12.FANUC电源模块（单元）不良维修要点：第二章数控系统,59,在电网电压波动太大（特别是自发电的场合），偶然也有整流桥、开关管、滤波电容、续流管损坏的情况。对于以上器件，在无备件时，一般可以直接利用同规格的整流桥、开关管、电容、续流管进行替代。,FANUC电源单元的+24E熔断器熔断，是机床维修过程中经常遇到的问题之一，这一故障引起的原因一般与系统本身无关，属于系统外部故障。,24E为系统提供外部（机床侧）输入、输出信号使用电源，F14熔断器熔断一般是由机床侧的输入、输出信号对地短路引起的。,第二章数控系统的维护与故障诊断,在电网电压波动太大（特别是自发电的场合），偶然也有整流桥、,60,为了确定短路的大致范围，维修时可以通过逐一取下系统I/O信号连接插头M1、M2、M18、M19、M20等，进行检查，以缩小故障范围。,一般来说，机床侧的可动部位的接线（如：车床的脚踏开关、操作面板上的波段开关），液压、冷却系统的输入、输出信号是容易引起短路的场合，维修时可进行重点检查。,继电器线圈两侧并联的保护二极管方向，必须引起维修人员的特别注意，更换时必须十分仔细，防止出错。,第二章数控系统的维护与故障诊断,为了确定短路的大致范围，维修时可以通过逐一取下系统I/O信,61,13.西门子系统电源单元故障维修要点,SIEMENS 810M 由于使用的是DC24V电源，因此电源回路相对比较简单，故障原因多数是内部熔断器、保护二极管等元件损坏。,判定810系统电源是否存在故障的方法较简单，可以在系统加入DC24V电源后，通过直接短接系统的NC-ON触点进行检测。短接后若系统正常启动，显示器工作，证明系统单元无故障；否则应对系统电源单元进行维修。,第二章数控系统的维护与故障诊断,13.西门子系统电源单元故障维修要点第二章数控系统的维护与故,62,由于810风机与系统在内部采用了独立的供电回路，因此，即使风机正常工作，只能代表外部DC24V供电正常，但不能代表系统内部电源的工作正常。,SIEMENS 其他型号的数控系统（如 3、8、850、880等），其电源控制方式与810系统基本相同，维修时可以参照进行。,第二章数控系统的维护与故障诊断,由于810风机与系统在内部采用了独立的供电回路，因此，即使,63,事例1：,故障现象：,一台进口卧式加工中心，开机时屏幕一片黑，操作面板上的NC电源开关已按下，红、绿灯都亮，查看电柜中开关和主要部分无异常，关机后重开，故障一样。,故障分析：,经查，确定其电源部分无故障，各处电压都正常，仔细检查发现数控系统有多处损坏，在更换了显示器，显示控制板后屏幕出现了显示，使机,床能进入其它的故障维修。,第二章数控系统的维护与故障诊断,事例1：第二章数控系统的维护与故障诊断,64,事例2：,故障现象：,一立式加工中心，开机后屏幕无显示。该加工中心使用进口数控系统，造成屏幕无显示的原因有很多，经对故障进行了检查，后确认系统提供的外部电源是正确的，但主板上的电压不正常，时有时无，可以确认是因主板故障造成，因此进行了更换，更换主板后系统有显示，由于主板更换后参数需要重新设置，按系统参数设置步骤，对照机床附带的参数表进行了设置调整后机床正常。屏幕上无显示的故障原因很多，首先必须找出原因排除,如还有其他故障，根据机床的报警和其他故障信息作出处理。,第二章数控系统的维护与故障诊断,事例2：第二章数控系统的维护与故障诊断,65,事例3：,一加工中心，开机后打开急停，系统在复位的过程中，伺服强电上去后系统总空开马上跳闸,该加工中心使用国产数控系统，经对故障进行了检查分析，首先怀疑是否是空开电流选择过小，经过计算分析后确认所选择的空开有点偏小，但基本符合机床要求，然后用示波器观察机床上电时的电流的变化波形，发现伺服强电在上电时电流冲击比较大，也就是电流波形变化较大，进一步分析发现由于所选伺服功率较大，且伺服内部未加阻抗等装置，在使用时须外接一电抗与制动电阻，电气人员在设计时加了制动电阻，为了节省成本没有使用阻抗。按照要求加上阻抗后，系统上电恢复正常。,第二章数控系统的维护与故障诊断,事例3：第二章数控系统的维护与故障诊断,66,小结：,数控机床由于采用的控制系统品种较多，电源接通、断开的控制要求各不相同，对于不同机床、不同的系统、维修时应根据机床与系统的实际情况，分别进行处理。,机床维修者必须熟悉各种系统的电源通/断控制要求，维修时做到心中有数。,对于控制较复杂的机床，不仅要掌握系统的电源ON/OFF要求，而且还必须对照机床电气原理图进行维修处理，除非万不得已，不得更改机床的原始操作方式和原始设计功能。,第二章数控系统的维护与故障诊断,小结：第二章数控系统的维护与故障诊断,67,维修数控机床是多方位的，既要掌握系统生产厂家推荐的线路与控制方法，还必须根据机床、系统的实际情况灵活处理，不可教条。,第二章数控系统的维护与故障诊断,维修数控机床是多方位的，既要掌握系统生产厂家推荐的线路与控,68,1.数控系统电源接通时无画面显示,显示器信号线电缆或电源线连接不良或断线,电源单元故障，显示器无供电电源（CRT灯丝不亮，LCD无背景光）,CRT显示器坏,CRT显示板坏,LCD屏坏,LCD灯管坏,LCD逆变器坏,主印刷电路板故障,亮度调节不对,二,系统显示类故障,第二章数控系统的维护与故障诊断,1.数控系统电源接通时无画面显示二 系统显示类故障 第二章,69,2.,运行或操作中出现死机或重新启动,参数设置错误或参数设置不当所引起,同时运行了系统以外的其他内存驻留程序,系统文件受到破坏或者感染了病毒,电源功率不够,系统元器件受到损害,3,.主轴有转速但,CRT,速度无显示,主轴编码器损坏,主轴编码器电缆脱落或断线,系统参数设置不对，编码器反馈的接口不对或者,没有选择主轴控制的有关功能,第二章数控系统的维护与故障诊断,2.运行或操作中出现死机或重新启动 第二章数控系统的维护与故,70,4.主轴实际转速与所发指令不符,主轴编码器每转脉冲数设置错误,确认主轴编码器每转脉冲数是否设置正确,PLC程序错误,检查PLC程序中主轴速度和D/A输出部分的程序,速度控制信号电缆连接错误,5.液晶屏幕显示暗淡，但仍能加工,更换液晶显示器（液晶屏已老化）,更换液晶显示器灯管,更换显示控制模块,亮度调节太暗，调亮,第二章数控系统的维护与故障诊断,4.主轴实际转速与所发指令不符第二章数控系统的维护与故障诊断,71,6.液晶显示屏亮度太暗或太亮,环境温度影响（高温时亮度高，低温亮度低）,亮度调节不当,显示缓冲板损坏,7.CRT/LCD显示屏画面抖动、晃动或有水波纹,接地断线或不正确，CRT/LCD受干扰引起,信号线连接松动或接触不良，屏蔽不好,第二章数控系统的维护与故障诊断,6.液晶显示屏亮度太暗或太亮第二章数控系统的维护与故障诊断,72,CRT/LCD内部故障,措施：,a.信号线采用屏蔽双绞线,b.屏蔽层双端接地,c.CRT/LCD与CNC外壳共地（单点接地）,d.在CRT/LCD输入接口端加100PF330PF的瓷片电容滤波（每个信号线对OV焊接一个电容）,e.信号线两端套铁氧钵磁环滤波,第二章数控系统的维护与故障诊断,CRT/LCD内部故障第二章数控系统的维护与故障诊断,73,8.显示器屏幕上字符显示不正常,主板上的字符显示ROM是否装好,更换显示器屏幕,调整显示器屏幕,更换主板,9.液晶屏显示字符忽亮忽暗,数控系统环境比较恶劣高温潮湿易引起亮度调节电位器接触不良,背景光逆变器不良,第二章数控系统的维护与故障诊断,8.显示器屏幕上字符显示不正常第二章数控系统的维护与故障诊断,74,10.液晶屏很暗，调节亮度电位器，隐约能看见 字符，液晶屏背景灯没有亮,没有给背景灯提供电压，检查给背景灯提供电,压的逆变器组件是否有高压输出，检查连接线,背景灯损坏，检查液晶屏背景灯管,11.显示器出现乱码,系统文件被破坏,系统内部RAM数据出错，需对RAM进行初始化处理,系统内存不足,外部干扰,第二章数控系统的维护与故障诊断,10.液晶屏很暗，调节亮度电位器，隐约能看见 字符，液,75,12.系统具有图形功能但不能显示图形，有时屏幕上什么都不显示,系统的显示回路出现故障,图形板不良,13.系统有时钟显示功能但不显示系统时间,确认时钟显示功能，查看相应参数设置是否正确,时钟芯片或时钟控制回路不良，更换存储板（时钟回路在存储板上）,第二章数控系统的维护与故障诊断,12.系统具有图形功能但不能显示图形，有时屏幕上什么都不显示,76,14.系统使用14显示器，但显示屏幕的显示格式与9的显示器屏幕的显示格式一样,更换字符显示ROM,更改显示格式的功能参数,第二章数控系统的维护与故障诊断,14.系统使用14显示器，但显示屏幕的显示格式与9的显示,77,15.维修要点,根据维修经验，在FANUC系统中，系统无显示的硬件方面原因，除公共电源单元的故障外，一般都是由于连接不良引起的；显示回路、显示板元器件损坏的故障情况偶然存在，因此维修重点应检查显示器本身。,在SIEMENS系统中，无显示的故障偶然有发生，硬件方面由于810显示器与系统一体，因此，基本上可以排除连接方面的故障原因；显示回路显示板元器件损坏的故障情况偶然存在，因此，维修时重点应检查显示器本身。,第二章数控系统的维护与故障诊断,15.维修要点第二章数控系统的维护与故障诊断,78,数控系统的CRT显示器驱动电路与电视机原理相同，故障多属于显示的行，均输出电路，维修时可以参照电视机的有关维修方法。,对于CRT一般的显示不良故障，如：亮度辉度同步幅度等问题，通过对于显示器的调节即可以解决，调节方法与电视机的调整相同。,LCD显示屏的故障主要是灯管及逆变器易损坏，灯管寿命一般1万3万小时。,系统无显示的软件方面原因，一般以存储器出错居多，此类故障通过初始化及对系统参数、用户程序存储器进行清零后，系统显示可以恢复正常。,第二章数控系统的维护与故障诊断,数控系统的CRT显示器驱动电路与电视机原理相同，故障多属于,79,事例1：,故障现象：,一数控系统，机床送电，CRT无显示，查NC 电源+24V、+15V、-15V、+5V均无输出,故障分析：,此现象可以确定是电源方面出了问题，所以可以根据电气原理图逐步从电源的输入端进行检查，当检查到保险后的电噪声滤波器时发现性能不良，后面的整流、振荡电路均正常，拆开噪声滤波器外壳发现里面烧焦，更换噪声滤波器后，系统故障排除。,第二章数控系统的维护与故障诊断,事例1：第二章数控系统的维护与故障诊断,80,事例2：,故障现象：,一台数控车床配,FANUC0-TD,系统，在调试中时常出现,CRT,闪烁、发亮，没有字符出现的现象，我们发现造成的原因主要有：,CRT,亮度与灰度旋钮在运输过程中出现震动,系统在出厂时没有经过初始化调整,系统的主板和存储板有质量问题,解决办法可按如下步骤进行：,首先，调整,CRT,的亮度和灰度旋钮，如果没有反应，请将系统进行初始化一次，同时按,RST,键和,DEL,键，进行系统启动，如果,CRT,仍没有正常显示，则需要更换系统的主板或存储板。,第二章数控系统的维护与故障诊断,事例2：第二章数控系统的维护与故障诊断,81,演讲完毕，谢谢听讲,!,再见，see you again,3rew,2024/8/8,第二章数控系统的维护与故障诊断,演讲完毕，谢谢听讲!再见，see you again3rew,82,