第三章FANUC数控系统故障诊断与维修
FANUC数控系统故障现象分析与处理
FANUC数控系统故障现象分析及处理1.FS6系列，第一机床厂的CK6140数控车床（系统：system-3TD31-05。
CNC主板型号：A20B-0008-0200．211。
主轴伺服控制板型号：A350-0008-T372/04。
）例1 车床主轴无论正、反转，运转约5min后，按停止按钮，主轴旋转不能立即停止（无制动），若再启动机床主轴（不论方向如何）时，机床CRT无显示报警号，主轴驱动器控制板上的LED3灯亮，机床不能运行。
分析排除：该车床为直流主轴驱动，LED3灯亮的原因是直流电机输入电源相序不正确或缺相造成，由于机床已使用过，接线未动，不可能是相序不正确，应是缺相造成。
缺相原因可能是某个晶闸管损坏或驱动器未触发其晶闸管工作转换（逆变）。
因主轴开始能运行一段时间，只要不是热稳定性差应是未触发晶闸管工作转换（逆变）所致。
速度反馈回路、电流反馈回路及其控制电路是造成未触发晶闸管工作转换（逆变）的主要原因。
故①查主轴编码器及其传动，传动无松动，编码器工作正常，说明速度反馈回路正常。
②更换主轴伺服控制板备用板，故障现象未改变（该板在另一台车床上试用正常），说明控制回路正常。
③在电流反馈回路上，因未检测到零电流，系统撤消了触发脉冲，出现逆变颠覆导致缺相报警，更换电流互感器后故障消除。
例2 用换刀指令开始找不到刀位号，经修理刀架又不能锁紧，但在所指定的刀位处刀架有停顿现象，然后刀架继续旋转。
分析排除：刀架找不到刀位号一般是接近开关无DC24V或8个接近开关中有损坏的。
刀架不能锁紧一般是刀架电机反转延时参数不对，或刀架夹紧到位限位开关不起作用，或锁紧机构有故障。
经关机后用手盘刀架电机，刀架锁紧正常，说明锁紧机构正常，用万用表查限位开关，动作和线路正常，说明不是限位开关不起作用。
故①查接近开关无DC24V，系电源线端脱焊所致。
②焊好脱线后，刀架能在指定刀位有停顿现象，但刀架未锁紧，说明刀架PLC输入输出信号正常，进一步检查系夹紧延时参数不对所致，调整后故障排除。
《数控机床故障诊断与维护》课程标准
《数控机床故障诊断与维护》课程标准课程代码：学时：64 学分：4一、课程的地位与任务《数控机床故障诊断与维护》是一门专业课程，先修课程有机械制造、气动液压、电控及PLC 技术应用等。
本课程是机电技术的综合应用，对学习机、电技术综合能力的培养有明显的促进作用。
同时也是数控的一门专业主干核心课程，具有实践性强、应用面广的特点。
通过《数控机床故障诊断与维护》的教学，使学生能够获得数控机床的基本理论和基本知识，初步掌握数控机床故障诊断与维护的基本思路、基本方法和基本原则，具有分析并排除数控机床常见故障的能力。
为今后学习后续课程和从事相关工作打下扎实的基础。
二、课程的主要内容和学时分配1.课程的主要内容第一章数控机床维修与维护基础第一节数控机床概述(1)数控机床的产生背景(2)数控机床的基本概念(3)数控机床的组成(4)数控机床的工作过程(5)数控机床的种类(6)数控机床的常用数控系统简介第二节数控机床的故障维修基础(1)数控机床的故障定义(2)数控机床常见故障的特点与规律(3)数控机床常见故障的种类(4)数控机床发生故障时的诊断方法第三节数控机床的日常维修维护与保养(1)数控机床日常维修维护工作的内容(2)数控机床机体的维护与保养(3)数控机床电气控制系统的日常维护(4)数控机床维修人员应具备的基本要求(5)数控机床的维修维护的技术资料(6)数控机床故障诊断与维护常用仪器仪表及工具第四节FANUCOi系统数控机床基本操作(1)数控机床面板介绍(2)数控机床的基本操作(3)手动进给操作第二章数控系统硬件故障诊断与维护第一节数控系统硬件概述第二节数控系统硬件的更换方法第三节数控系统硬件故障的诊断方法第四节数控机床的抗干扰措施第三章数控系统软件故障诊断与维护第一节数控系统软件的组成第二节数控系统的参数设置第三节数控系统的参数备份与恢复第四节数控系统软件故障的诊断与处理方法第四章数控机床PLC故障诊断与维护第一节数控机床PLC基础(1)数控机床中PMC的用途(2)数控机床用PLC种类(3)数控机床PLC梯形图程序(4)数控机床PLC梯形图符号第二节数控机床用PLC的操作(1)FANUCOi数控系统的PMC调试功能(2)PMC的基本操作(3)PMC编程实例第三节数控系统PMC故障诊断(1)数控系统PMC的故障类型及原因(2)通过PMC进行故障诊断的方法(3)数控机床PMC控制功能程序分析(4)典型PLC故障的分析与诊断流程第五章数控机床进给伺服系统故障诊断与维护第一节进给伺服系统的概述(1)进给伺服系统的组成(2)数控机床对进给伺服驱动系统的要求(3)进给伺服驱动系统的分类第二节步进电动机伺服系统及工作原理(1)步进进给伺服驱动系统(2)步进电动机进给伺服驱动系统的工作原理(3)步进电动机驱动系统的常见故障与维修第三节交流伺服进给驱动装置的组成及工作原理(1)交流进给伺服系统的特点(2)模拟式交流伺服控制原理(3)数字交流伺服系统控制原理(4)交流伺服系统的维护与调整第四节位置检测装置的组成及工作原理(1)位置检测装置的要求(2)位置检测方式分类(3)位置检测元件及其维护(4)位置检测故障的诊断第六章主轴驱动系统故障诊断与维护第一节数控机床主轴驱动系统基本知识(1)数控机床对主轴传动的要求(2)主轴系统分类及特点(3)主轴伺服系统故障的形式及诊断第二节交流主轴伺服系统概述(1)交流主轴伺服系统的特点(2)交流主轴调速原理(3)交流数字式主轴伺服系统（4）交流模拟式主轴伺服系统第三节交流主轴驱动系统故障诊断与维修（1）交流数字式主轴伺服系统故障的诊断与排除（2）交流模拟式主轴伺服系统故障的诊断与排除（3）主轴伺服系统故障实例及分析第七章数控机床机械结构故障诊断与维护第一节数控机床精度的检验第二节主传动机械结构的维护与维修第三节进给系统机械传动结构的维修第四节换刀装置的维护与故障诊断第五节其它辅助故障诊断与维护2.学时分配本课程在教学过程中，强调基础理论和基本概念的掌握，同时注重学生的实际动手操作，要求能把基础理论应用于实践中，让学生具备处理和排除数控机床基本故障的能力。
FANUC系统常见故障诊断与处理方法
FANUC系统常见故障诊断与处理方法摘要：介绍日本日立精机、牧野精机、森精机等公司产数控系统，包括了FANUC 16i、18i、21i、18T、21T等系列的故障：如电网闪断停机、内置脉冲编码器通信异常、伺服放大器误差、外围器件损坏等进行了分析逐步查找及处理。
关键词：FANUC系统故障诊断维修一、电网闪断和断电停机后出现的故障1．一台森精机产SH403加工中心，采用FANUC 18iMA系统。
电网闪断恢复后重新开机，显示“EX0557 OIL&AIR LUBRICANTPRESSURE DOWN”（主轴的油气润滑系统压力低下）报警。
检查发现中间继电器未接通，润滑泵无100V电压供给。
检查该中间继电器OK。
利用系统的自诊断功能，检查PMC信号，发现开机时，油气润滑的供油信号输出接点Y6.4接通，但该中间继电器线圈却不得电，于是，怀疑接点所在的I/0模块UNIT1-2的基板有问题。
将该印刷电路板对比调试后，未发现有任何问题，而该模块的其他输出接点均正常，据此判定是该输出接点烧坏。
替代，故障排除。
2．一台牧野产V55立式加工中心，采用FANUC 16 Mi系统。
设备断电停机几小时后再开机时，显示“306 APC ALARM: AXISBATTERY VOLTAGE 0（X)；306 APC ALARM：AXIS BATTERYVOLTAGE 0（Y)；306 APC ALARM：AXIS BATTERY VOLTAGE 0(Z)；“300 APC ALARM: AXIS NEED ZRN (X)；300 APC ALARMAXIS NEED ZRN (Y)；300 APC ALARM: AXIS NEE D ZRN (Z)”。
这时切勿关断设备电源，将NC后备电池（4节）更换后，按“RESET”键即可消除306报警，然后选定“原点回归”方式，对各轴执行原点回归操作。
各轴回参考点后再按“RESET”键即可消除300报警。
FANUC-0i系统数控机床回参考点故障诊断与分析
摘要在FANUC 0i数控系统中，对于维修经常出现的回参考点故障来说，弄清楚回参考点的作用及机械与电气原理是非常重要的。
根据我们的维修实践来看。
有关数控机床回参考点方面的故障率还相当高，为了便于数控维修人员能够迅速准确地判断故障点，在这里把有关机床回参考点过程中各种形式的故障进行分析、如机床不能归参考点、归参考点失败、归参考点不准确等，找出了这些故障的产生原因并给出了其排除方法及总结。
【关键词】参考点，故障诊断，分析，排除目 录摘要第1章 绪论 (1)1.1、数控机床的发展 (1)1.2、数控机床故障诊断技术的发展 (3)第2章 数控机床的参考点 (5)2.1、什么是参考点 (5)2.2、回参考点的目的 .........................................................6 2.3、回参考点的原理 (6)2.4、回参考点的方式 (10)第3章 回零点的故障案例与分析 (13)3.1、故障类型与分析 .........................................................13 第4章 小结 (18)参考文献 ………………………………………………………………19第1章 绪论1.1 数控机床的发展数字控制(Numerical Control)技术,简称数控(CNC)技术,是指用数字指令来控制机器的动作。
采用数控技术的控制系统成为数控系统。
采用存贮程序的专用计算机来实现部分或全部基本数控功能的数控系统，称为计算机数控（CNC ）系统。
装备了数控系统的机床称为数控机床.数控技术是为了解决复杂型面零件加工的自动化而生产的。
1948年，美国PARSONS 公司在研制加工直升飞机叶片轮廓用检查样板的机床时，首先提出了数控机床的设想，在麻省理工学院的协助下，于1952年试制成功了世界上第一台数控机床样机。
后又经过三年时间的改进和自动程序编制的研究，数控机床进入了实用阶段，市场上出现了商品化数控机床。
FANUC数控机床常见电气故障诊断及维修
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皇王缎霍． ． Ｊ
Ｆ Ａ Ｎ Ｕ Ｃ 数控机床 常见 电气故障诊断及 维修
黄 冈职业技术 学院 陈泽英 陈 超
【 摘要 】数控技术是现代机械制造工业 的重要技术装备 ，也是 先进 制造技 术的基础 技术装备。随着 电子技术的不断发展 ，使得我 国机械加工水平无论在加工质量方面还是 在加 工效率方面也得到 了迅速提高 ，经济型数控机床在 中国的机械加工行 业中得到 了 迅 速普及，但随着机床使用 时间的延长 ，加上数控机床系统及其复杂 ，数控机床会 出 现这样 或那样的故障 ，又因大部分具有技术专利 ，不提供关键 的图样和 资料 ，所以数控机 床的维修 成为 了一个难题。本论文将参考相关资料 ，根据 自已的实际工作经验进
Hale Waihona Puke 操作 失误等都可 导致数控机床 出故障 。一般情 出现 报警 故 障现 象 ：手 动 状态 下 ，主 轴 拉刀 况下 ，软故障 由调整、参数 设置或操作 不当引 时 ， 有时 出 现报 警 。产 生 问题 的 原 因及解 决 起 。硬 故障 由数 控机床 （ 控 制 、检测 、驱动 、 方 法 ：报 警信 息为 压缩 空气 压 力 不足 ，经 检 查 空压机工作 正常 ，气压 压力表指示 气压符合 液气 、机械装置 ）的硬件 失效 引起 要求 ，气压管路 无破损漏气 现象 。而 故障为时 ２ ． Ｆ Ａ Ｎ Ｕ Ｃ 数控机 床常见 故障维 修 数控机 床故障 的产 生是多种多样 的。维修 有时无 ，经分 析引起故障 的原因可能 是压力开 时 需要根据现 象分析 、排 除，最后达 到维修的 关设 定不 良、压力开关故 障、压力开 关接触不 目的。切勿盲 目的乱动 ，否则可能会 导致 故障 良。经检查压 力开关及压 力开关设定 均正常 。
法那克系统常见故障及解决办法
FANUC 法那科法拉克数控系统电源不能接通的故障诊断FANUC 系统是数控机床上使用最广，维修过程中遇到最多的系统，这些系统虽然功能、配置在各机床中各不相同，但由十系统的基本设计思想相同，因此，故障诊断的方法十分相近，根据不同的故障情况，系统诊断的方法如下电源不能接通的故障诊断FANUC公司早期生产的数控系统如（FS6、FS11、FS0等）系统的电源御断控制一般都配套有FANUC 公司生产的独立型“输入单元”模块，（模块号：A14C-0061-B101-B104），通过相应的外部控制信号，通过相应的外部控制信号，进行数控系统、伺服驱动的电源通、断控制。
而在FANUC0系统中，则比较多地采用输入单元与电源集成一体的电源控制模块FANUC AI电源单元。
对于采用独立型“输入单元”模块的FANUC系统．电源不能接通的故障诊断，可以根据输入单兀上的绿色状态指示灯PIL，电源报警红色指示灯ALM的状态，进行如F检查．判断故障原因。
⑴电源指示灯PIL不亮l）CNC 电源未加入，端子TPI上无电源。
应根据机床生产厂家的电气原理图，检查机床中与CNC 电源输入有关的电路2）端子TPI上有电源。
应检查电源输入熔丝Fl、F2是否熔断辅助电源控制回路是否存在故障。
⑵电源指示灯PIL亮，报警指示灯ALM不亮这是电源模块的正常工作状态，如果在这状态下仍然无法接通系统电源，可能的原因有．l）接通电源的条件未满足。
应检查输入单元的电源接通条件，具体如下①电气柜门“互锁”（DOOR1/DOOK2）触点闭合。
②外部电源切断E-OFF （TP2的EOF与COM间）触点闭合。
③MDI/CRT单元上的电源切断OFF按钮触点闭合。
④MDI/CRT单元上的电源接通ON按钮触点短时闭合。
2）输入单元元器件损坏⑶电源指示灯 PIL 、报警指示灯 ALM 同时亮报替指示灯亮，表明系统的控制电源回路或外部存在报警，可能的原因有：1）电源模块的＋24V/士15V/+5V电源故障2）CP1-5/6 的连接错误。
FANUC系统共性故障分析和排除
FANUC系统共性故障分析和排除一、FANUC系统概述FANUC系统是一种常用于工业机器人和数控机床中的控制系统，由FANUC公司开发并推出。
FANUC系统具有高性能、稳定性和可靠性的特点，被广泛应用于各种工业领域。
然而，由于系统的复杂性，以及长时间运行中可能出现的各种问题，导致系统故障成为影响设备正常运行的一个重要因素。
二、FANUC系统的常见故障1.通信故障：FANUC系统中，由于通信硬件或软件的故障，可能导致控制系统与外部设备之间无法正常通信，造成设备操作受阻。
通信故障的排查需要检查通信线路、通信接口、通信协议等多个方面，以确定故障原因。
2.电源故障：FANUC系统中，由于电源供应不稳定或者电源线路故障，可能导致设备无法正常启动或者运行。
电源故障的排查需要检查电源输入输出是否正常，是否存在电源波动或者过载等问题。
3.硬件故障：FANUC系统中，由于硬件故障，可能导致系统一些功能无法正常使用，或者整个系统无法正常运行。
硬件故障的排查需要检查硬件组件的工作状态，如电路板、传感器、执行器等，以确定哪些硬件影响了系统的正常运行。
4.软件故障：FANUC系统中，由于软件程序出错或者系统配置不当，可能导致系统运行异常或者无法启动。
软件故障的排查需要检查软件程序的逻辑性和正确性，以及系统配置是否符合要求。
5.温度故障：FANUC系统中，由于温度过高或者过低，可能导致硬件故障或系统异常。
温度故障的排查需要检查设备的散热系统是否正常工作，以及环境温度是否符合设备使用要求。
6.机械故障：FANUC系统中，由于机械部件磨损或者配合不良，可能导致设备在运行过程中出现卡滞或者振动等问题。
机械故障的排查需要检查设备机械结构的各个部分，确定哪些部件需要更换或调整。
7.人为操作不当：FANUC系统中，由于人为操作不当或者误操作，可能导致系统设置错误或者功能错误，影响设备正常运行。
人为操作不当的排查需要检查设备操作记录和操作人员技能水平，找出错误的操作环节。
FANUC数控系统故障现象分析与处理
FANUC数控系统故障现象分析及处理1.FS6系列，沈阳第一机床厂的CK6140数控车床（系统：system-3TD31-05。
CNC主板型号：A20B-0008-0200．211。
主轴伺服控制板型号：A350-0008-T372/04。
）例1 车床主轴无论正、反转，运转约5min后，按停止按钮，主轴旋转不能立即停止（无制动），若再启动机床主轴（不论方向如何）时，机床CRT无显示报警号，主轴驱动器控制板上的LED3灯亮，机床不能运行。
分析排除：该车床为直流主轴驱动，LED3灯亮的原因是直流电机输入电源相序不正确或缺相造成，由于机床已使用过，接线未动，不可能是相序不正确，应是缺相造成。
缺相原因可能是某个晶闸管损坏或驱动器未触发其晶闸管工作转换（逆变）。
因主轴开始能运行一段时间，只要不是热稳定性差应是未触发晶闸管工作转换（逆变）所致。
速度反馈回路、电流反馈回路及其控制电路是造成未触发晶闸管工作转换（逆变）的主要原因。
故①查主轴编码器及其传动，传动无松动，编码器工作正常，说明速度反馈回路正常。
②更换主轴伺服控制板备用板，故障现象未改变（该板在另一台车床上试用正常），说明控制回路正常。
③在电流反馈回路上，因未检测到零电流，系统撤消了触发脉冲，出现逆变颠覆导致缺相报警，更换电流互感器后故障消除。
例2 用换刀指令开始找不到刀位号，经修理刀架又不能锁紧，但在所指定的刀位处刀架有停顿现象，然后刀架继续旋转。
分析排除：刀架找不到刀位号一般是接近开关无DC24V或8个接近开关中有损坏的。
刀架不能锁紧一般是刀架电机反转延时参数不对，或刀架夹紧到位限位开关不起作用，或锁紧机构有故障。
经关机后用手盘刀架电机，刀架锁紧正常，说明锁紧机构正常，用万用表查限位开关，动作和线路正常，说明不是限位开关不起作用。
故①查接近开关无DC24V，系电源线端脱焊所致。
②焊好脱线后，刀架能在指定刀位有停顿现象，但刀架未锁紧，说明刀架PLC输入输出信号正常，进一步检查系夹紧延时参数不对所致，调整后故障排除。
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图2-3 FANUC 0i Mate C主板 接口布置图
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CP1：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）。
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。
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二、FANUC系统主要系列
1．高可靠性的PowerMate 0系列。
2．普及型CNC 0—D系列。 3．全功能型的0—C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CNC 16i/18i／21i系列。 除此之外，还有实现机床个性化的CNC 16／18/160／180系列。
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 （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（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。
第三章 FANUC数控系统故障诊断与维修
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。
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2.2 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。 2 ． PLC 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。
3．I/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。
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图2-1 FANUC 0i Mate C 系统配置
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图2-2 FANUC 0i Mate C 系 统总连图
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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2-3。
2.1 概 述
一、FANUC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15 2000年推出BEIJING-FANUC 0i系列。
4．MMC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。
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5．CRT接口板：用于显示器接口。新系统中，CRT接口被集成到I/O板 5 上。
本章将以FANUC 0i Mate C为例来介绍FANUC数控系统的组成。
CA69 ： 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 ） 。 Fan motor：散热风扇电机（两个）。