模块五CNC系统故障诊断与维修.

“十二五”职业教育国家规划教材经全国职业教育教材审定委员会审定主编杨中力、温丹丽数控机床故障诊断与维修(第三版)模块五CNC系统故障诊断与维修工作任务对数控系统故障的诊断，需要针对软硬件全面进行分析、判断，准确把握故障情况，定位故障部位，快速恢复故障。工作任务CNC系统大都具有很强的自诊断功能。当机床发生故障时，可对整个机床包括数控系统自身进行全面的检查和诊断，并将诊断到的故障或错误以报警号或错误代码的形式显示在CRT或LCD上。FANUC0i系列数控系统报警信息一般有以下两种表达方式：CRT或LCD报警信息提示（报警号+文字说明）以及系统线路板或单元模块上面的LED状态（不同的组合反映不同的故障）。任务目标1.知识目标（1）掌握数控系统软硬件故障诊断与维修的一般方法。（2）掌握FANUC0i数控系统的故障报警及其分类。（3）通过对数控机床常见故障的训练，掌握故障排除的常用方法。2.能力目标（1）能根据机床数控系统报警或故障现象，对FANUC0i-MC系统进行故障诊断与维修。（2）初步具备数控系统的故障判别及处理能力。（3）能根据报警信息查找技术资料，分析系统产生报警的原因。3.素质目标（1）能够应用理论知识指导实践的操作。（2）具有自主分析问题和解决问题的能力。（3）培养学生的钻研精神、培养学生的吃苦耐劳精神。相关知识一、CNC系统硬件故障检测与维修1.数控系统硬件故障诊断的方法（1）系统的自诊断一般的CNC、PLC装置都配有故障诊断系统，可以由各种开关、传感器等把油位、温度、油压、电流、速度等状态信息，设置成若干报警提示，方便诊断故障的部位和原因。自诊断程序就是对数控机床各部分包括CNC系统本身进行状态或故障监测的软件，当机床出现故障时，利用该诊断程序能够诊断出故障源范围及其具体位置。自诊断程序主要包括开机自诊断、在线诊断、离线诊断。相关知识（2）常规检查①外观检查。②连接电缆、连接线检查。③连接端及接插件检查。④在恶劣环境下工作的元器件检查。⑤易损部位的元器件检查。⑥定期保养的部件及元器件的检查。⑦电源电压检查。相关知识（3）故障现象分析法（4）面板显示与指示灯显示分析法（5）系统分析法（6）信号追踪法（7）静态测量法（8）动态测量法（9）试探交换法相关知识2.硬件报警显示的故障。硬件报警显示通常是指各单元装置上的警示灯（一般由LED发光管或小型指示灯组成）的指示，是一种自诊断指示方法，当CRT/LCD上的报警号未出现或CRT/LCD不亮时，LED或数码管指示是主要的报警内容。相关知识二、CNC系统软件故障诊断与维修1.软件故障发生的原因：（1）误操作不规范操作：在调试用户程序或修改机床参数时，操作者删除或更改了软件内容或参数，从而造成软件故障。有时操作者违反机床操作规程，也会造成机床报警或者停机等软件故障。（2）供电电池电压不足：为RAM供电的电池电压经过长时间的使用后，电池电压降低到监测电压以下，或在停电情况下拔下为RAM供电的电池、电池电路断路或短路、电池电路接触不良等都会造成RAM得不到维持电压，从而使系统丢失软件和参数。（3）干扰信号引起软件故障：由于电源电压的波动或者干扰脉冲窜入数控系统总线，引起逻辑时序错误或者造成数控装置停止运行等。（4）软件死循环：运行复杂程序或者由于程序错误而至进行大量计算，有时会造成系统陷入死循环，引起中断，产生软件故障。（5）用户程序错误：指的是由于用户程序语法错误、输入非法数据等造成的的软件故障。相关知识2.软件故障的排除（1）对于软件丢失或参数变化造成的运行异常、程序中断、停机故障，可通过对数据程序更改或清除，然后重新输入的方法来恢复系统的正常工作。（2）对于程序运行或数据处理中发生中断而造成的停机故障，可采用硬件复位或关掉数控机床总电源开关，然后再重新开机的方法排除故障。（3）NC复位、PLC复位能使后继操作重新开始，而不会破坏有关软件和正常处理的结果，以消除报警。亦可采用清除法，但对NC、PLC采用清除法时，可能会使数据全部丢失，应注意保护不想清除的数据。（4）开关系统电源是清除软件故障的常用方法，但在出现故障报警或开关机之前一定要将报警的内容记录下来，以便排除故障相关知识三、CNC系统故障报警分类及处理根据报警显示形式不同，FANUC0i-D可以分为：报警号显示报警与文本提示报警。前者既有报警号，还有相应的文本提示信息，CNC的绝大部分报警属于此类情况；后者只显示提示文本，一般在PMC程序编辑与数据I/O时出现。相关知识根据故障部位及引起故障原因的不同，FANUC-0iD系统将故障分为以下几大类：1.CNC报警2.PMC报警3.串行主轴报警（SP9001～SP9136）4.PS0090报警（回零动作异常）5.SV0301～SV0306报警（APC报警，绝对编码器故障）6.SV0401报警（伺服准备完成信号断开）7.SV0404报警（伺服准备就绪信号接通）8.SV0410报警（停止时位置偏差过大）9.SV0411报警（运动中误差过大）10.SV0445～SV0447，SV0447（反馈断线）11.SV0368报警（内装脉冲编码器串行数据错误）12.SV0417报警（数字伺服系统异常）相关知识13.SV0462（CNC数据传输失败），SV0463（从属数据传输失败）14.SV0443报警（电源放大器PSM控制板内冷却风扇故障）15.SV5136报警（FSSB:放大器数量不足）16.DS0300报警（APC报警，须回参考点）17.DS0307～DS0308报警（绝对脉冲编码器电池电压低）18.报警OH0700（控制单元过热）19.OH0701报警（风扇电机过热）20.SP9056报警（主轴放大器SPM内冷风扇故障）21.SP9073报警（传感器断线）22.SP1220,SV5136报警（无主轴放大器报警）23.SYSALM***（系统报警）任务实施一、P/S程序报警诊断与恢复程序编制错误、机床操作不当或数据设定错误可能导致数控系统出现P/S报警，这类报警只要修改程序或重新设定数据，确保正确操作即可排除。任务实施二、系统黑屏故障诊断与维修故障现象：通电后LCD上没有任何显示，停留在显示“LOADINGGRAPHICSYSTEM”（加载图形系统）的情形。（1）可能的原因：①LCD电缆、背光灯电缆不良或者连接器的连接不良。②所需软件尚未安装。③主板、变频器板不良。（2）解决方法：①确认LED显示请参照说明书关于主板LED显示项的报警说明，确认主板的LED点亮情况。如果主板正常启动，LED的显示为通常运行中的情况下，则可能是由于电缆连接不良，或逆变器电路板不良等显示系统的不良所致。在启动处理过程中停止时，可能是由于硬件的不良(包括安装不良)，或没有安装所需软件等。②确认LCD电缆、背光灯的布线请确认背光灯连接器及LCD连接器是否与电缆切实连接。这些电缆在发那科公司出厂时已经连好，在需要进行维修而拆下电缆时，特别要引起注意。③确认是否已经安装所需软件，如果FROM中没有储存所需软件时，CNC可能无法启动。技能拓展（一）系统开机急停诊断与维修紧急停止不能解除是一个常见故障，当故障发生时显示器下方显示“紧急停止”或“EMERGENCYSTOP”，机床操作面板方式开关不能切换，MCC不吸合，伺服及主轴放大器不能工作，系统并不发出具体的报警号，根据机床厂PMC报警编辑不同，有时会出现1000#以后的PMC报警。机床厂家一般将一些重要的安全信号（包括紧急停止开关）与紧急停止信号串联，以确保安全。如果急停开关开关或超程开关连接不良也出现急停报警保障。技能拓展二、系统死机故障诊断与维修数控系统参数是数控机床的灵魂，数控机床软硬件功能能否正常发挥与参数的合理设定有直接关系；机床制造精度和维修后精度恢复也需要参数来调整。系统参数设置错误，就会引发各种各样的故障现象如系统不能正常启动；不能正常运行；螺纹加工不能够进行；系统显示不正常；死机等，通常把数控系统参数全部丢失而引起的机床瘫痪，称为“死机”。技能拓展参数丢失(机床参数、梯形图丢失)的可能原因有：1.电池电压过低，在更换电池时，没有开机或断电，就会使参数丢失。若长期不开机，电池耗尽，也会丢失参数。2.主印刷电路板或存储板故障(换板)；3.存储器(ROM、RAM、内存、电子盘、硬盘、存储卡)不良；4.操作错误，比如同时按住【Reset】及【Delete】两键，并按电源PowerON，就会消除全部参数，需将备份正确的机床参数、梯形图等输入到数控系统中，将丢失的内容补充完整。5.干扰。6.机床突然断电。7.处理P/S报警有时会引起参数丢失。8.进行DNC通讯期间若断电，可能会出现“死机”。技能拓展三、无报警号故障的处理FANUC-0iD系统还有一些无报警号的故障。例如不能自动运行、不能手动动作等，下面介绍这些故障的查找方法。1.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、到位检查、互锁状态信号。2.不能JOG操作运行原因及处理方法:（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。（2）确认是否输入了进给轴方向选择信号（M），按下对应轴方向键时，对应的诊断号应为1，如果不是，则应检查PMC梯形图。技能拓展3.不能手轮运行按照前面两种故障的查找方法确定操作方式、环增益参数；检查手轮的电缆、插头连接是否良好;确认是否选择了进给轴选择信号。4.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”方法恢复；否则检查以下内容:（1）确认正确输入了方式选择信号。（2）确认循环启动信号是否起作用自动运行启动信号在按下自动运行起动按钮时变为“1”，松开按钮时变为“0”，自动运行的起动在该信号从“1”改变为“0”时发挥作用，所以可通过PMC的信号状态画面确认信号的状态。THANKYOU