數(shù)控系統(tǒng)故障診斷培訓(xùn)教材

第五章數(shù)控系統(tǒng)故障診斷一、數(shù)控系統(tǒng)簡介二、數(shù)控系統(tǒng)的自診斷三、數(shù)控系統(tǒng)診斷方法和數(shù)控機床回參考點故障四、數(shù)控機床主軸驅(qū)動系統(tǒng)故障診斷五、數(shù)控機床進給驅(qū)動系統(tǒng)故障診斷六、數(shù)控機床位置檢測系統(tǒng)的故障診斷目前數(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。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。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)FANUC系統(tǒng)FANUC數(shù)控裝置F0，F(xiàn)10，F(xiàn)11，F(xiàn)12，F(xiàn)15，F(xiàn)16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)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公司引進直流伺服電機制造技術(shù)，一方面與西門子合作，學(xué)習(xí)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、F10／F11／F12、F15、F16、F18。F00／F100／110／120／150系列是在F0／10／11／12／15的基礎(chǔ)上加了MMC(MultiMediaCard多媒體存儲卡)功能，即CNC(Computernumericalcontrol))、PMC、MMC三位一體的CNC。

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)品中已采用模塊化結(jié)構(gòu)采用專用LSI(Large-scaleintegration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(SurfaceMountedTechnology表面貼裝技術(shù))、多層印刷電路板、光導(dǎo)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）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。①FS6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②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8086③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)④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）⑤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)⑥系統(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：Fs6→ F9強化版（1980年）

F11系列（1984年）F11系列是FANUC公司20世紀(jì)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F10／11／12三種基本規(guī)格，其基本結(jié)構(gòu)相似，性能與使用場合有所區(qū)別。①F11的硬件仍然采用大板結(jié)構(gòu)（主板），主CPU為68000，它也是一種多微處理器控制系統(tǒng)②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％③CNC系系統(tǒng)和和操作作面板板、I/O單元元之間間采用用光纜纜連接接，減減少了了信號號線，，抗干干擾能能力提提高④F11系系統(tǒng)既既可以以帶獨獨立安安裝的的電柜柜，也也可進進行分分離式式安裝裝⑤伺服服驅(qū)動動與主主軸驅(qū)驅(qū)動一一般采采用FANUC模擬擬式交交流伺伺服驅(qū)驅(qū)動系系統(tǒng)⑥系統(tǒng)統(tǒng)軟件件可固固定式式專用用軟件件，最最大可可以控控制5軸，，并實實現(xiàn)全全部控控制軸軸的聯(lián)聯(lián)動F0系系統(tǒng)（（1985年））F0系系列是是FANUC公公司20世世紀(jì)80年年代中中后期期開發(fā)發(fā)的產(chǎn)產(chǎn)品，，是FANUC代表表性產(chǎn)產(chǎn)品之之一。。是中中國市市場上上銷售售量最最大的的一種種系統(tǒng)統(tǒng)（F0C系列列，F(xiàn)0D系列列），，產(chǎn)品品目標(biāo)標(biāo)是體體積小小、價價格低低，其其中F0－－MC/TC是是其代代表性性產(chǎn)品品，F(xiàn)0－－MD和F0－－TD為F0－－MA和F0－－TA的簡簡化版版（經(jīng)經(jīng)濟型型）。。①硬件件結(jié)構(gòu)構(gòu)采用用了傳傳統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)構(gòu)方式式，即即在主主板上上插有有存儲儲器板板、I/O板、、軸控控制模模塊以以及電電源單單元。。其主主板較較其他他系列列主板板要小小得多多，因因此，，在結(jié)結(jié)構(gòu)上上顯得得較緊緊湊，，體積積小②F0系列列為多多微處處理器器CNC系系統(tǒng)，，F(xiàn)0A系系列主主CPU為為80186，，F(xiàn)0B系系列的的主CPU為80286，F(xiàn)0C系系列的的主CPU為80386.內(nèi)內(nèi)置可可編程程控制制器（（PLC））的CPU為8086③F0可以以配套套使用用FANUCS系系列、、α系系列、、αC系列列、ββ系列列等數(shù)數(shù)字式式交流流伺服服驅(qū)動動系統(tǒng)統(tǒng)，無無漂移移影響響，可可以實實現(xiàn)高高速、、高精精控制制④采用用了高高性能能的固固定軟軟件與與菜單單操作作的軟軟功能能面板板，可可以進進行簡簡單的的人機機對話話式編編程⑤具有有多種種自診診斷功功能，，以便便于維維修⑥F0i系系統(tǒng)采采用總總線技技術(shù)，，增加加了網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)功功能，，并采采用了了“閃閃存””（FLASHROM）。。系統(tǒng)統(tǒng)可以以通過過Remotebuffer接接口與與PC相連連，由由PC機控控制加加工，，實現(xiàn)現(xiàn)信息息傳遞遞，系系統(tǒng)間間也可可以通通過I/OLink總總線進進行相相連⑦F0Mate是是F0系列列的派派生產(chǎn)產(chǎn)品，，與F0相相比是是結(jié)構(gòu)構(gòu)更為為緊湊湊的經(jīng)經(jīng)濟型型CNC裝裝置FANUC15／16／／18系統(tǒng)統(tǒng)F15／16／／18／16i／18i系列列系統(tǒng)統(tǒng)有F－15／／16／18、、F－－15i／／16i／／18i及及FS－150／160／180、F160i／180i等等型號號，該該系列列系統(tǒng)統(tǒng)是專專門為為工廠廠自動動化設(shè)設(shè)計的的數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)，是是目前前國際際上工工藝與與性能能最先先進的的數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)之一一，在在美國國、日日本、、歐洲洲的制制造業(yè)業(yè)中已已普遍遍使用用。①系統(tǒng)統(tǒng)的硬硬件與與微電電子技技術(shù)發(fā)發(fā)展同同步，，采用用了超超大規(guī)規(guī)模集集成芯芯片，，CPU可可以是是80486或或PENTIUM系系列處處理器器，帶帶64位RISC芯芯片等等②系統(tǒng)統(tǒng)元器器件采采用了了立體體化、、高密密度的的安裝裝方式式（FANUC公司司的專專利技技術(shù)）），除除主板板外，，印刷刷電路路板均均按物物理功功能分分成小小模塊塊，根根據(jù)用用戶的的要求求和系系統(tǒng)的的規(guī)模模，分分別插插在主主板上上，系系統(tǒng)擴擴展容容易，，維修修方便便，體體積小?、跢15采采用了了模塊塊式多多主總總線（（FANUCBUS））結(jié)構(gòu)構(gòu)，多多CPU控控制系系統(tǒng)，，、主主CPU采采用了了68020，，還采采用了了一個個子CPU，在在PMC、、軸控控制、、圖形形控制制、通通信及及自動動編程程中也也都有有各自自的CPU④系統(tǒng)統(tǒng)采用用8.4in或或9.5inTFT（（ThinFilmTransistor薄薄膜晶晶體管管）彩彩色液液晶顯顯示器器⑤系統(tǒng)統(tǒng)可配配套αα／ααi系系列數(shù)數(shù)字式式交流流伺服服系統(tǒng)統(tǒng)，主主軸控控制可可采用用α／／αi系列列主軸軸驅(qū)動動系統(tǒng)統(tǒng)⑥F15／／16／18系系列系系統(tǒng)既既可單單機運運行，，也可可通過過Remotebuffer接接口與與個人人計算算機相相連，，由計計算機機控制制加工工，實實現(xiàn)信信息傳傳遞。。通過過I/Olink（串串行口口）接接口還還可以以連接接多種種外圍圍設(shè)備備。另另外經(jīng)經(jīng)DNC1或DNC2接接口，，可與與CellController或或以太太網(wǎng)連連接，，由上上位機機進行行控制制，實實現(xiàn)車車間的的自動動化F16／18系系統(tǒng)的的總體體結(jié)構(gòu)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FANUC30i---MODELA日本FANUC最新新的高高檔控控制器器，是是當(dāng)前前配置置最高高的數(shù)數(shù)控系系統(tǒng)。。特點：：1.最最大控控制系系統(tǒng)為為10個系系統(tǒng)（（通道道）；；2.最最多軸軸數(shù)和和最最大主主軸配配置為為40軸，，其中中進給給軸32軸軸，主主軸為為8軸軸；最最大同同時控控制軸軸數(shù)為為24軸/系統(tǒng)統(tǒng)；3.最最大PMC系統(tǒng)統(tǒng)數(shù)為為3個個系統(tǒng)統(tǒng)；最最大I/O點數(shù)數(shù)為4096點點/4096點，，PMC基基本指指令速速度為為25ns。4.最最大可可預(yù)讀讀程序序段為為1000段。。FANUC系統(tǒng)統(tǒng)F0系系列數(shù)數(shù)控裝裝置是是多微微處理理器系系統(tǒng)F0A系列列主CPU：80186；F0B系列列主CPU：80286；F0C系列列主CPU：80386；內(nèi)置可編編程控制制器(PMC)CPU：8086。F0系列列數(shù)控裝裝置適用用中、小小型數(shù)控控機床。。FANUC系統(tǒng)統(tǒng)F10,F11,F12系列列有M，，T，，TT等等型號M型：用用于加工工中心、、銑床、、鏜床；；T型：用用于車床床；TT型：：用于雙雙刀架車車床。F10,F11系列列的主板板采用大大板結(jié)構(gòu)構(gòu)，其他他板和模模塊采用用了小板板，均插插在主板板上。F12系系列所有有電路板板分別安安裝在兩兩個底板板上。F10,F11，，F(xiàn)12系列為為多處理理器系統(tǒng)統(tǒng)，主板板GPU和PMG的CPU是是6800。FANUC系統(tǒng)統(tǒng)F15系系列是32位人人工智能能型(AI)數(shù)數(shù)控裝置置結(jié)構(gòu)：模模塊化多多主控(FANUCBUS)總線線；主CPU為68020，在PMC,軸控制制、圖形形控制、、通信、、自動編編程功能能中都有有各自的的CPUF15系系列可構(gòu)構(gòu)成2~15軸軸系統(tǒng)，，適用于于大型機機床、多多系統(tǒng)和和多軸控控制FANUC系統(tǒng)統(tǒng)F16系系列的功功能位于于F15系列和和F0系系列之間間結(jié)構(gòu)：多多主控總總線，它它在采用用的32位CISC(ComplexInstructionSetComputer)處理理器上增增加了32位RISC(ReducedInstructionSetcomputer)高高速處理理器，用用于高速速運算處處理。FANUC系統(tǒng)統(tǒng)F18系系列是在在F16系列之之后推出出的32位數(shù)控控裝置，，功能位位于F15系列列和F0系列之之間，但但低于F16系系列。特點：可可進行四四軸伺服服和兩軸軸主軸控控制。SIEMENS系統(tǒng)SIEMENS數(shù)控裝裝置有SINUMERIK3,8,810，820，，550，880，805，840等系系列數(shù)控控裝置，，每個系系列都有有適用于于不同加加工類型型的機床床數(shù)控裝裝置。結(jié)構(gòu)：SIEMENS數(shù)控裝裝置采用用模塊化化結(jié)構(gòu)，，具有接接口診斷斷功能和和數(shù)據(jù)通通信功能能（二）SIEMENS數(shù)控系系統(tǒng)簡介介SIEMENS公司是是生產(chǎn)數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的著名名廠家，，SINUMERIK的CNC數(shù)控控裝置主主要有：：SINUMERIK3／8／810／820／／850／805／840系系列等。。SIEMENS810／820系系統(tǒng)SIEMENS810／820是是西門子子公司20世紀(jì)紀(jì)80年年代中期期開發(fā)的的CNC、PLC一體體型控制制系統(tǒng)，，它適合合于普通通車、銑銑、磨床床的控制制，系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡簡單、體體積小、、可靠性性高，在在80年年代末、、90年年代初的的數(shù)控機機床廠上上使用較較廣。①810與820的的區(qū)別僅僅在于顯顯示器，，810為9in單色色顯示，，系統(tǒng)電電源為24V；；820為12in單單色或彩彩色顯示示，系統(tǒng)統(tǒng)電源為為交流220V，其余余硬件、、軟件部部分完全全一致②810／820最大大可控制制6軸（（其中允允許有2個作為為主軸控控制），，3軸聯(lián)聯(lián)動③系統(tǒng)由由電源、、顯示器器、CPU板、、存儲器器（MEM／EPROM／RAM））板、I/O板板、接口口板、顯顯示控制制板、位位控板、、機箱等等硬件組組成。硬硬件采用用了較多多LSI和專用用集成電電路④主CPU采用用80186⑤PLC最大128點點輸入／／64點點輸出，，用戶程程序容量量12KB，PLC采采用STEP5語言編編程SIEMENS3系系統(tǒng)SIEMENS3系系統(tǒng)是西西門子公公司80年代初初期開發(fā)發(fā)出來的的中檔全全功能數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)，是西西門子公公司銷售售量最大大的系統(tǒng)統(tǒng)，是20世紀(jì)紀(jì)80年年代歐洲洲的典型型系統(tǒng)。。①采用模模塊化結(jié)結(jié)構(gòu)，由由CPU模塊，，NC存存儲器模模塊，操操作面板板接口，，NC－－PC連連接模塊塊，伺服服測量回回路Ⅰ、、Ⅱ，PLC編編程接口口，邏輯輯模塊，，擴展設(shè)設(shè)備接口口，PLC存儲儲器及各各種I/O等17個模模塊組成成②3系統(tǒng)統(tǒng)的機柜柜因配置置、類別別、型號號的不同同，可以以分為單單框架、、單PLC雙框框架、雙雙PLC雙框架架結(jié)構(gòu)③采用INTEL8086CPU的輪廓廓軌跡控控制CNC系統(tǒng)統(tǒng)，系統(tǒng)統(tǒng)可控制制4軸，，任意3軸聯(lián)動動④PLC采用SIMATICS5的PLC130－B，輸入入輸出點點各512點⑤采用12in彩色顯顯示器或或9in單色顯顯示器SIEMENS850／880850／／880是西門門子80年代末末期開發(fā)發(fā)的機床床及柔性性制造系系統(tǒng)，具具有機器器人功能能。適合合高功能能復(fù)雜機機床FMS、CIMS的需要要。是一一種多CPU輪輪廓控制制的CNC系統(tǒng)統(tǒng)。①1986年西西門子公公司采用用數(shù)控3系統(tǒng)電電路板標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（230mm高）），NC－PLC雙口口RAM耦合方方式，INTEL80186CPU芯片片，生產(chǎn)產(chǎn)出850系統(tǒng)統(tǒng)，它的的PLC還是沿沿用130WB或150U②1988年針針對850系統(tǒng)統(tǒng)的缺陷陷，又推推出全80186的數(shù)數(shù)控880GA1型系系統(tǒng)，后后推出主主CPU采用80386的880GA2型型系統(tǒng)③850／880系統(tǒng)統(tǒng)的基本本結(jié)構(gòu)一一般都由由操作面面板、主主機箱、、機床控控制面板板3大部部分組成成，采用用兩個機機架支撐撐兩列中中央控制制器，中中央控制制器包括括NC－－CPU、SV－CPU（伺伺服CPU）、、COM－CPU（通通信CPU）、、PLC－CPU及插插入式擴擴展模塊塊。插入入式擴展展模塊有有：測量量回路模模塊、存存儲器模模塊、NC－CPU2～4、SV－CPU2～4、、PLC輸入／／輸出板板及擴展展單元和和接口單單元④面板帶帶有12英寸彩彩色顯示示器、全全功能鍵鍵盤及兩兩個串口口⑤用戶程程序存儲儲器RAM容量量為128KB，EPROM容量為為128KB，，用戶數(shù)數(shù)據(jù)存儲儲器RANM容容量為48KB，I/O點最最大為1024，計時時器256，計計數(shù)器128個個⑥采用SINNECHI總總成連接接方式的的計算機機聯(lián)網(wǎng)SIEMENS802系列列系統(tǒng)SIEMENS802系列列系統(tǒng)包包括802S／／Se／／Sbaseline、802C／Ce／Cbaseline、、802D等型型號，它它是西門門子公司司20世世紀(jì)90年代末末開發(fā)的的集CNC、PLC于于一體的的經(jīng)濟型型控制系系統(tǒng)。近近年來在在國產(chǎn)經(jīng)經(jīng)濟型、、普及型型數(shù)控機機床上有有較大量量的使用用。802系列列數(shù)控系系統(tǒng)的共共同特點點是結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單、、體積小小、可靠靠性較高高。SINUMERIK802DSolutionLine(sl)全球球首展（（2005國國際機床床展），，其CNC，，PLC和HMI都集集成在同同一控制制單元中中。與SINAMICSS120新一一代技術(shù)術(shù)相結(jié)合合①802S、802C系列是是西門子子公司為為簡易數(shù)數(shù)控機床床開發(fā)的的經(jīng)濟型型系統(tǒng)，，兩種系系統(tǒng)的區(qū)區(qū)別是：：802S系列列采用步步進電動動機驅(qū)動動；802C、802D系系列通常常采用SIEMENS611數(shù)字式式交流伺伺服驅(qū)動動系統(tǒng)②802S、802C系列系系統(tǒng)的CNC結(jié)結(jié)構(gòu)完全全相同，，可以進進行3軸軸控制／／3軸聯(lián)聯(lián)動；系系統(tǒng)帶有有±10V的的主軸模模擬量輸輸出接口口，可以以配具有有模擬量量輸入功功能的主主軸驅(qū)動動系統(tǒng)（（如變頻頻器）③802S、802C系列系系統(tǒng)可以以配OP020獨立操操作面板板與MCP機床床操作面面板，顯顯示器為為7in或5.7in單色色液晶顯顯示器（（802S，802C）；802D采用了了10.4in彩色液液晶顯示示器④集成內(nèi)內(nèi)置式PLC最最大可以以控制64點輸輸入與64點輸輸出，PLC的的I/O模塊與與ECU間通過過總線連連接⑤802D與802S、802C有有較大的的不同，，在功能能上比802S／C系系統(tǒng)有了了改進與與提高，，系統(tǒng)采采用SIEMENSPCU210模塊塊，控制制軸數(shù)為為4軸／／4軸聯(lián)聯(lián)動，可可以通過過611U伺服服驅(qū)動器器攜帶10V主主軸模擬擬量輸出出，以驅(qū)驅(qū)動帶模模擬量輸輸入的主主軸驅(qū)動動系統(tǒng)⑥802D除保保留了SIEMENS傳統(tǒng)的的編程功功能外，，一是增加了PLC程程序“梯梯形圖””顯示功功能，方便維維修；二二是可以以使用非非SIEMENS代碼碼指令進進行編程程，系統(tǒng)統(tǒng)的開放放性更強強SIEMENS810D／／840D系統(tǒng)統(tǒng)圖：840D硬硬件結(jié)構(gòu)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SIEMENS810D／／840D的系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)相似，，但在性性能上有有較大的的差別。。①810D采用用SIEMENSCCU（（CompactControlUnit））模塊塊，最大大控制軸軸數(shù)為6軸②840D采用用SIEMENSNCU（（NumericalControlUnit）模模塊，處處理器為為PENTIUM（NCU573））或AMDK6－－2（NCU572））或486（NCU571））系列，，當(dāng)采用用NCU572或573時，，CNC的存儲儲容量為為1GB，最大大控制軸軸數(shù)可達達31軸軸，10通道同同時工作作；采用用NCU571時，控控制軸數(shù)數(shù)為6軸軸，2通通道同時時工作。。840D的NCU與與PLC都集成成在這個個模塊上上，它是是840D的核核心③數(shù)控與與驅(qū)動的的接口信信號是數(shù)數(shù)字量的的④系統(tǒng)由由操作面面板、機機床控制制面板、、NCU（CCU）、、MMC、611伺服服驅(qū)動、、I/O模塊等等單元構(gòu)構(gòu)成（如如圖所示示）⑤人機界界面MMC，操操作面板板OP（（包括10.4inTFT顯顯示器與與NC鍵鍵盤）、、機床操操作面板板MCP，一般般安裝在在操縱臺臺上，它它們與CCU（（NCU）間通通過PROFIBUS總線連連接⑥MMC事實上上是一臺臺獨立的的計算機機，它有有獨立的的PENTIUMCPU、、硬盤、、軟驅(qū)、、TFT顯示器器、NC鍵盤，，可以在在WINDOWS環(huán)境境下運行行⑦E/R電源模模塊，它它向NCU提供供24V工作電電源，也也向611D提提供600V直直流母線線電壓⑧611D主軸軸與進給給模塊，，它由E/R電電源模塊塊供電，，受控于于NCU，并帶帶動主軸軸或進給給軸電動動機運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)⑨IM361是是PLC輸入／／輸出接接口模塊塊，與S7－300兼兼容的PLC使使用與S7－300相相同的軟軟件與硬硬件，PLC的的電源模模塊、接接口模塊塊、I/O模塊塊單獨安安裝，它它們與系系統(tǒng)間通通過S7總線與與CCU或NCU連接接⑩通過CNC與與611D、S7可編編程序控控制器的的組合合，可可以構(gòu)成成滿足不不同要求求的全數(shù)數(shù)字控制制系統(tǒng)除以上典典型系統(tǒng)統(tǒng)外，SIEMENS公司還還有早期期生產(chǎn)的的SIEMENS6系統(tǒng)（（與FANUC公司合合作生產(chǎn)產(chǎn)），SIEMENS8、、SIEMENS840C等。以以上系統(tǒng)統(tǒng)多見于于進口機機床，840C與840D功功能相同同。SIEMENS系統(tǒng)810系系列：按功能分分有810T,810G,810N；；按型號分分有810Ⅰ、、810Ⅱ、810ⅢⅢ應(yīng)用：中中、低檔檔功能的的中、小小型機床床。810ⅠⅠ型適用用于車床床和銑床床，控制制3軸，，聯(lián)動2軸；810ⅡⅡ型適用用于車床床、銑床床和磨床床，控制制4軸，，聯(lián)動3軸；810ⅢⅢ型適適用于車車床、銑銑床、磨磨床和沖沖壓類機機床，控控制5軸軸，聯(lián)動動3軸。。CPU：80186系統(tǒng)分辨率為為lμm，內(nèi)內(nèi)置PLC為為128點輸輸人、54點點輸出。系統(tǒng)統(tǒng)具有輪廓監(jiān)監(jiān)控、主軸監(jiān)監(jiān)控和接口診診斷等功能。。SIEMENS系統(tǒng)3型是標(biāo)準(zhǔn)16位微處理理機系統(tǒng)CPU為8086,控制制4軸，聯(lián)動動3軸。內(nèi)置置PLC輸人人、輸出各512點。應(yīng)用：多種機機床，3T型型用于車床和和車削加工中中心，3TT型用于雙刀刀架車床及雙雙主軸車床；；3M型用于于鉆床、鏜床床、銑床或加加工中心；3G型用于磨磨床，3N型型用于沖壓類類機床。SIEMENS系統(tǒng)850、880型是多多微機輪廓軌軌跡控制數(shù)控控裝置，具有有機器人功能能。應(yīng)用：復(fù)雜功功能機床以及及FMS,CIMS需需要。CPU：80386，內(nèi)內(nèi)置PLC輸輸人、輸出點點數(shù)為1024，有256個定時器器和128個個計數(shù)器?？煽蛇B線以太網(wǎng)網(wǎng)，具有很強強的通信功能能，可在加工工的同時與柔柔性制造系統(tǒng)統(tǒng)交換信息。。880型數(shù)控控裝置可控制制24軸，比比850型數(shù)數(shù)控裝置控制制多一倍。SIEMENS系統(tǒng)840C型數(shù)數(shù)控裝置是32位微處理理機系統(tǒng)，具具有CAD功功能?？刂贫喽噍S，5軸聯(lián)聯(lián)動。內(nèi)置PLC用戶程程序存儲器為為32KB，，可擴展到256MB。。應(yīng)用：全功能能車床、銑床床、加工中心心以及FMS和CIMSSIEMENS系統(tǒng)8型數(shù)控裝置置是用于柔性性制造的控制制系統(tǒng)，它采采用多微處理理器CPU：都為為8086該數(shù)控裝置可可擴展至控制制12個軸，，適用于車、、鏜、銑床和和加工中心。。MITSUBISHI系系統(tǒng)MITSUBISHI系系統(tǒng)有MELDAS300,500,50,64,600系列數(shù)控裝裝置和MELDAS-MAGIC50,64系列數(shù)控控裝置。MITSUBISHI系系統(tǒng)MELDAS50系列列采用32位位RISC處處理器，系統(tǒng)統(tǒng)采用總線連連接方式。內(nèi)內(nèi)置PLC可可在顯示器上上直接開發(fā)PLC程序。。MELDAS50系列列數(shù)控裝置實實現(xiàn)四軸聯(lián)動動，可實現(xiàn)雙雙系統(tǒng)控制。。應(yīng)用：作為數(shù)數(shù)控車床系統(tǒng)統(tǒng)使用，可實實現(xiàn)雙主軸、、雙刀架控制制。系統(tǒng)為多多視窗，實現(xiàn)現(xiàn)多畫面監(jiān)控控，還具有示示波器功能，，可顯示伺服服特性曲線。。MITSUBISHI系系統(tǒng)MITSUBISHI64系列數(shù)數(shù)控裝置采用用64位CPU，總線連連接方式，內(nèi)內(nèi)置PLC使使用專用的高高集成芯片。?？刂疲毫鶄€伺伺服軸，一個個主軸，四個個輔助軸，實實現(xiàn)四軸聯(lián)動動。顯示：靜態(tài)刀刀具路徑、動動態(tài)加工跟蹤蹤、圖形坐標(biāo)標(biāo)回轉(zhuǎn)，多方方位觀察。CNC故障自自診斷故障自診斷技技術(shù)是當(dāng)今數(shù)數(shù)控系統(tǒng)一項項十分重要的的技術(shù)，它的的強弱是評價價系統(tǒng)性能的的一項重要指指標(biāo)。大型的CNC、PLC裝裝置都配有故故障診斷系統(tǒng)統(tǒng)，可以由各各種開關(guān)、傳傳感器等把油油位、溫度、、油壓、電流流、速度等狀狀態(tài)信息，設(shè)設(shè)置成數(shù)百個個報警提示，，診斷故障的的部位和地點點。隨著微處理器器技術(shù)的快速速發(fā)展，數(shù)控控系統(tǒng)的自診診斷能力越來來越強，從原原來簡單的診診斷朝著多功功能和智能化化方向發(fā)展。。其報警種類類，由10種種到20種，，現(xiàn)在已有達達到幾千種的的。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)一一旦發(fā)生故障障，借助系統(tǒng)統(tǒng)的自診斷功功能，往往可可以迅速、準(zhǔn)準(zhǔn)確地查明原原因并確定故故障部位。因因此，對維修修人員來說，，熟悉和運用用系統(tǒng)的自診診斷功能是十十分重要的。。常用的自診斷斷方法歸納起起來一般可分分三種。開機（啟動））自診斷運行（在線））自診斷脫機（離線））診斷。啟動自診斷定義：當(dāng)數(shù)控控裝置通電后后，系統(tǒng)自診診斷軟件對數(shù)數(shù)控裝置中關(guān)關(guān)鍵的硬件和和控制軟件，，如CPU,RAM,ROM等等芯片，MDI,CRT,I/0等模塊、、系統(tǒng)軟件、、監(jiān)控軟件等等逐一進行檢檢測，并將檢檢測結(jié)果在顯顯示器上顯示示出來。如果果檢測通不過過，即在顯示示器上顯示報報警信息或報報警號，指示示故障部位。。當(dāng)全部診斷斷項目都正常常通過后，系系統(tǒng)進人正常常運行準(zhǔn)備狀狀態(tài)。啟動自診斷在對數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)進行維修時時，維修人員員應(yīng)了解該系系統(tǒng)的自診斷斷能力，所能能檢查的內(nèi)容容及范圍，做做到心中有數(shù)數(shù)。在遇到級級別較高的故故障報警時，，可以關(guān)機，，重新開機，，讓系統(tǒng)再進進行開機自診診斷，檢查數(shù)數(shù)控系統(tǒng)這些些關(guān)鍵部分是是否正常。在線自診斷定義：數(shù)控系系統(tǒng)正常工作作時，運行內(nèi)內(nèi)部診斷程序序，對系統(tǒng)裝裝置、伺服驅(qū)驅(qū)動單元、PLC以及與與數(shù)控裝置相相連的其他外外部裝置進行行自動檢測，，查找并顯示示有關(guān)狀態(tài)信信息和故障信信息在線自診斷在線自診斷是是數(shù)控系統(tǒng)正正常工作時，，運行內(nèi)部診診斷程序，對對系統(tǒng)本身、、PLC、、位置伺服單單元以及與數(shù)數(shù)控裝置相連連的其它外部部裝置進行自自動測試、檢檢查，并顯示示有關(guān)狀態(tài)信信息和故障信信息。只要數(shù)數(shù)控系統(tǒng)不斷斷電，這種自自診斷會反復(fù)復(fù)進行，不會會停止。CNC系統(tǒng)的的自診斷能力力不僅能在CRT上顯示示故障報警信信息，而且還還能以多頁的的“診斷地址址”和“診斷斷數(shù)據(jù)”的形形式為用戶提提供各種機床床狀態(tài)信息。。這些狀態(tài)信信息有：a.CNC系統(tǒng)與機床床之間的接口口輸入輸出信信號狀態(tài)；b.CNC與PLC之之間輸人輸出出信號狀態(tài)；c.PLC與機床之間間輸入／輸出出信號狀態(tài)；；d.各坐標(biāo)標(biāo)軸位置的偏偏差值；刀具具距機床參考考點的距離；；e.CNC內(nèi)部各存儲儲器的狀態(tài)信信息；伺服系系統(tǒng)的狀態(tài)信信息；f.MDI面板、機床床操作面板的的狀態(tài)信息等等等。充分利用CNC系統(tǒng)提供供的這些狀態(tài)態(tài)信息，就能能迅速準(zhǔn)確地地查明故障、、排除故障。。FANUC系系統(tǒng)在線自診診斷FANUC系系統(tǒng)的在線自自診斷一般分分為狀態(tài)顯示示和故障信息息顯示。狀態(tài)顯示內(nèi)容容常以二進制制的0或1表表示，上千條條的狀態(tài)顯示示內(nèi)容主要分分為接口顯示示和內(nèi)部狀態(tài)態(tài)顯示。內(nèi)部狀態(tài)顯示示主要包括由由外部因素造造成不執(zhí)行指指令的狀態(tài)顯顯示復(fù)位狀態(tài)顯示示、TH報警警狀態(tài)顯示、、存儲器內(nèi)容容異常狀態(tài)顯顯示、位置偏偏差量的顯不不、伺服控制制信號顯示、、旋轉(zhuǎn)變壓器器或同步感應(yīng)應(yīng)器的檢測結(jié)結(jié)果顯示等。。接口顯示主要要用于分析故故障是處在系系統(tǒng)內(nèi)部、PLC側(cè)還是是機床側(cè);故障信息顯示示的內(nèi)容有數(shù)數(shù)百條，它們們大都是以報報警號和注釋釋來顯示FANUC診診斷窗口一、控制和和伺服系統(tǒng)的的自動運行狀狀態(tài)窗口FANUC診診斷窗口二、絕對編碼碼器狀態(tài)窗口口FANUC診診斷窗口三、伺服系統(tǒng)統(tǒng)的狀態(tài)窗口口FANUC系系統(tǒng)的報警FANUC系系統(tǒng)的報警指指示一般包括括：程序錯誤((P/S)報報警絕對脈沖編碼碼器〔APC)故障報警警伺服系統(tǒng)故障障報警超程故障報警警可編程機床控控制器(PMC)故障報報警過熱故障報警警系統(tǒng)故障報警警部分報警90號報警：：返回參考點點異常400號報警警：過載或電電機過熱401號報警警：伺服放大大器信號未返返回4n0~4n1號報警：：CNC指令令的位置與機機床位置的偏偏差大于參數(shù)數(shù)設(shè)定值4n4號報警警：與伺服系系統(tǒng)有關(guān)的報報警4n6號報警警：脈沖編碼碼器斷線故障障510~581號報警：：超程報警SIEMENS系統(tǒng)在線線自診斷SIEMENS數(shù)控系系統(tǒng)有較強的的自診斷功能能，監(jiān)控范圍圍廣泛SIEMENS系統(tǒng)對監(jiān)監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)的的故障大多是是以報警號和和文字顯示的的方式給予提提示，系統(tǒng)根根據(jù)故障類型型決定是否撤撤銷CNC的的準(zhǔn)備好信號號或者封鎖循循環(huán)啟動。對對于加工運行行中出現(xiàn)的故故障，系統(tǒng)可可能會自動停停止加工過程程，等待處理理。SIEMENS系統(tǒng)的報報警1號：提供反反映工件情況況的存儲器的的電池能量即即將用完，通通電更換。3號：PLC處于停止工工作的狀態(tài)，，接口已被封封鎖，此時機機床不能工作作。6號：提供數(shù)數(shù)據(jù)存儲器的的電池能量即即將用完，斷斷電更換。上述報誓警在在故障排除后后，用電源復(fù)復(fù)位或關(guān)機重重新啟動來恢恢復(fù)系統(tǒng)運行行SIEMENS系統(tǒng)16~48號號：串口故障障。100~196號：軸報報警。2000~2999號：：程序出錯報報警。3000~3050號：：同上，模擬擬時報警。6000~6031號：：有關(guān)PLC的報警信息息。7000~7031號：：特定標(biāo)志位位信息。（三）脫機機診斷一些早期的數(shù)數(shù)控系統(tǒng)，當(dāng)當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故故障時，往往往需要停機，，使用隨機的的專用診斷程程序?qū)ο到y(tǒng)進進行脫機診斷斷。離線診斷斷時將紙帶上上的診斷程序序讀人數(shù)控裝裝置的RAM中，由數(shù)控控系統(tǒng)運行診診斷程序，對對故障部位進進行檢測。離線診斷部位位CPURAM軸控制口和I/O口紙帶閱讀機數(shù)控系統(tǒng)故障障診斷方法一、故障診斷斷原則先外部后內(nèi)部部發(fā)生故障后，，采用望、聽聽、嗅、問、、摸等方法由由外向內(nèi)逐一一進行檢查（（各類開關(guān)、、連接件、傳傳感器接觸不不良、溫度、、濕度、油霧霧和粉塵對元元件及電路板板的污染和侵侵蝕等）重視和檢查這這些部位可迅迅速排除較多多故障數(shù)控系統(tǒng)故障障診斷方法一、故障診斷斷原則先機械后電氣氣機械故障易察察覺，而數(shù)控控系統(tǒng)故障診診斷難度相對對較大，有些些電氣故障也也是由機械動動作失靈而引引起先靜后動不要盲目動手手，問清故障障發(fā)生的過程程和狀態(tài)、觀觀察機床現(xiàn)狀狀、查明有關(guān)關(guān)資料、分析析故障原因后后再動手?jǐn)?shù)控系統(tǒng)故障障診斷方法一、故障診斷斷原則先公用后專用用公用性的問題題往往影響全全局，若幾個個進給軸都不不動，先檢查查電源、CNC、PLC及液壓等公公用部位先簡單后復(fù)雜雜當(dāng)多種故障互互相交織，一一時無從下手手時，先解決決容易的問題題，可能會得得到一些啟發(fā)發(fā)數(shù)控系統(tǒng)故障障診斷方法一、故障診斷斷原則先一般后特殊殊在排除某一故故障時，要先先考慮最常見見的可能原因因，然后再分分析很少發(fā)生生的特殊原因因例：一臺FANUC0T數(shù)控車床床Z軸回零不不準(zhǔn)，常常是是由于降速擋擋塊位置走動動所造成。一一旦出現(xiàn)這一一故障，應(yīng)先先檢查擋塊，，再檢查編碼碼器、位置控控制等環(huán)節(jié)數(shù)控系統(tǒng)故障障診斷方法二、故障診斷斷步驟當(dāng)數(shù)控機床發(fā)發(fā)生故障時，，一般不要關(guān)關(guān)斷電源，對對出現(xiàn)的信號號和現(xiàn)象作好好記錄.1.尤其注意意以下的故障障信息：CRT顯示的的報警號和報報警提示及報報警燈如無報警，了了解系統(tǒng)處于于何種工作狀狀態(tài)？系統(tǒng)的的工作方式診診斷結(jié)果當(dāng)前程序段、、執(zhí)行何種指指令和何種操操作數(shù)控系統(tǒng)故障障診斷方法一、故障診斷斷步驟故障發(fā)生在何何種速度下？？軸處于什么么位置、與指指令值的誤差差量有多大？？以前是否發(fā)發(fā)生過類似似故障？現(xiàn)現(xiàn)場有否現(xiàn)現(xiàn)象？故障障是否重復(fù)復(fù)發(fā)生？有無其它偶偶然因數(shù)，，突然停電電、電源電電壓波動較較大、打雷雷、某部位位進水和外外部干擾等等數(shù)控系統(tǒng)故故障診斷方方法一、故障診診斷步驟2.步驟詳細了解故故障情況了解、觀察察、檢測分析故障原原因根據(jù)故障現(xiàn)現(xiàn)象羅列故故障原因、、分析、確確定查找方方向和手段段、縮小范范圍由表及里進進行故障源源查找從易到難、、從外圍到到內(nèi)部數(shù)控機床回回參考點的的故障診斷斷數(shù)控機床接接通電源首首先要做回回零操作能否正確回回參考點影影響零件的的加工質(zhì)量量各種補償?shù)牡幕鶞?zhǔn)回參考