伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修.ppt

1、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(jī)床回參考點(diǎn)故障 四、數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷 五、數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷 六、數(shù)控機(jī)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(diǎn)。 這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來源于系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)的基本要求和工程設(shè)計(jì)的思路。 對(duì)于不同的生產(chǎn)廠家來說，在設(shè)計(jì)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

2、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(dòng)單元、伺服電機(jī)、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(bǔ)控制、刀具補(bǔ)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(bào)警文本等組成。 數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，就要分別對(duì)軟硬件進(jìn)行分析、判斷，定位故障并維修。 作為一個(gè)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(jì)算機(jī)軟硬件、接口技術(shù)、測量技術(shù)等方面的知識(shí)。,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)

3、、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， F16等系列，每一個(gè)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(jī)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(jìn)電機(jī)。70年代，一方面從Gettes公司引進(jìn)直流伺服電機(jī)制造技術(shù)，一方面與西門子合作，學(xué)習(xí)其先進(jìn)的硬件技術(shù)，1976年成功開發(fā)出5系統(tǒng)，后與西

4、門子聯(lián)合開發(fā)出7系統(tǒng)。從這時(shí)，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(chǔ)卡)功能，即CNC(Computer numerical control) )、PMC、MMC三位一體的CNC。,產(chǎn)品特點(diǎn)： 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-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

5、范圍廣。每一CNC裝置上可配多種控制軟件，適用于多種機(jī)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(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(jī)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(jī)床得到了廣泛應(yīng)用。 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(dòng)機(jī)、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(chǔ)器板等小板，CPU采用8086，該CNC系列為多微處理

6、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(dòng)系統(tǒng)采用FANUC直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過脈沖編碼器進(jìn)行位置檢測，構(gòu)成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng),系統(tǒng)一般帶有獨(dú)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(dòng)、輸入單元、電源單元） 主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用FANUC交流主軸驅(qū)動(dòng)裝置，該單元為分開安裝式，一般安裝在強(qiáng)電柜內(nèi) 系統(tǒng)軟件為固定式專用軟件 我國80年代進(jìn)口的數(shù)控機(jī)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(jī)床在使用中，這些設(shè)備大多進(jìn)入故障多發(fā)期，因此，它是數(shù)控機(jī)床維修中的常見系統(tǒng)之一。 F3 簡化版（經(jīng)濟(jì)型） 另注：Fs6 F9 強(qiáng)化版 （1980

7、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(jìn)口的高檔數(shù)控機(jī)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,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(hào)線，抗干擾能力提高 F11系統(tǒng)既可以帶獨(dú)立安裝的電柜，也可進(jìn)行分離式安裝 伺服驅(qū)動(dòng)與主軸驅(qū)動(dòng)一般采用F

8、ANUC模擬式交流伺服驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)全部控制軸的聯(lián)動(dòng),F0系統(tǒng)（1985年） F0系列是FANUC公司20世紀(jì)80年代中后期開發(fā)的產(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(biāo)是體積小、價(jià)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(jì)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(chǔ)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801

9、86，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,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(dòng)系統(tǒng)，無漂移影響，可以實(shí)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(jìn)行簡單的人機(jī)對(duì)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(jī)控制加工，實(shí)現(xiàn)信息傳遞，系統(tǒng)間也可以通過I/O Link總線進(jìn)行相連 F0 Mate是F0系列的派生產(chǎn)品，與F0

10、相比是結(jié)構(gòu)更為緊湊的經(jīng)濟(jì)型CNC裝置,FANUC151618系統(tǒng) F15161816i18i系列系統(tǒng)有F151618、F15i16i18i及FS150160180、F160i180i等型號(hào)，該系列系統(tǒng)是專門為工廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)的數(shù)控系統(tǒng)，是目前國際上工藝與性能最先進(jìn)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,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

11、主板上，系統(tǒng)擴(kuò)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(gè)子CPU，在PMC、軸控制、圖形控制、通信及自動(dòng)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,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(dòng)系統(tǒng) F151618系列系統(tǒng)既可單機(jī)運(yùn)行，也可通過Remote buffer接口與個(gè)人計(jì)算機(jī)相連，由計(jì)算機(jī)控制加工，實(shí)現(xiàn)信息傳遞。通過I/O link（串行口）接口還可以連接多種外圍設(shè)備。另外經(jīng)DNC

12、1或DNC2接口，可與Cell Controller或以太網(wǎng)連接，由上位機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)車間的自動(dòng)化,F1618系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖,FANUC30i-MODEL A,日本FANUC最新的高檔控制器，是當(dāng)前配置最高的數(shù)控系統(tǒng)。 特點(diǎn)： 1.最大控制系統(tǒng)為10個(gè)系統(tǒng)（通道）； 2.最多軸數(shù)和 最大主軸配置為40軸，其中進(jìn)給軸32軸，主軸為8軸；最大同時(shí)控制軸數(shù)為24軸/系統(tǒng)； 3.最大PMC系統(tǒng)數(shù)為3個(gè)系統(tǒng)；最大I/O點(diǎn)數(shù)為4096點(diǎn)/ 4096點(diǎn)，PMC基本指令速度為25ns。 4.最大可預(yù)讀程序段為1000段。,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；

13、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(jī)床。,FANUC系統(tǒng),F10, F 11, F12系列有M， T，TT等型號(hào) 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(gè)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。,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(F

14、ANUCBUS )總線； 主CPU為68020，在PMC,軸控制、圖形控制、通信、自動(dòng)編程功能中都有各自的CPU F15系列可構(gòu)成215軸系統(tǒng)，適用于大型機(jī)床、多系統(tǒng)和多軸控制,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(yùn)算處理。,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。

15、 特點(diǎn)：可進(jìn)行四軸伺服和兩軸主軸控制。,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(gè)系列都有適用于不同加工類型的機(jī)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,（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系列等。,SIEMENS 810820系統(tǒng) SIEMENS 810820是西門子公司20世紀(jì)80年代中期開發(fā)的CNC、

16、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(jī)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,810820最大可控制6軸（其中允許有2個(gè)作為主軸控制），3軸聯(lián)動(dòng) 系統(tǒng)由電源、顯示器、CPU板、存儲(chǔ)器（MEMEPROMRAM）板、I/O板、接口板、顯示控制板、位控板、機(jī)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80186 PLC最大128點(diǎn)輸入64點(diǎn)輸出，用戶程序容量12KB，

17、PLC采用STEP5語言編程,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(jì)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(chǔ)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，邏輯模塊，擴(kuò)展設(shè)備接口，PLC存儲(chǔ)器及各種I/O等17個(gè)模塊組成 3系統(tǒng)的機(jī)柜因配置、類別、型號(hào)的不同，可以分為單框架、單PLC雙框架、雙PLC雙框架結(jié)構(gòu),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(dòng) PLC采用SIMATIC S5的PLC130B，輸入

18、輸出點(diǎn)各512點(diǎn) 采用12in彩色顯示器或9in單色顯示器,SIEMENS 850880 850880是西門子80年代末期開發(fā)的機(jī)床及柔性制造系統(tǒng)，具有機(jī)器人功能。適合高功能復(fù)雜機(jī)床FMS、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(biāo)準(zhǔn)（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150U 1988年針對(duì)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),850880系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)一般都由操作面板、主

19、機(jī)箱、機(jī)床控制面板3大部分組成，采用兩個(gè)機(jī)架支撐兩列中央控制器，中央控制器包括NCCPU、SVCPU（伺服CPU）、COMCPU（通信CPU）、PLCCPU及插入式擴(kuò)展模塊。插入式擴(kuò)展模塊有：測量回路模塊、存儲(chǔ)器模塊、NCCPU 24、SVCPU 24、PLC輸入輸出板及擴(kuò)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(gè)串口 用戶程序存儲(chǔ)器RAM容量為128KB，EPROM容量為128KB，用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RANM容量為48KB，I/O點(diǎn)最大為1024，計(jì)時(shí)器256，計(jì)數(shù)器128個(gè) 采用SINNEC HI總成連接方式的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),SIEMENS 802系列系統(tǒng) SIEMENS 80

20、2系列系統(tǒng)包括802SSeSbase line、802CCeCbase line、802D等型號(hào)，它是西門子公司20世紀(jì)90年代末開發(fā)的集CNC、PLC于一體的經(jīng)濟(jì)型控制系統(tǒng)。近年來在國產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型、普及型數(shù)控機(jī)床上有較大量的使用。802系列數(shù)控系統(tǒng)的共同特點(diǎn)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(jī)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,802S、802C系列是西門子公司為簡易數(shù)控機(jī)床開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型系統(tǒng)，兩種系統(tǒng)的區(qū)別是：802S系列采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)

21、；802C、802D系列通常采用SIEMENS611數(shù)字式交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 802S、802C系列系統(tǒng)的CNC結(jié)構(gòu)完全相同，可以進(jìn)行3軸控制3軸聯(lián)動(dòng)；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(dòng)系統(tǒng)（如變頻器） 802S、802C系列系統(tǒng)可以配OP020獨(dú)立操作面板與MCP機(jī)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,集成內(nèi)置式PLC最大可以控制64點(diǎn)輸入與64點(diǎn)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，在功能上比802SC系統(tǒng)有了改進(jìn)與提高，

22、系統(tǒng)采用SIEMENS PCU210模塊，控制軸數(shù)為4軸4軸聯(lián)動(dòng)，可以通過611U伺服驅(qū)動(dòng)器攜帶10V主軸模擬量輸出，以驅(qū)動(dòng)帶模擬量輸入的主軸驅(qū)動(dòng)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(jìn)行編程，系統(tǒng)的開放性更強(qiáng),SIEMENS 810D840D系統(tǒng),圖：840D硬件結(jié)構(gòu)圖,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（Nume

23、rical Control Unit）模塊，處理器為PENTIUM（NCU573）或AMD K62（NCU572）或486（NCU571）系列，當(dāng)采用NCU572或573時(shí)，CNC的存儲(chǔ)容量為1GB，最大控制軸數(shù)可達(dá)31軸，10通道同時(shí)工作；采用NCU571時(shí)，控制軸數(shù)為6軸，2通道同時(shí)工作。840D的NCU與PLC都集成在這個(gè)模塊上，它是840D的核心,數(shù)控與驅(qū)動(dòng)的接口信號(hào)是數(shù)字量的 系統(tǒng)由操作面板、機(jī)床控制面板、NCU（CCU）、MMC、611伺服驅(qū)動(dòng)、I/O模塊等單元構(gòu)成（如圖所示） 人機(jī)界面MMC，操作面板OP（包括10.4inTFT顯示器與NC鍵盤）、機(jī)床操作面板MCP，一般安裝在操

24、縱臺(tái)上，它們與CCU（NCU）間通過PROFIBUS總線連接 MMC事實(shí)上是一臺(tái)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，它有獨(dú)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(yùn)行,E/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(jìn)給模塊，它由E/R電源模塊供電，受控于NCU，并帶動(dòng)主軸或進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)運(yùn)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(dú)安裝，它們與系統(tǒng)間通過S7總線與CCU或NCU連接,通過CNC與611D、S7可編程序控制器

25、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公司合作生產(chǎn)），SIEMENS 8、SIEMENS 840C等。以上系統(tǒng)多見于進(jìn)口機(jī)床，840C與840D功能相同。,SIEMENS系統(tǒng),810系列： 按功能分有810T, 810G, 810N； 按型號(hào)分有810、810、810 應(yīng)用：中、低檔功能的中、小型機(jī)床。 810型適用于車床和銑床，控制3軸，聯(lián)動(dòng)2軸； 810型適用于車床、銑床和磨床，控制4軸，聯(lián)動(dòng)3軸； 810 型適用于車床、銑床、磨床和沖壓類機(jī)床，控制5軸，聯(lián)動(dòng)3軸。 CPU：80186 系統(tǒng)分辨

26、率為lm，內(nèi)置PLC為128點(diǎn)輸人、54點(diǎn)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。,SIEMENS系統(tǒng),3型是標(biāo)準(zhǔn)16位微處理機(jī)系統(tǒng) CPU為8086,控制4軸，聯(lián)動(dòng)3軸。內(nèi)置PLC輸人、輸出各512點(diǎn)。 應(yīng)用：多種機(jī)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(jī)床。,SIEMENS系統(tǒng),850、 880型是多微機(jī)輪廓軌跡控制數(shù)控裝置，具有機(jī)器人功能。 應(yīng)用：復(fù)雜功能機(jī)床以及FMS, CIMS需要。 CPU：80386，內(nèi)置PLC輸人、輸出點(diǎn)數(shù)為1024，有256個(gè)定時(shí)器和128個(gè)計(jì)數(shù)器。

27、可連線以太網(wǎng)，具有很強(qiáng)的通信功能，可在加工的同時(shí)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。,SIEMENS系統(tǒng),840C型數(shù)控裝置是32位微處理機(jī)系統(tǒng)，具有CAD功能?？刂贫噍S，5軸聯(lián)動(dòng)。內(nèi)置PLC用戶程序存儲(chǔ)器為32KB，可擴(kuò)展到256MB。 應(yīng)用：全功能車床、銑床、加工中心以及FMS和CIMS,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(kuò)展至控制12個(gè)軸，適用于車、鏜、銑床和加工中心。,MITSUBISHI系統(tǒng),MITSUBISHI系統(tǒng)有MELDAS 300, 500, 50,

28、64, 600系列數(shù)控裝置和MELDAS-MAGIC 50, 64系列數(shù)控裝置。,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(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動(dòng)，可實(shí)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(shí)現(xiàn)雙主軸、雙刀架控制。系統(tǒng)為多視窗，實(shí)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。,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。 控制：六個(gè)伺服軸，一個(gè)主軸，四個(gè)輔助軸，實(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動(dòng)。 顯示

29、：靜態(tài)刀具路徑、動(dòng)態(tài)加工跟蹤、圖形坐標(biāo)回轉(zhuǎn)，多方位觀察。,CNC故障自診斷 故障自診斷技術(shù)是當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)一項(xiàng)十分重要的技術(shù)，它的強(qiáng)弱是評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 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、溫度、油壓、電流、速度等狀態(tài)信息，設(shè)置成數(shù)百個(gè)報(bào)警提示，診斷故障的部位和地點(diǎn)。,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(qiáng)，從原來簡單的診斷朝著多功能和智能化方向發(fā)展。其報(bào)警種類，由10種到20種，現(xiàn)在已有達(dá)到幾千種的。 當(dāng)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(zhǔn)確地查明原因并確定故障部位。因此，對(duì)維修人員來說，熟悉和運(yùn)用系

30、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。,開機(jī)（啟動(dòng)）自診斷 運(yùn)行（在線）自診斷 脫機(jī)（離線）診斷。,啟動(dòng)自診斷,定義：當(dāng)數(shù)控裝置通電后，系統(tǒng)自診斷軟件對(duì)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(jìn)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(bào)警信息或報(bào)警號(hào)，指示故障部位。當(dāng)全部診斷項(xiàng)目都正常通過后，系統(tǒng)進(jìn)人正常運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)。,啟動(dòng)自診斷,在對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行維修時(shí)，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(jí)別較高的故障報(bào)警

31、時(shí)，可以關(guān)機(jī)，重新開機(jī)，讓系統(tǒng)再進(jìn)行開機(jī)自診斷，檢查數(shù)控系統(tǒng)這些關(guān)鍵部分是否正常。,在線自診斷,定義：數(shù)控系統(tǒng)正常工作時(shí)，運(yùn)行內(nèi)部診斷程序，對(duì)系統(tǒng)裝置、伺服驅(qū)動(dòng)單元、PLC以及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進(jìn)行自動(dòng)檢測，查找并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息,在線自診斷,在線自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時(shí)，運(yùn)行內(nèi)部診斷程序，對(duì)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(jìn)行自動(dòng)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(huì)反復(fù)進(jìn)行，不會(huì)停止。,CNC系統(tǒng)的自診斷能力不僅能在CRT上顯示故障報(bào)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

32、種機(jī)床狀態(tài)信息。這些狀態(tài)信息有： a. CNC系統(tǒng)與機(jī)床之間的接口輸入輸出信號(hào)狀態(tài)； b. CNC與PLC之間輸人輸出信號(hào)狀態(tài)；,c. PLC與機(jī)床之間輸入輸出信號(hào)狀態(tài)； d. 各坐標(biāo)軸位置的偏差值；刀具距機(jī)床參考點(diǎn)的距離； e. CNC內(nèi)部各存儲(chǔ)器的狀態(tài)信息；伺服系統(tǒng)的狀態(tài)信息； f. MDI面板、機(jī)床操作面板的狀態(tài)信息等等。 充分利用CNC系統(tǒng)提供的這些狀態(tài)信息，就能迅速準(zhǔn)確地查明故障、排除故障。,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(jìn)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

33、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(bào)警狀態(tài)顯示、存儲(chǔ)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(hào)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(jī)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(bào)警號(hào)和注釋來顯示,FANUC診斷窗口,一 、控制和伺服系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)窗口,FANUC診斷窗口,二、絕對(duì)編碼器狀態(tài)窗口,FANUC診斷窗口,三、伺服系統(tǒng)的狀態(tài)窗口,FANUC系統(tǒng)的報(bào)警,FANUC系統(tǒng)的報(bào)警指示一般包括： 程序錯(cuò)誤(P/S)報(bào)警 絕對(duì)脈沖編碼器APC)故障報(bào)警 伺服系統(tǒng)故障報(bào)警 超程故障報(bào)警 可編程機(jī)床控

34、制器(PMC)故障報(bào)警 過熱故障報(bào)警 系統(tǒng)故障報(bào)警,部分報(bào)警,90號(hào)報(bào)警：返回參考點(diǎn)異常 400號(hào)報(bào)警：過載或電機(jī)過熱 401號(hào)報(bào)警：伺服放大器信號(hào)未返回 4n04n1號(hào)報(bào)警：CNC指令的位置與機(jī)床位置的偏差大于參數(shù)設(shè)定值 4n4號(hào)報(bào)警：與伺服系統(tǒng)有關(guān)的報(bào)警 4n6號(hào)報(bào)警：脈沖編碼器斷線故障 510581號(hào)報(bào)警：超程報(bào)警,SIEMENS系統(tǒng)在線自診斷,SIEMENS 數(shù)控系統(tǒng)有較強(qiáng)的自診斷功能，監(jiān)控范圍廣泛 SIEMENS系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)的故障大多是以報(bào)警號(hào)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(zhǔn)備好信號(hào)或者封鎖循環(huán)啟動(dòng)。對(duì)于加工運(yùn)行中出現(xiàn)的故障，系統(tǒng)可能會(huì)自動(dòng)停止加工

35、過程，等待處理。,SIEMENS系統(tǒng)的報(bào)警,1號(hào)：提供反映工件情況的存儲(chǔ)器的電池能量即將用完，通電更換。 3號(hào)：PLC處于停止工作的狀態(tài)，接口已被封鎖，此時(shí)機(jī)床不能工作。 6號(hào)：提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的電池能量即將用完，斷電更換。 上述報(bào)誓警在故障排除后，用電源復(fù)位或關(guān)機(jī)重新啟動(dòng)來恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行,SIEMENS系統(tǒng),1648號(hào)：串口故障。 100196號(hào)：軸報(bào)警。 20002999號(hào)：程序出錯(cuò)報(bào)警。 30003050號(hào)：同上，模擬時(shí)報(bào)警。 60006031號(hào)：有關(guān)PLC的報(bào)警信息。 70007031號(hào)：特定標(biāo)志位信息。,（三） 脫機(jī)診斷,一些早期的數(shù)控系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，往往需要停機(jī)，使用隨機(jī)的專用

36、診斷程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行脫機(jī)診斷。離線診斷時(shí)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(yùn)行診斷程序，對(duì)故障部位進(jìn)行檢測。,離線診斷部位,CPU RAM 軸控制口和I/O口 紙帶閱讀機(jī),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、摸等方法由外向內(nèi)逐一進(jìn)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(duì)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,數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法,一、故障診斷原則 先機(jī)械后電氣 機(jī)械故障易察覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障診斷難度相對(duì)較大，有些電氣故障也是由機(jī)械動(dòng)作失靈而引起 先靜后動(dòng) 不要盲目動(dòng)手，問清故

37、障發(fā)生的過程和狀態(tài)、觀察機(jī)床現(xiàn)狀、查明有關(guān)資料、分析故障原因后再動(dòng)手,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(gè)進(jìn)給軸都不動(dòng)，先檢查電源、CNC、PLC及液壓等公用部位 先簡單后復(fù)雜 當(dāng)多種故障互相交織，一時(shí)無從下手時(shí)，先解決容易的問題，可能會(huì)得到一些啟發(fā),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(shí)，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(tái)FANUC 0T數(shù)控車床Z軸回零不準(zhǔn)，常常是由于降速擋塊位置走動(dòng)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),數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法,二、故障診斷步驟 當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，一般不要關(guān)斷電源，對(duì)出現(xiàn)的信號(hào)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(bào)警號(hào)和報(bào)警提示及報(bào)警燈 如無報(bào)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