伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修

1、伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修第1頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日目前數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，形式各異，組成結(jié)構(gòu)上都有各自的特點。 這些結(jié)構(gòu)特點來源于系統(tǒng)初始設(shè)計的基本要求和工程設(shè)計的思路。對于不同的生產(chǎn)廠家來說，在設(shè)計思想上也可能各有千秋。 有的系統(tǒng)采用小板結(jié)構(gòu)，便于板子更換和靈活結(jié)合，而有的系統(tǒng)則趨向大板結(jié)構(gòu)，使之有利于系統(tǒng)工作的可靠性，促使系統(tǒng)的平均無故障率不斷提高。無論哪種系統(tǒng)，它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的。第2頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日數(shù)控系統(tǒng)是由硬件控制系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng)兩大部分組成：硬件控制系統(tǒng) 是以微處理器為核心，采用大規(guī)模集成

2、電路芯片、可編程控制器、伺服驅(qū)動單元、伺服電機、各種輸入輸出設(shè)備（包括顯示器、控制面板、輸入輸出接口等）等可見部件組成。軟件控制系統(tǒng) 即數(shù)控軟件，包括數(shù)據(jù)輸入輸出、插補控制、刀具補償控制、加減速控制、位置控制、伺服控制、鍵盤控制、顯示控制、接口控制等控制軟件及各種參數(shù)、報警文本等組成。數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，就要分別對軟硬件進行分析、判斷，定位故障并維修。 作為一個好的數(shù)控設(shè)備維修人員，就必須具備電子線路、元器件、計算機軟硬件、接口技術(shù)、測量技術(shù)等方面的知識。第3頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日數(shù)控系統(tǒng)簡介 數(shù)控系統(tǒng)中具有代表性的主要有FANUC公司系統(tǒng)、SIEMENS公

3、司系統(tǒng)、MITSUBISHI公司系統(tǒng)、A-B公司系統(tǒng)、FAGOR公司系統(tǒng)等主要介紹： FANUC系統(tǒng)、SIEMENS系統(tǒng)、MITSUBISHI系統(tǒng)第4頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC系統(tǒng)FANUC數(shù)控裝置F0，F(xiàn)10，F(xiàn)11，F(xiàn)12，F(xiàn)15， F16等系列，每一個系列的數(shù)控裝置可提供多種可選擇功能，適應(yīng)于多種機床使用。結(jié)構(gòu)：由大板結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向模塊化結(jié)構(gòu)第5頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日常用數(shù)控系統(tǒng)簡介 （一）FANUC數(shù)控系統(tǒng)簡介FANUC公司創(chuàng)建于1956年，1959年首先推出電液步進電機。70年代，一方面從Gettes公司引進直流

4、伺服電機制造技術(shù)，一方面與西門子合作，學習其先進的硬件技術(shù)，1976年成功開發(fā)出5系統(tǒng)，后與西門子聯(lián)合開發(fā)出7系統(tǒng)。從這時，F(xiàn)ANUC成為世界上最大的專業(yè)數(shù)控生產(chǎn)廠家。FANUC公司目前生產(chǎn)的CNC裝置有：F0、F10F11F12、F15、F16、F18。F00F100110 120150系列是在F010111215的基礎(chǔ)上加了MMC(MultiMediaCard多媒體存儲卡)功能，即CNC(Computer numerical control) )、PMC、MMC三位一體的CNC。 第6頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日產(chǎn)品特點：結(jié)構(gòu)上長期采用大板結(jié)構(gòu)，但在新的產(chǎn)品中

5、已采用模塊化結(jié)構(gòu)采用專用LSI(Large-scale integration 大規(guī)模集成電路 )，以提高集成度、可靠性，減少體積和降低成本產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣。每一CNC裝置上可配多種控制軟件，適用于多種機床不斷采用新工藝、新技術(shù)。如表面安裝技術(shù)SMT(Surface Mounted Technology表面貼裝技術(shù) )、多層印刷電路板、光導纖維電纜等CNC裝置體積減少，采用面板裝配式，內(nèi)裝式PMC（可編程機床控制器）第7頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC6系統(tǒng)（1979年） FS6是FANUC早期代表性產(chǎn)品之一。在70年代末與80年代初期的數(shù)控機床得到了廣泛應(yīng)用

6、。FS6與西門子6系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本相同（合作產(chǎn)品），除伺服電動機、PLC采用西門子公司產(chǎn)品外，其余部分完全相同硬件采用大板結(jié)構(gòu)，上面插有電源模塊、存儲器板等小板，CPU采用8086，該CNC系列為多微處理器控制系統(tǒng)，其主CPU、PMC及圖形顯示的CPU均為8086伺服驅(qū)動系統(tǒng)采用FANUC直流驅(qū)動系統(tǒng)，通過脈沖編碼器進行位置檢測，構(gòu)成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng)第8頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日系統(tǒng)一般帶有獨立安裝的電氣柜，電氣柜內(nèi)安裝了系統(tǒng)的主要部件（如CNC裝置、伺服驅(qū)動、輸入單元、電源單元）主軸驅(qū)動系統(tǒng)采用FANUC交流主軸驅(qū)動裝置，該單元為分開安裝式，一般安裝在強電柜內(nèi)系

7、統(tǒng)軟件為固定式專用軟件 我國80年代進口的數(shù)控機床，均大量配套采用FS6系統(tǒng)，直到目前仍然有較多配套FS6的機床在使用中，這些設(shè)備大多進入故障多發(fā)期，因此，它是數(shù)控機床維修中的常見系統(tǒng)之一。F3 簡化版（經(jīng)濟型）另注：Fs6F9 強化版 （1980年） 第9頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日F11系列（1984年） F11系列是FANUC公司20世紀80年代初期開發(fā)并得到廣泛應(yīng)用的FANUC代表性產(chǎn)品之一，在80年代進口的高檔數(shù)控機床上廣為采用，因此，它亦是維修中的常見系統(tǒng)之一。同系列的產(chǎn)品有F101112三種基本規(guī)格，其基本結(jié)構(gòu)相似，性能與使用場合有所區(qū)別。F11的硬

8、件仍然采用大板結(jié)構(gòu)（主板），主CPU為68000，它也是一種多微處理器控制系統(tǒng)硬件盡量采用專用大規(guī)模集成電路及厚膜電路（22塊），元件減少30第10頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日CNC系統(tǒng)和操作面板、I/O單元之間采用光纜連接，減少了信號線，抗干擾能力提高F11系統(tǒng)既可以帶獨立安裝的電柜，也可進行分離式安裝伺服驅(qū)動與主軸驅(qū)動一般采用FANUC模擬式交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)系統(tǒng)軟件可固定式專用軟件，最大可以控制5軸，并實現(xiàn)全部控制軸的聯(lián)動第11頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日F0系統(tǒng)（1985年） F0系列是FANUC公司20世紀80年代中后期開發(fā)的

9、產(chǎn)品，是FANUC代表性產(chǎn)品之一。是中國市場上銷售量最大的一種系統(tǒng)（F0C系列，F(xiàn)0D系列），產(chǎn)品目標是體積小、價格低，其中F0MC/TC是其代表性產(chǎn)品，F(xiàn)0MD和F0TD為F0MA和F0TA的簡化版（經(jīng)濟型）。硬件結(jié)構(gòu)采用了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式，即在主板上插有存儲器板、I/O板、軸控制模塊以及電源單元。其主板較其他系列主板要小得多，因此，在結(jié)構(gòu)上顯得較緊湊，體積小F0系列為多微處理器CNC系統(tǒng)，F(xiàn)0A系列主CPU為80186，F(xiàn)0B系列的主CPU為80286， F0C系列的主CPU為80386.內(nèi)置可編程控制器（PLC）的CPU為8086第12頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星

10、期日F0可以配套使用FANUC S系列、系列、C系列、系列等數(shù)字式交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，無漂移影響，可以實現(xiàn)高速、高精控制采用了高性能的固定軟件與菜單操作的軟功能面板，可以進行簡單的人機對話式編程具有多種自診斷功能，以便于維修F0i系統(tǒng)采用總線技術(shù)，增加了網(wǎng)絡(luò)功能，并采用了“閃存”（FLASH ROM）。系統(tǒng)可以通過Remote buffer接口與PC相連，由PC機控制加工，實現(xiàn)信息傳遞，系統(tǒng)間也可以通過I/O Link總線進行相連F0 Mate是F0系列的派生產(chǎn)品，與F0相比是結(jié)構(gòu)更為緊湊的經(jīng)濟型CNC裝置第13頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC151618系統(tǒng)

11、 F15161816i18i系列系統(tǒng)有F151618、F15i16i18i及FS150160180、F160i180i等型號，該系列系統(tǒng)是專門為工廠自動化設(shè)計的數(shù)控系統(tǒng)，是目前國際上工藝與性能最先進的數(shù)控系統(tǒng)之一，在美國、日本、歐洲的制造業(yè)中已普遍使用。系統(tǒng)的硬件與微電子技術(shù)發(fā)展同步，采用了超大規(guī)模集成芯片，CPU可以是80486或PENTIUM系列處理器，帶64位RISC芯片等第14頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日系統(tǒng)元器件采用了立體化、高密度的安裝方式（FANUC公司的專利技術(shù)），除主板外，印刷電路板均按物理功能分成小模塊，根據(jù)用戶的要求和系統(tǒng)的規(guī)模，分別插在主板

12、上，系統(tǒng)擴展容易，維修方便，體積小F15采用了模塊式多主總線（FANUC BUS）結(jié)構(gòu)，多CPU控制系統(tǒng)，、主CPU采用了68020，還采用了一個子CPU，在PMC、軸控制、圖形控制、通信及自動編程中也都有各自的CPU系統(tǒng)采用8.4in或9.5in TFT（Thin Film Transistor 薄膜晶體管）彩色液晶顯示器第15頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日系統(tǒng)可配套i系列數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)，主軸控制可采用i系列主軸驅(qū)動系統(tǒng)F151618系列系統(tǒng)既可單機運行，也可通過Remote buffer接口與個人計算機相連，由計算機控制加工，實現(xiàn)信息傳遞。通過I/O lin

13、k（串行口）接口還可以連接多種外圍設(shè)備。另外經(jīng)DNC1或DNC2接口，可與Cell Controller或以太網(wǎng)連接，由上位機進行控制，實現(xiàn)車間的自動化 第16頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日F1618系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖 CNCI/O單元強電回路傳感器/線圈電源變壓器電源主計算機伺服驅(qū)動主軸驅(qū)動主軸電動機伺服電動機操作面板接口機床操作面板MDI/CRT單元I/O接口I/O設(shè)備手輪第17頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC30i-MODEL A 日本FANUC最新的高檔控制器，是當前配置最高的數(shù)控系統(tǒng)。特點：1.最大控制系統(tǒng)為10個系統(tǒng)（通

14、道）；2.最多軸數(shù)和 最大主軸配置為40軸，其中進給軸32軸，主軸為8軸；最大同時控制軸數(shù)為24軸/系統(tǒng)；3.最大PMC系統(tǒng)數(shù)為3個系統(tǒng)；最大I/O點數(shù)為4096點/ 4096點，PMC基本指令速度為25ns。4.最大可預(yù)讀程序段為1000段。第18頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC系統(tǒng)F0系列數(shù)控裝置是多微處理器系統(tǒng)F0A系列主CPU：80186；F0B系列主CPU：80286；F0C系列主CPU：80386；內(nèi)置可編程控制器(PMC) CPU：8086。F0系列數(shù)控裝置適用中、小型數(shù)控機床。第19頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日F

15、ANUC系統(tǒng)F10, F 11, F12系列有M， T，TT等型號M型：用于加工中心、銑床、鏜床；T型：用于車床；TT型：用于雙刀架車床。 F10, F11系列的主板采用大板結(jié)構(gòu)，其他板和模塊采用了小板，均插在主板上。F12系列所有電路板分別安裝在兩個底板上。F10, F 11，F(xiàn)12系列為多處理器系統(tǒng)，主板GPU和PMG的CPU是6800。第20頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC系統(tǒng)F15系列是32位人工智能型(AI)數(shù)控裝置結(jié)構(gòu)：模塊化多主控(FANUCBUS )總線；主CPU為68020，在PMC,軸控制、圖形控制、通信、自動編程功能中都有各自的CPUF

16、15系列可構(gòu)成215軸系統(tǒng)，適用于大型機床、多系統(tǒng)和多軸控制第21頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC系統(tǒng)F16系列的功能位于F15系列和F0系列之間結(jié)構(gòu)：多主控總線，它在采用的32位CISC (Complex Instruction Set Computer)處理器上增加了32位RISC (Reduced Instruction Set computer)高速處理器，用于高速運算處理。第22頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC系統(tǒng)F18系列是在F16系列之后推出的32位數(shù)控裝置，功能位于F15系列和F0系列之間，但低于F16系列

17、。特點：可進行四軸伺服和兩軸主軸控制。第23頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS系統(tǒng)SIEMENS數(shù)控裝置有SINUMERIK 3, 8, 810， 820，550，880， 805，840等系列數(shù)控裝置，每個系列都有適用于不同加工類型的機床數(shù)控裝置。結(jié)構(gòu)：SIEMENS數(shù)控裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有接口診斷功能和數(shù)據(jù)通信功能第24頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日（二）SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)簡介SIEMENS公司是生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的著名廠家，SINUMERIK的CNC數(shù)控裝置主要有：SINUMERIK 38810820850805840系

18、列等。 第25頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS 810820系統(tǒng) SIEMENS 810820是西門子公司20世紀80年代中期開發(fā)的CNC、PLC一體型控制系統(tǒng)，它適合于普通車、銑、磨床的控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性高，在80年代末、90年代初的數(shù)控機床廠上使用較廣。 810與820的區(qū)別僅在于顯示器，810為9in單色顯示，系統(tǒng)電源為24V；820為12in單色或彩色顯示，系統(tǒng)電源為交流220V，其余硬件、軟件部分完全一致第26頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日810820最大可控制6軸（其中允許有2個作為主軸控制），3軸

19、聯(lián)動系統(tǒng)由電源、顯示器、CPU板、存儲器（MEMEPROMRAM）板、I/O板、接口板、顯示控制板、位控板、機箱等硬件組成。硬件采用了較多LSI和專用集成電路主CPU采用80186PLC最大128點輸入64點輸出，用戶程序容量12KB，PLC采用STEP5語言編程第27頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS 3系統(tǒng) SIEMENS 3系統(tǒng)是西門子公司80年代初期開發(fā)出來的中檔全功能數(shù)控系統(tǒng)，是西門子公司銷售量最大的系統(tǒng)，是20世紀80年代歐洲的典型系統(tǒng)。采用模塊化結(jié)構(gòu)，由CPU模塊，NC存儲器模塊，操作面板接口，NCPC連接模塊，伺服測量回路、，PLC編程接口

20、，邏輯模塊，擴展設(shè)備接口，PLC存儲器及各種I/O等17個模塊組成3系統(tǒng)的機柜因配置、類別、型號的不同，可以分為單框架、單PLC雙框架、雙PLC雙框架結(jié)構(gòu)第28頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日采用INTEL 8086CPU的輪廓軌跡控制CNC系統(tǒng)，系統(tǒng)可控制4軸，任意3軸聯(lián)動PLC采用SIMATIC S5的PLC130B，輸入輸出點各512點采用12in彩色顯示器或9in單色顯示器第29頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS 850880 850880是西門子80年代末期開發(fā)的機床及柔性制造系統(tǒng)，具有機器人功能。適合高功能復(fù)雜機床FM

21、S、CIMS的需要。是一種多CPU輪廓控制的CNC系統(tǒng)。1986年西門子公司采用數(shù)控3系統(tǒng)電路板標準（230mm高），NCPLC雙口RAM耦合方式，INTEL 80186CPU芯片，生產(chǎn)出850系統(tǒng)，它的PLC還是沿用130WB或150U1988年針對850系統(tǒng)的缺陷，又推出全80186的數(shù)控880GA1型系統(tǒng)，后推出主CPU采用80386的880GA2型系統(tǒng)第30頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日850880系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)一般都由操作面板、主機箱、機床控制面板3大部分組成，采用兩個機架支撐兩列中央控制器，中央控制器包括NCCPU、SVCPU（伺服CPU）、COMCPU

22、（通信CPU）、PLCCPU及插入式擴展模塊。插入式擴展模塊有：測量回路模塊、存儲器模塊、NCCPU 24、SVCPU 24、PLC輸入輸出板及擴展單元和接口單元面板帶有12英寸彩色顯示器、全功能鍵盤及兩個串口用戶程序存儲器RAM容量為128KB，EPROM容量為128KB，用戶數(shù)據(jù)存儲器RANM容量為48KB，I/O點最大為1024，計時器256，計數(shù)器128個采用SINNEC HI總成連接方式的計算機聯(lián)網(wǎng)第31頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS 802系列系統(tǒng)SIEMENS 802系列系統(tǒng)包括802SSeSbase line、802CCeCbase l

23、ine、802D等型號，它是西門子公司20世紀90年代末開發(fā)的集CNC、PLC于一體的經(jīng)濟型控制系統(tǒng)。近年來在國產(chǎn)經(jīng)濟型、普及型數(shù)控機床上有較大量的使用。802系列數(shù)控系統(tǒng)的共同特點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性較高。SINUMERIK 802D Solution Line(sl) 全球首展（ 2005國際機床展） ，其CNC，PLC和HMI都集成在同一控制單元中。與SINAMICS S120新一代技術(shù)相結(jié)合第32頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日802S、802C系列是西門子公司為簡易數(shù)控機床開發(fā)的經(jīng)濟型系統(tǒng)，兩種系統(tǒng)的區(qū)別是：802S系列采用步進電動機驅(qū)動；802C、8

24、02D系列通常采用SIEMENS611數(shù)字式交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)802S、802C系列系統(tǒng)的CNC結(jié)構(gòu)完全相同，可以進行3軸控制3軸聯(lián)動；系統(tǒng)帶有10V 的主軸模擬量輸出接口，可以配具有模擬量輸入功能的主軸驅(qū)動系統(tǒng)（如變頻器）802S、802C系列系統(tǒng)可以配OP020獨立操作面板與MCP機床操作面板，顯示器為7in或5.7 in單色液晶顯示器（802S，802C）；802D采用了10.4in彩色液晶顯示器第33頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日集成內(nèi)置式PLC最大可以控制64點輸入與64點輸出，PLC的I/O模塊與ECU間通過總線連接802D與802S、802C有較大的不同

25、，在功能上比802SC系統(tǒng)有了改進與提高，系統(tǒng)采用SIEMENS PCU210模塊，控制軸數(shù)為4軸4軸聯(lián)動，可以通過611U伺服驅(qū)動器攜帶10V主軸模擬量輸出，以驅(qū)動帶模擬量輸入的主軸驅(qū)動系統(tǒng)802D除保留了SIEMENS傳統(tǒng)的編程功能外，一是增加了PLC程序“梯形圖”顯示功能，方便維修；二是可以使用非SIEMENS代碼指令進行編程，系統(tǒng)的開放性更強第34頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS 810D840D系統(tǒng) 圖：840D硬件結(jié)構(gòu)圖 IM361S7擴展接口MMC100/MMC102人機對話操作面板編程器電機電機E/R電源模塊NCUCPU模塊 進給主軸第3

26、5頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日 SIEMENS 810D840D的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相似，但在性能上有較大的差別。 810D采用SIEMENS CCU（Compact Control Unit） 模塊，最大控制軸數(shù)為6軸840D采用SIEMENS NCU（Numerical Control Unit）模塊，處理器為PENTIUM（NCU573）或AMD K62（NCU572）或486（NCU571）系列，當采用NCU572或573時，CNC的存儲容量為1GB，最大控制軸數(shù)可達31軸，10通道同時工作；采用NCU571時，控制軸數(shù)為6軸，2通道同時工作。840D的NCU與PL

27、C都集成在這個模塊上，它是840D的核心第36頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日數(shù)控與驅(qū)動的接口信號是數(shù)字量的系統(tǒng)由操作面板、機床控制面板、NCU（CCU）、MMC、611伺服驅(qū)動、I/O模塊等單元構(gòu)成（如圖所示）人機界面MMC，操作面板OP（包括10.4inTFT顯示器與NC鍵盤）、機床操作面板MCP，一般安裝在操縱臺上，它們與CCU（NCU）間通過PROFIBUS總線連接MMC事實上是一臺獨立的計算機，它有獨立的PENTIUM CPU、硬盤、軟驅(qū)、TFT顯示器、NC鍵盤，可以在WINDOWS環(huán)境下運行第37頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日E

28、/R電源模塊，它向NCU提供24V工作電源，也向611D提供600V直流母線電壓611D主軸與進給模塊，它由E/R電源模塊供電，受控于NCU，并帶動主軸或進給軸電動機運轉(zhuǎn)IM361是PLC輸入輸出接口模塊，與S7300兼容的PLC使用與S7300相同的軟件與硬件，PLC的電源模塊、接口模塊、I/O模塊單獨安裝，它們與系統(tǒng)間通過S7總線與CCU或NCU連接第38頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日通過CNC與611D、S7可編程序控制器的組 合，可以構(gòu)成滿足不同要求的全數(shù)字控制系統(tǒng) 除以上典型系統(tǒng)外，SIEMENS公司還有早期生產(chǎn)的SIEMENS 6系統(tǒng)（與FANUC公司合

29、作生產(chǎn)），SIEMENS 8、SIEMENS 840C等。以上系統(tǒng)多見于進口機床，840C與840D功能相同。第39頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS系統(tǒng)810系列：按功能分有810T, 810G, 810N；按型號分有810、810、810應(yīng)用：中、低檔功能的中、小型機床。810型適用于車床和銑床，控制3軸，聯(lián)動2軸；810型適用于車床、銑床和磨床，控制4軸，聯(lián)動3軸；810 型適用于車床、銑床、磨床和沖壓類機床，控制5軸，聯(lián)動3軸。CPU：80186系統(tǒng)分辨率為lm，內(nèi)置PLC為128點輸人、54點輸出。系統(tǒng)具有輪廓監(jiān)控、主軸監(jiān)控和接口診斷等功能。第4

30、0頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS系統(tǒng)3型是標準16位微處理機系統(tǒng)CPU為8086,控制4軸，聯(lián)動3軸。內(nèi)置PLC輸人、輸出各512點。應(yīng)用：多種機床，3T型用于車床和車削加工中心，3TT型用于雙刀架車床及雙主軸車床；3M型用于鉆床、鏜床、銑床或加工中心；3G型用于磨床，3N型用于沖壓類機床。第41頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS系統(tǒng)850、 880型是多微機輪廓軌跡控制數(shù)控裝置，具有機器人功能。應(yīng)用：復(fù)雜功能機床以及FMS, CIMS需要。CPU：80386，內(nèi)置PLC輸人、輸出點數(shù)為1024，有256個定時器和

31、128個計數(shù)器?？蛇B線以太網(wǎng)，具有很強的通信功能，可在加工的同時與柔性制造系統(tǒng)交換信息。880型數(shù)控裝置可控制24軸，比850型數(shù)控裝置控制多一倍。第42頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS系統(tǒng)840C型數(shù)控裝置是32位微處理機系統(tǒng)，具有CAD功能。控制多軸，5軸聯(lián)動。內(nèi)置PLC用戶程序存儲器為32KB，可擴展到256MB。應(yīng)用：全功能車床、銑床、加工中心以及FMS和CIMS第43頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS系統(tǒng)8型數(shù)控裝置是用于柔性制造的控制系統(tǒng)，它采用多微處理器CPU：都為8086該數(shù)控裝置可擴展至控制12個軸

32、，適用于車、鏜、銑床和加工中心。第44頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日MITSUBISHI系統(tǒng)MITSUBISHI系統(tǒng)有MELDAS 300, 500, 50, 64, 600系列數(shù)控裝置和MELDAS-MAGIC 50, 64系列數(shù)控裝置。第45頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日MITSUBISHI系統(tǒng)MELDAS 50系列采用32位RISC處理器，系統(tǒng)采用總線連接方式。內(nèi)置PLC可在顯示器上直接開發(fā)PLC程序。MELDAS 50系列數(shù)控裝置實現(xiàn)四軸聯(lián)動，可實現(xiàn)雙系統(tǒng)控制。應(yīng)用：作為數(shù)控車床系統(tǒng)使用，可實現(xiàn)雙主軸、雙刀架控制。系統(tǒng)為多視窗，實

33、現(xiàn)多畫面監(jiān)控，還具有示波器功能，可顯示伺服特性曲線。第46頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日MITSUBISHI系統(tǒng)MITSUBISHI 64系列數(shù)控裝置采用64位CPU，總線連接方式，內(nèi)置PLC使用專用的高集成芯片?？刂疲毫鶄€伺服軸，一個主軸，四個輔助軸，實現(xiàn)四軸聯(lián)動。顯示：靜態(tài)刀具路徑、動態(tài)加工跟蹤、圖形坐標回轉(zhuǎn)，多方位觀察。第47頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日CNC故障自診斷 故障自診斷技術(shù)是當今數(shù)控系統(tǒng)一項十分重要的技術(shù)，它的強弱是評價系統(tǒng)性能的一項重要指標。 大型的CNC、PLC裝置都配有故障診斷系統(tǒng)，可以由各種開關(guān)、傳感器等把油位

34、、溫度、油壓、電流、速度等狀態(tài)信息，設(shè)置成數(shù)百個報警提示，診斷故障的部位和地點。第48頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日 隨著微處理器技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的自診斷能力越來越強，從原來簡單的診斷朝著多功能和智能化方向發(fā)展。其報警種類，由10種到20種，現(xiàn)在已有達到幾千種的。 當數(shù)控系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，借助系統(tǒng)的自診斷功能，往往可以迅速、準確地查明原因并確定故障部位。因此，對維修人員來說，熟悉和運用系統(tǒng)的自診斷功能是十分重要的。 常用的自診斷方法歸納起來一般可分三種。第49頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日開機（啟動）自診斷運行（在線）自診斷脫機（

35、離線）診斷。第50頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日啟動自診斷定義：當數(shù)控裝置通電后，系統(tǒng)自診斷軟件對數(shù)控裝置中關(guān)鍵的硬件和控制軟件，如CPU, RAM, ROM等芯片，MDI, CRT, I/0等模塊、系統(tǒng)軟件、監(jiān)控軟件等逐一進行檢測，并將檢測結(jié)果在顯示器上顯示出來。如果檢測通不過，即在顯示器上顯示報警信息或報警號，指示故障部位。當全部診斷項目都正常通過后，系統(tǒng)進人正常運行準備狀態(tài)。第51頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日啟動自診斷 在對數(shù)控系統(tǒng)進行維修時，維修人員應(yīng)了解該系統(tǒng)的自診斷能力，所能檢查的內(nèi)容及范圍，做到心中有數(shù)。在遇到級別較高的故

36、障報警時，可以關(guān)機，重新開機，讓系統(tǒng)再進行開機自診斷，檢查數(shù)控系統(tǒng)這些關(guān)鍵部分是否正常。第52頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日在線自診斷定義：數(shù)控系統(tǒng)正常工作時，運行內(nèi)部診斷程序，對系統(tǒng)裝置、伺服驅(qū)動單元、PLC以及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進行自動檢測，查找并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息第53頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日在線自診斷 在線自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時，運行內(nèi)部診斷程序，對系統(tǒng)本身、 PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其它外部裝置進行自動測試、檢查，并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。只要數(shù)控系統(tǒng)不斷電，這種自診斷會反復(fù)進行，

37、不會停止。第54頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日 CNC系統(tǒng)的自診斷能力不僅能在CRT上顯示故障報警信息，而且還能以多頁的“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式為用戶提供各種機床狀態(tài)信息。這些狀態(tài)信息有： a. CNC系統(tǒng)與機床之間的接口輸入輸出信號狀態(tài)； b. CNC與PLC之間輸人輸出信號狀態(tài)；第55頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日 c. PLC與機床之間輸入輸出信號狀態(tài)； d. 各坐標軸位置的偏差值；刀具距機床參考點的距離； e. CNC內(nèi)部各存儲器的狀態(tài)信息；伺服系統(tǒng)的狀態(tài)信息； f. MDI面板、機床操作面板的狀態(tài)信息等等。 充分利用CN

38、C系統(tǒng)提供的這些狀態(tài)信息，就能迅速準確地查明故障、排除故障。 第56頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC系統(tǒng)在線自診斷FANUC系統(tǒng)的在線自診斷一般分為狀態(tài)顯示和故障信息顯示。狀態(tài)顯示內(nèi)容常以二進制的0或1表示，上千條的狀態(tài)顯示內(nèi)容主要分為接口顯示和內(nèi)部狀態(tài)顯示。內(nèi)部狀態(tài)顯示主要包括由外部因素造成不執(zhí)行指令的狀態(tài)顯示復(fù)位狀態(tài)顯示、TH報警狀態(tài)顯示、存儲器內(nèi)容異常狀態(tài)顯示、位置偏差量的顯不、伺服控制信號顯示、旋轉(zhuǎn)變壓器或同步感應(yīng)器的檢測結(jié)果顯示等。接口顯示主要用于分析故障是處在系統(tǒng)內(nèi)部、PLC側(cè)還是機床側(cè); 故障信息顯示的內(nèi)容有數(shù)百條，它們大都是以報警號和注釋來顯

39、示第57頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC診斷窗口一 、控制和伺服系統(tǒng)的自動運行狀態(tài)窗口第58頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC診斷窗口二、絕對編碼器狀態(tài)窗口第59頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC診斷窗口三、伺服系統(tǒng)的狀態(tài)窗口第60頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日FANUC系統(tǒng)的報警 FANUC系統(tǒng)的報警指示一般包括：程序錯誤(P/S)報警絕對脈沖編碼器APC)故障報警伺服系統(tǒng)故障報警超程故障報警可編程機床控制器(PMC)故障報警過熱故障報警系統(tǒng)故障報警第61頁，共

40、94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日部分報警90號報警：返回參考點異常400號報警：過載或電機過熱401號報警：伺服放大器信號未返回4n04n1號報警：CNC指令的位置與機床位置的偏差大于參數(shù)設(shè)定值4n4號報警：與伺服系統(tǒng)有關(guān)的報警4n6號報警：脈沖編碼器斷線故障510581號報警：超程報警第62頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS系統(tǒng)在線自診斷SIEMENS 數(shù)控系統(tǒng)有較強的自診斷功能，監(jiān)控范圍廣泛SIEMENS系統(tǒng)對監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)的故障大多是以報警號和文字顯示的方式給予提示，系統(tǒng)根據(jù)故障類型決定是否撤銷CNC的準備好信號或者封鎖循環(huán)啟動。對于

41、加工運行中出現(xiàn)的故障，系統(tǒng)可能會自動停止加工過程，等待處理。第63頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS系統(tǒng)的報警1號：提供反映工件情況的存儲器的電池能量即將用完，通電更換。3號：PLC處于停止工作的狀態(tài)，接口已被封鎖，此時機床不能工作。6號：提供數(shù)據(jù)存儲器的電池能量即將用完，斷電更換。上述報誓警在故障排除后，用電源復(fù)位或關(guān)機重新啟動來恢復(fù)系統(tǒng)運行第64頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日SIEMENS系統(tǒng)1648號：串口故障。100196號：軸報警。20002999號：程序出錯報警。30003050號：同上，模擬時報警。60006031

42、號：有關(guān)PLC的報警信息。70007031號：特定標志位信息。第65頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日（三） 脫機診斷 一些早期的數(shù)控系統(tǒng)，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，往往需要停機，使用隨機的專用診斷程序?qū)ο到y(tǒng)進行脫機診斷。離線診斷時將紙帶上的診斷程序讀人數(shù)控裝置的RAM中，由數(shù)控系統(tǒng)運行診斷程序，對故障部位進行檢測。第66頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日離線診斷部位CPURAM軸控制口和I/O口紙帶閱讀機第67頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法一、故障診斷原則先外部后內(nèi)部 發(fā)生故障后，采用望、聽、嗅、問、摸等

43、方法由外向內(nèi)逐一進行檢查（各類開關(guān)、連接件、傳感器接觸不良、溫度、濕度、油霧和粉塵對元件及電路板的污染和侵蝕等） 重視和檢查這些部位可迅速排除較多故障第68頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法一、故障診斷原則先機械后電氣 機械故障易察覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障診斷難度相對較大，有些電氣故障也是由機械動作失靈而引起先靜后動 不要盲目動手，問清故障發(fā)生的過程和狀態(tài)、觀察機床現(xiàn)狀、查明有關(guān)資料、分析故障原因后再動手第69頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法一、故障診斷原則先公用后專用 公用性的問題往往影響全局，若幾個進給軸都

44、不動，先檢查電源、CNC、PLC及液壓等公用部位先簡單后復(fù)雜 當多種故障互相交織，一時無從下手時，先解決容易的問題，可能會得到一些啟發(fā)第70頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法一、故障診斷原則先一般后特殊 在排除某一故障時，要先考慮最常見的可能原因，然后再分析很少發(fā)生的特殊原因 例：一臺FANUC 0T數(shù)控車床Z軸回零不準，常常是由于降速擋塊位置走動所造成。一旦出現(xiàn)這一故障，應(yīng)先檢查擋塊，再檢查編碼器、位置控制等環(huán)節(jié)第71頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法二、故障診斷步驟 當數(shù)控機床發(fā)生故障時，一般不要關(guān)斷電

45、源，對出現(xiàn)的信號和現(xiàn)象作好記錄. 1.尤其注意以下的故障信息：CRT顯示的報警號和報警提示及報警燈如無報警，了解系統(tǒng)處于何種工作狀態(tài)？系統(tǒng)的工作方式診斷結(jié)果當前程序段、執(zhí)行何種指令和何種操作第72頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法一、故障診斷步驟故障發(fā)生在何種速度下？軸處于什么位置、與指令值的誤差量有多大？以前是否發(fā)生過類似故障？現(xiàn)場有否現(xiàn)象？故障是否重復(fù)發(fā)生？有無其它偶然因數(shù)，突然停電、電源電壓波動較大、打雷、某部位進水和外部干擾等第73頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法一、故障診斷步驟2.步驟詳細了解故障情況 了解、觀察、檢測分析故障原因 根據(jù)故障現(xiàn)象羅列故障原因、分析、確定查找方向和手段、縮小范圍由表及里進行故障源查找 從易到難、從外圍到內(nèi)部第74頁，共94頁，2022年，5月20日，22點23分，星期日數(shù)控機床回參考點的故障診斷數(shù)控機床接通電源首先要做回零操作能否正確回參考點影響零件的加工質(zhì)量各種補償?shù)幕鶞驶貐⒖键c方式方式1第75頁，共94頁，2022年，5月20日