模塊五-CNC系統(tǒng)故障診斷與維修

主編楊中力、溫丹麗數(shù)控機床故障診斷與維修(第三版)模塊五CNC系統(tǒng)故障診斷與維修2024/6/31工作任務對數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷，需要針對軟硬件全面進行分析、判斷，準確把握故障情況，定位故障部位，快速恢復故障。2024/6/32工作任務

CNC系統(tǒng)大都具有很強的自診斷功能。當機床發(fā)生故障時，可對整個機床包括數(shù)控系統(tǒng)自身進行全面的檢查和診斷，并將診斷到的故障或錯誤以報警號或錯誤代碼的形式顯示在CRT或LCD上。FANUC0i系列數(shù)控系統(tǒng)報警信息一般有以下兩種表達方式：CRT或LCD報警信息提示（報警號+文字說明）以及系統(tǒng)線路板或單元模塊上面的LED狀態(tài)（不同的組合反映不同的故障）。2024/6/33任務目標

1.知識目標（1）掌握數(shù)控系統(tǒng)軟硬件故障診斷與維修的一般方法。（2）掌握FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)的故障報警及其分類。（3）通過對數(shù)控機床常見故障的訓練，掌握故障排除的常用方法。2.能力目標（1）能根據(jù)機床數(shù)控系統(tǒng)報警或故障現(xiàn)象，對FANUC0i-MC系統(tǒng)進行故障診斷與維修。（2）初步具備數(shù)控系統(tǒng)的故障判別及處理能力。（3）能根據(jù)報警信息查找技術資料，分析系統(tǒng)產(chǎn)生報警的原因。3.素質目標（1）能夠應用理論知識指導實踐的操作。（2）具有自主分析問題和解決問題的能力。（3）培養(yǎng)學生的鉆研精神、培養(yǎng)學生的吃苦耐勞精神。2024/6/34相關知識一、CNC系統(tǒng)硬件故障檢測與維修

1.數(shù)控系統(tǒng)硬件故障診斷的方法（1）系統(tǒng)的自診斷一般的CNC、PLC裝置都配有故障診斷系統(tǒng)，可以由各種開關、傳感器等把油位、溫度、油壓、電流、速度等狀態(tài)信息，設置成若干報警提示，方便診斷故障的部位和原因。自診斷程序就是對數(shù)控機床各部分包括CNC系統(tǒng)本身進行狀態(tài)或故障監(jiān)測的軟件，當機床出現(xiàn)故障時，利用該診斷程序能夠診斷出故障源范圍及其具體位置。自診斷程序主要包括開機自診斷、在線診斷、離線診斷。2024/6/35相關知識（2）常規(guī)檢查①外觀檢查。②連接電纜、連接線檢查。③連接端及接插件檢查。④在惡劣環(huán)境下工作的元器件檢查。⑤易損部位的元器件檢查。⑥定期保養(yǎng)的部件及元器件的檢查。⑦電源電壓檢查。2024/6/36相關知識（3）故障現(xiàn)象分析法（4）面板顯示與指示燈顯示分析法（5）系統(tǒng)分析法（6）信號追蹤法（7）靜態(tài)測量法（8）動態(tài)測量法（9）試探交換法2024/6/37相關知識

2.硬件報警顯示的故障。硬件報警顯示通常是指各單元裝置上的警示燈（一般由LED發(fā)光管或小型指示燈組成）的指示，是一種自診斷指示方法，當CRT/LCD上的報警號未出現(xiàn)或CRT/LCD不亮時，LED或數(shù)碼管指示是主要的報警內容。2024/6/38相關知識二、CNC系統(tǒng)軟件故障診斷與維修

1.軟件故障發(fā)生的原因：（1）誤操作不規(guī)范操作：在調試用戶程序或修改機床參數(shù)時，操作者刪除或更改了軟件內容或參數(shù)，從而造成軟件故障。有時操作者違反機床操作規(guī)程，也會造成機床報警或者停機等軟件故障。（2）供電電池電壓不足：為RAM供電的電池電壓經(jīng)過長時間的使用后，電池電壓降低到監(jiān)測電壓以下，或在停電情況下拔下為RAM供電的電池、電池電路斷路或短路、電池電路接觸不良等都會造成RAM得不到維持電壓，從而使系統(tǒng)丟失軟件和參數(shù)。（3）干擾信號引起軟件故障：由于電源電壓的波動或者干擾脈沖竄入數(shù)控系統(tǒng)總線，引起邏輯時序錯誤或者造成數(shù)控裝置停止運行等。（4）軟件死循環(huán)：運行復雜程序或者由于程序錯誤而至進行大量計算，有時會造成系統(tǒng)陷入死循環(huán)，引起中斷，產(chǎn)生軟件故障。（5）用戶程序錯誤：指的是由于用戶程序語法錯誤、輸入非法數(shù)據(jù)等造成的的軟件故障。2024/6/39相關知識

2.軟件故障的排除（1）對于軟件丟失或參數(shù)變化造成的運行異常、程序中斷、停機故障，可通過對數(shù)據(jù)程序更改或清除，然后重新輸入的方法來恢復系統(tǒng)的正常工作。（2）對于程序運行或數(shù)據(jù)處理中發(fā)生中斷而造成的停機故障，可采用硬件復位或關掉數(shù)控機床總電源開關，然后再重新開機的方法排除故障。（3）NC復位、PLC復位能使后繼操作重新開始，而不會破壞有關軟件和正常處理的結果，以消除報警。亦可采用清除法，但對NC、PLC采用清除法時，可能會使數(shù)據(jù)全部丟失，應注意保護不想清除的數(shù)據(jù)。（4）開關系統(tǒng)電源是清除軟件故障的常用方法，但在出現(xiàn)故障報警或開關機之前一定要將報警的內容記錄下來，以便排除故障2024/6/310相關知識三、CNC系統(tǒng)故障報警分類及處理根據(jù)報警顯示形式不同，F(xiàn)ANUC0i-D可以分為：報警號顯示報警與文本提示報警。前者既有報警號，還有相應的文本提示信息，CNC的絕大部分報警屬于此類情況；后者只顯示提示文本，一般在PMC程序編輯與數(shù)據(jù)I/O時出現(xiàn)。2024/6/311相關知識根據(jù)故障部位及引起故障原因的不同，F(xiàn)ANUC-0iD系統(tǒng)將故障分為以下幾大類：

1.CNC報警

2.PMC報警

3.串行主軸報警（SP9001～SP9136）

4.PS0090報警（回零動作異常）

5.SV0301～SV0306報警（APC報警，絕對編碼器故障）

6.SV0401報警（伺服準備完成信號斷開）

7.SV0404報警（伺服準備就緒信號接通）

8.SV0410報警（停止時位置偏差過大）

9.SV0411報警（運動中誤差過大）

10.SV0445～SV0447，SV0447（反饋斷線）

11.SV0368報警（內裝脈沖編碼器串行數(shù)據(jù)錯誤）

12.SV0417報警（數(shù)字伺服系統(tǒng)異常）2024/6/312相關知識13.SV0462（CNC數(shù)據(jù)傳輸失?。琒V0463（從屬數(shù)據(jù)

傳輸失敗）14.SV0443報警（電源放大器PSM

控制板內冷卻風扇故障）15.SV5136報警（FSSB:放大器數(shù)量不足）16.DS0300報警（APC報警，須回參考點）17.DS0307～DS0308報警（絕對脈沖編碼器電池電壓低）18.報警OH0700（控制單元過熱）19.OH0701報警（風扇電機過熱）20.SP9056報警（主軸放大器SPM內冷風扇故障）21.SP9073報警（傳感器斷線）22.SP1220,SV5136報警（無主軸放大器報警）23.SYSALM***（系統(tǒng)報警）2024/6/313任務實施一、P/S程序報警診斷與恢復程序編制錯誤、機床操作不當或數(shù)據(jù)設定錯誤可能導致數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)P/S報警，這類報警只要修改程序或重新設定數(shù)據(jù)，確保正確操作即可排除。2024/6/314任務實施二、系統(tǒng)黑屏故障診斷與維修故障現(xiàn)象：通電后LCD上沒有任何顯示，停留在顯示“LOADINGGRAPHICSYSTEM”（加載圖形系統(tǒng)）的情形。（1）可能的原因：①LCD電纜、背光燈電纜不良或者連接器的連接不良。②所需軟件尚未安裝。③主板、變頻器板不良。（2）解決方法：①確認LED顯示請參照說明書關于主板LED顯示項的報警說明，確認主板的LED點亮情況。如果主板正常啟動，LED的顯示為通常運行中的情況下，則可能是由于電纜連接不良，或逆變器電路板不良等顯示系統(tǒng)的不良所致。在啟動處理過程中停止時，可能是由于硬件的不良(包括安裝不良)，或沒有安裝所需軟件等。②確認LCD電纜、背光燈的布線請確認背光燈連接器及LCD連接器是否與電纜切實連接。這些電纜在發(fā)那科公司出廠時已經(jīng)連好，在需要進行維修而拆下電纜時，特別要引起注意。③確認是否已經(jīng)安裝所需軟件，如果FROM中沒有儲存所需軟件時，CNC可能無法啟動。2024/6/315技能拓展（一）系統(tǒng)開機急停診斷與維修緊急停止不能解除是一個常見故障，當故障發(fā)生時顯示器下方顯示“緊急停止”或“EMERGENCYSTOP”，機床操作面板方式開關不能切換，MCC不吸合，伺服及主軸放大器不能工作，系統(tǒng)并不發(fā)出具體的報警號，根據(jù)機床廠PMC報警編輯不同，有時會出現(xiàn)1000#以后的PMC報警。機床廠家一般將一些重要的安全信號（包括緊急停止開關）與緊急停止信號串聯(lián)，以確保安全。如果急停開關開關或超程開關連接不良也出現(xiàn)急停報警保障。2024/6/316技能拓展二、系統(tǒng)死機故障診斷與維修數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)是數(shù)控機床的靈魂，數(shù)控機床軟硬件功能能否正常發(fā)揮與參數(shù)的合理設定有直接關系；機床制造精度和維修后精度恢復也需要參數(shù)來調整。系統(tǒng)參數(shù)設置錯誤，就會引發(fā)各種各樣的故障現(xiàn)象如系統(tǒng)不能正常啟動；不能正常運行；螺紋加工不能夠進行；系統(tǒng)顯示不正常；死機等，通常把數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)全部丟失而引起的機床癱瘓，稱為“死機”。2024/6/317技能拓展參數(shù)丟失(機床參數(shù)、梯形圖丟失)的可能原因有：

1.電池電壓過低，在更換電池時，沒有開機或斷電，就會使參數(shù)丟失。若長期不開機，電池耗盡，也會丟失參數(shù)。

2.主印刷電路板或存儲板故障(換板)；

3.存儲器(ROM、RAM、內存、電子盤、硬盤、存儲卡)不良；

4.操作錯誤，比如同時按住【Reset】及【Delete】兩鍵，并按電源PowerON，就會消除全部參數(shù)，需將備份正確的機床參數(shù)、梯形圖等輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，將丟失的內容補充完整。

5.干擾。

6.機床突然斷電。

7.處理P/S報警有時會引起參數(shù)丟失。

8.進行DNC通訊期間若斷電，可能會出現(xiàn)“死機”。2024/6/318技能拓展三、無報警號故障的處理

FANUC-0iD系統(tǒng)還有一些無報警號的故障。例如不能自動運行、不能手動動作等，下面介紹這些故障的查找方法。

1.手動及自動均不能運行原因及處理:位置顯示（相對、絕對、機械坐標）全都不動時，檢查CNC的狀態(tài)顯示，檢查急停信號、復位信號、操作方式狀態(tài)、到位檢查、互鎖狀態(tài)信號。

2.不能JOG操作運行原因及處理方法:（1）確認操作方式是否正確，檢查操作面板操作方式旋鈕，檢查操作方式信號接口。（2）確認是否輸入了進給軸方向選擇信號（M），按下對應軸方向鍵時，對應的診斷號應為1，如果不是，則應檢查PMC梯形圖。2024/6/319技能拓展

3.不能手輪運行按照前面兩種故障的查找方法確定操作方式、環(huán)增益參數(shù)；檢查手輪的電纜、插頭連接是否良好;確認是