伺服系统的故障诊断与维修培训课件.ppt

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1、伺服系统的故障诊断与维修,伺服系统的故障诊断与维修,目前数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。 这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。对于不同的生产厂家来说，在设计思想上也可能各有千秋。 有的系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而有的系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。,2,伺服系统的故障诊断与维修,目前数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。2,数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大部分组成：硬件控制系统 是以微处理器为核心，采用大规模集成电

2、路芯片、可编程控制器、伺服驱动单元、伺服电机、各种输入输出设备（包括显示器、控制面板、输入输出接口等）等可见部件组成。软件控制系统 即数控软件，包括数据输入输出、插补控制、刀具补偿控制、加减速控制、位置控制、伺服控制、键盘控制、显示控制、接口控制等控制软件及各种参数、报警文本等组成。数控系统出现故障后，就要分别对软硬件进行分析、判断，定位故障并维修。 作为一个好的数控设备维修人员，就必须具备电子线路、元器件、计算机软硬件、接口技术、测量技术等方面的知识。,3,伺服系统的故障诊断与维修,数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大部分组成：3伺服系,数控系统简介,数控系统中具有代表性的主要有FAN

3、UC公司系统、SIEMENS公司系统、MITSUBISHI公司系统、A-B公司系统、FAGOR公司系统等主要介绍： FANUC系统、SIEMENS系统、MITSUBISHI系统,4,伺服系统的故障诊断与维修,数控系统简介 数控系统中具有代表性的主要有FANUC公司系,FANUC系统,FANUC数控装置F0，F10，F11，F12，F15， F16等系列，每一个系列的数控装置可提供多种可选择功能，适应于多种机床使用。结构：由大板结构转向模块化结构,5,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC系统FANUC数控装置F0，F10，F11，F12,常用数控系统简介,（一）FANUC数控系统简介FANUC公

4、司创建于1956年，1959年首先推出电液步进电机。70年代，一方面从Gettes公司引进直流伺服电机制造技术，一方面与西门子合作，学习其先进的硬件技术，1976年成功开发出5系统，后与西门子联合开发出7系统。从这时，FANUC成为世界上最大的专业数控生产厂家。FANUC公司目前生产的CNC装置有：F0、F10F11F12、F15、F16、F18。F00F100110 120150系列是在F010111215的基础上加了MMC(MultiMediaCard多媒体存储卡)功能，即CNC(Computer numerical control) )、PMC、MMC三位一体的CNC。,6,伺服系统的故

5、障诊断与维修,常用数控系统简介 （一）FANUC数控系统简介6伺服系统的故,产品特点：结构上长期采用大板结构，但在新的产品中已采用模块化结构采用专用LSI(Large-scale integration 大规模集成电路 )，以提高集成度、可靠性，减少体积和降低成本产品应用范围广。每一CNC装置上可配多种控制软件，适用于多种机床不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术SMT(Surface Mounted Technology表面贴装技术 )、多层印刷电路板、光导纤维电缆等CNC装置体积减少，采用面板装配式，内装式PMC（可编程机床控制器）,7,伺服系统的故障诊断与维修,产品特点：7伺服系统的故障

6、诊断与维修,FANUC6系统（1979年） FS6是FANUC早期代表性产品之一。在70年代末与80年代初期的数控机床得到了广泛应用。FS6与西门子6系统结构基本相同（合作产品），除伺服电动机、PLC采用西门子公司产品外，其余部分完全相同硬件采用大板结构，上面插有电源模块、存储器板等小板，CPU采用8086，该CNC系列为多微处理器控制系统，其主CPU、PMC及图形显示的CPU均为8086伺服驱动系统采用FANUC直流驱动系统，通过脉冲编码器进行位置检测，构成半闭环位置控制系统,8,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC6系统（1979年）8伺服系统的故障诊断与维修,系统一般带有独立安装的电气柜

7、，电气柜内安装了系统的主要部件（如CNC装置、伺服驱动、输入单元、电源单元）主轴驱动系统采用FANUC交流主轴驱动装置，该单元为分开安装式，一般安装在强电柜内系统软件为固定式专用软件 我国80年代进口的数控机床，均大量配套采用FS6系统，直到目前仍然有较多配套FS6的机床在使用中，这些设备大多进入故障多发期，因此，它是数控机床维修中的常见系统之一。F3 简化版（经济型）另注：Fs6F9 强化版 （1980年）,9,伺服系统的故障诊断与维修,系统一般带有独立安装的电气柜，电气柜内安装了系统的主要部件,F11系列（1984年） F11系列是FANUC公司20世纪80年代初期开发并得到广泛应用的FA

8、NUC代表性产品之一，在80年代进口的高档数控机床上广为采用，因此，它亦是维修中的常见系统之一。同系列的产品有F101112三种基本规格，其基本结构相似，性能与使用场合有所区别。F11的硬件仍然采用大板结构（主板），主CPU为68000，它也是一种多微处理器控制系统硬件尽量采用专用大规模集成电路及厚膜电路（22块），元件减少30,10,伺服系统的故障诊断与维修,F11系列（1984年）10伺服系统的故障诊断与维修,CNC系统和操作面板、I/O单元之间采用光缆连接，减少了信号线，抗干扰能力提高F11系统既可以带独立安装的电柜，也可进行分离式安装伺服驱动与主轴驱动一般采用FANUC模拟式交流伺服驱

9、动系统系统软件可固定式专用软件，最大可以控制5轴，并实现全部控制轴的联动,11,伺服系统的故障诊断与维修,CNC系统和操作面板、I/O单元之间采用光缆连接，减少了信,F0系统（1985年） F0系列是FANUC公司20世纪80年代中后期开发的产品，是FANUC代表性产品之一。是中国市场上销售量最大的一种系统（F0C系列，F0D系列），产品目标是体积小、价格低，其中F0MC/TC是其代表性产品，F0MD和F0TD为F0MA和F0TA的简化版（经济型）。硬件结构采用了传统的结构方式，即在主板上插有存储器板、I/O板、轴控制模块以及电源单元。其主板较其他系列主板要小得多，因此，在结构上显得较紧凑，体

10、积小F0系列为多微处理器CNC系统，F0A系列主CPU为80186，F0B系列的主CPU为80286， F0C系列的主CPU为80386.内置可编程控制器（PLC）的CPU为8086,12,伺服系统的故障诊断与维修,F0系统（1985年）12伺服系统的故障诊断与维修,F0可以配套使用FANUC S系列、系列、C系列、系列等数字式交流伺服驱动系统，无漂移影响，可以实现高速、高精控制采用了高性能的固定软件与菜单操作的软功能面板，可以进行简单的人机对话式编程具有多种自诊断功能，以便于维修F0i系统采用总线技术，增加了网络功能，并采用了“闪存”（FLASH ROM）。系统可以通过Remote buff

11、er接口与PC相连，由PC机控制加工，实现信息传递，系统间也可以通过I/O Link总线进行相连F0 Mate是F0系列的派生产品，与F0相比是结构更为紧凑的经济型CNC装置,13,伺服系统的故障诊断与维修,F0可以配套使用FANUC S系列、系列、C系列、系,FANUC151618系统 F15161816i18i系列系统有F151618、F15i16i18i及FS150160180、F160i180i等型号，该系列系统是专门为工厂自动化设计的数控系统，是目前国际上工艺与性能最先进的数控系统之一，在美国、日本、欧洲的制造业中已普遍使用。系统的硬件与微电子技术发展同步，采用了超大规模集成芯片，C

12、PU可以是80486或PENTIUM系列处理器，带64位RISC芯片等,14,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC151618系统14伺服系统的故障诊断与维修,系统元器件采用了立体化、高密度的安装方式（FANUC公司的专利技术），除主板外，印刷电路板均按物理功能分成小模块，根据用户的要求和系统的规模，分别插在主板上，系统扩展容易，维修方便，体积小F15采用了模块式多主总线（FANUC BUS）结构，多CPU控制系统，、主CPU采用了68020，还采用了一个子CPU，在PMC、轴控制、图形控制、通信及自动编程中也都有各自的CPU系统采用8.4in或9.5in TFT（Thin Film Tran

13、sistor 薄膜晶体管）彩色液晶显示器,15,伺服系统的故障诊断与维修,系统元器件采用了立体化、高密度的安装方式（FANUC公司的,系统可配套i系列数字式交流伺服系统，主轴控制可采用i系列主轴驱动系统F151618系列系统既可单机运行，也可通过Remote buffer接口与个人计算机相连，由计算机控制加工，实现信息传递。通过I/O link（串行口）接口还可以连接多种外围设备。另外经DNC1或DNC2接口，可与Cell Controller或以太网连接，由上位机进行控制，实现车间的自动化,16,伺服系统的故障诊断与维修,系统可配套i系列数字式交流伺服系统，主轴控制可采用,F1618系统的总

14、体结构图,17,伺服系统的故障诊断与维修,F1618系统的总体结构图 CNCI/O单元强电回路传感器,FANUC30i-MODEL A,日本FANUC最新的高档控制器，是当前配置最高的数控系统。特点：1.最大控制系统为10个系统（通道）；2.最多轴数和 最大主轴配置为40轴，其中进给轴32轴，主轴为8轴；最大同时控制轴数为24轴/系统；3.最大PMC系统数为3个系统；最大I/O点数为4096点/ 4096点，PMC基本指令速度为25ns。4.最大可预读程序段为1000段。,18,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC30i-MODEL A 日本FA,FANUC系统,F0系列数控装置是多微处理器系

15、统F0A系列主CPU：80186；F0B系列主CPU：80286；F0C系列主CPU：80386；内置可编程控制器(PMC) CPU：8086。F0系列数控装置适用中、小型数控机床。,19,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC系统F0系列数控装置是多微处理器系统19伺服系统的,FANUC系统,F10, F 11, F12系列有M， T，TT等型号M型：用于加工中心、铣床、镗床；T型：用于车床；TT型：用于双刀架车床。 F10, F11系列的主板采用大板结构，其他板和模块采用了小板，均插在主板上。F12系列所有电路板分别安装在两个底板上。F10, F 11，F12系列为多处理器系统，主板GPU和

16、PMG的CPU是6800。,20,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC系统F10, F 11, F12系列有M， T，T,FANUC系统,F15系列是32位人工智能型(AI)数控装置结构：模块化多主控(FANUCBUS )总线；主CPU为68020，在PMC,轴控制、图形控制、通信、自动编程功能中都有各自的CPUF15系列可构成215轴系统，适用于大型机床、多系统和多轴控制,21,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC系统F15系列是32位人工智能型(AI)数控装置2,FANUC系统,F16系列的功能位于F15系列和F0系列之间结构：多主控总线，它在采用的32位CISC (Complex Ins

17、truction Set Computer)处理器上增加了32位RISC (Reduced Instruction Set computer)高速处理器，用于高速运算处理。,22,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC系统F16系列的功能位于F15系列和F0系列之间2,FANUC系统,F18系列是在F16系列之后推出的32位数控装置，功能位于F15系列和F0系列之间，但低于F16系列。特点：可进行四轴伺服和两轴主轴控制。,23,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC系统F18系列是在F16系列之后推出的32位数控装,SIEMENS系统,SIEMENS数控装置有SINUMERIK 3, 8, 810

18、， 820，550，880， 805，840等系列数控装置，每个系列都有适用于不同加工类型的机床数控装置。结构：SIEMENS数控装置采用模块化结构，具有接口诊断功能和数据通信功能,24,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS系统SIEMENS数控装置有SINUMERIK,（二）SIEMENS数控系统简介SIEMENS公司是生产数控系统的著名厂家，SINUMERIK的CNC数控装置主要有：SINUMERIK 38810820850805840系列等。,25,伺服系统的故障诊断与维修,（二）SIEMENS数控系统简介25伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS 810820系统 SIEMENS

19、 810820是西门子公司20世纪80年代中期开发的CNC、PLC一体型控制系统，它适合于普通车、铣、磨床的控制，系统结构简单、体积小、可靠性高，在80年代末、90年代初的数控机床厂上使用较广。 810与820的区别仅在于显示器，810为9in单色显示，系统电源为24V；820为12in单色或彩色显示，系统电源为交流220V，其余硬件、软件部分完全一致,26,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS 810820系统26伺服系统的故障诊断与维,810820最大可控制6轴（其中允许有2个作为主轴控制），3轴联动系统由电源、显示器、CPU板、存储器（MEMEPROMRAM）板、I/O板、接口板、显

20、示控制板、位控板、机箱等硬件组成。硬件采用了较多LSI和专用集成电路主CPU采用80186PLC最大128点输入64点输出，用户程序容量12KB，PLC采用STEP5语言编程,27,伺服系统的故障诊断与维修,810820最大可控制6轴（其中允许有2个作为主轴控制）,SIEMENS 3系统 SIEMENS 3系统是西门子公司80年代初期开发出来的中档全功能数控系统，是西门子公司销售量最大的系统，是20世纪80年代欧洲的典型系统。采用模块化结构，由CPU模块，NC存储器模块，操作面板接口，NCPC连接模块，伺服测量回路、，PLC编程接口，逻辑模块，扩展设备接口，PLC存储器及各种I/O等17个模块

21、组成3系统的机柜因配置、类别、型号的不同，可以分为单框架、单PLC双框架、双PLC双框架结构,28,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS 3系统28伺服系统的故障诊断与维修,采用INTEL 8086CPU的轮廓轨迹控制CNC系统，系统可控制4轴，任意3轴联动PLC采用SIMATIC S5的PLC130B，输入输出点各512点采用12in彩色显示器或9in单色显示器,29,伺服系统的故障诊断与维修,采用INTEL 8086CPU的轮廓轨迹控制CNC系统，系,SIEMENS 850880 850880是西门子80年代末期开发的机床及柔性制造系统，具有机器人功能。适合高功能复杂机床FMS、CIM

22、S的需要。是一种多CPU轮廓控制的CNC系统。1986年西门子公司采用数控3系统电路板标准（230mm高），NCPLC双口RAM耦合方式，INTEL 80186CPU芯片，生产出850系统，它的PLC还是沿用130WB或150U1988年针对850系统的缺陷，又推出全80186的数控880GA1型系统，后推出主CPU采用80386的880GA2型系统,30,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS 85088030伺服系统的故障诊断与维修,850880系统的基本结构一般都由操作面板、主机箱、机床控制面板3大部分组成，采用两个机架支撑两列中央控制器，中央控制器包括NCCPU、SVCPU（伺服CP

23、U）、COMCPU（通信CPU）、PLCCPU及插入式扩展模块。插入式扩展模块有：测量回路模块、存储器模块、NCCPU 24、SVCPU 24、PLC输入输出板及扩展单元和接口单元面板带有12英寸彩色显示器、全功能键盘及两个串口用户程序存储器RAM容量为128KB，EPROM容量为128KB，用户数据存储器RANM容量为48KB，I/O点最大为1024，计时器256，计数器128个采用SINNEC HI总成连接方式的计算机联网,31,伺服系统的故障诊断与维修,850880系统的基本结构一般都由操作面板、主机箱、机床,SIEMENS 802系列系统SIEMENS 802系列系统包括802SSeS

24、base line、802CCeCbase line、802D等型号，它是西门子公司20世纪90年代末开发的集CNC、PLC于一体的经济型控制系统。近年来在国产经济型、普及型数控机床上有较大量的使用。802系列数控系统的共同特点是结构简单、体积小、可靠性较高。SINUMERIK 802D Solution Line(sl) 全球首展（ 2005国际机床展） ，其CNC，PLC和HMI都集成在同一控制单元中。与SINAMICS S120新一代技术相结合,32,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS 802系列系统32伺服系统的故障诊断与维修,802S、802C系列是西门子公司为简易数控机床开发

25、的经济型系统，两种系统的区别是：802S系列采用步进电动机驱动；802C、802D系列通常采用SIEMENS611数字式交流伺服驱动系统802S、802C系列系统的CNC结构完全相同，可以进行3轴控制3轴联动；系统带有10V 的主轴模拟量输出接口，可以配具有模拟量输入功能的主轴驱动系统（如变频器）802S、802C系列系统可以配OP020独立操作面板与MCP机床操作面板，显示器为7in或5.7 in单色液晶显示器（802S，802C）；802D采用了10.4in彩色液晶显示器,33,伺服系统的故障诊断与维修,802S、802C系列是西门子公司为简易数控机床开发的经济,集成内置式PLC最大可以控

26、制64点输入与64点输出，PLC的I/O模块与ECU间通过总线连接802D与802S、802C有较大的不同，在功能上比802SC系统有了改进与提高，系统采用SIEMENS PCU210模块，控制轴数为4轴4轴联动，可以通过611U伺服驱动器携带10V主轴模拟量输出，以驱动带模拟量输入的主轴驱动系统802D除保留了SIEMENS传统的编程功能外，一是增加了PLC程序“梯形图”显示功能，方便维修；二是可以使用非SIEMENS代码指令进行编程，系统的开放性更强,34,伺服系统的故障诊断与维修,集成内置式PLC最大可以控制64点输入与64点输出，PLC,SIEMENS 810D840D系统,图：840

27、D硬件结构图,35,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS 810D840D系统 图：,SIEMENS 810D840D的系统结构相似，但在性能上有较大的差别。 810D采用SIEMENS CCU（Compact Control Unit） 模块，最大控制轴数为6轴840D采用SIEMENS NCU（Numerical Control Unit）模块，处理器为PENTIUM（NCU573）或AMD K62（NCU572）或486（NCU571）系列，当采用NCU572或573时，CNC的存储容量为1GB，最大控制轴数可达31轴，10通道同时工作；采用NCU571时，控制轴数为6轴，2通道同时

28、工作。840D的NCU与PLC都集成在这个模块上，它是840D的核心,36,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS 810D840D的系,数控与驱动的接口信号是数字量的系统由操作面板、机床控制面板、NCU（CCU）、MMC、611伺服驱动、I/O模块等单元构成（如图所示）人机界面MMC，操作面板OP（包括10.4inTFT显示器与NC键盘）、机床操作面板MCP，一般安装在操纵台上，它们与CCU（NCU）间通过PROFIBUS总线连接MMC事实上是一台独立的计算机，它有独立的PENTIUM CPU、硬盘、软驱、TFT显示器、NC键盘，可以在WINDOWS环境下运行,37,伺服系统的故障诊断与维

29、修,数控与驱动的接口信号是数字量的37伺服系统的故障诊断与维修,E/R电源模块，它向NCU提供24V工作电源，也向611D提供600V直流母线电压611D主轴与进给模块，它由E/R电源模块供电，受控于NCU，并带动主轴或进给轴电动机运转IM361是PLC输入输出接口模块，与S7300兼容的PLC使用与S7300相同的软件与硬件，PLC的电源模块、接口模块、I/O模块单独安装，它们与系统间通过S7总线与CCU或NCU连接,38,伺服系统的故障诊断与维修,E/R电源模块，它向NCU提供24V工作电源，也向611D,通过CNC与611D、S7可编程序控制器的组 合，可以构成满足不同要求的全数字控制系

30、统 除以上典型系统外，SIEMENS公司还有早期生产的SIEMENS 6系统（与FANUC公司合作生产），SIEMENS 8、SIEMENS 840C等。以上系统多见于进口机床，840C与840D功能相同。,39,伺服系统的故障诊断与维修,通过CNC与611D、S7可编程序控制器的组 合，可以构,SIEMENS系统,810系列：按功能分有810T, 810G, 810N；按型号分有810、810、810应用：中、低档功能的中、小型机床。810型适用于车床和铣床，控制3轴，联动2轴；810型适用于车床、铣床和磨床，控制4轴，联动3轴；810 型适用于车床、铣床、磨床和冲压类机床，控制5轴，联动3

31、轴。CPU：80186系统分辨率为lm，内置PLC为128点输人、54点输出。系统具有轮廓监控、主轴监控和接口诊断等功能。,40,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS系统810系列：40伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS系统,3型是标准16位微处理机系统CPU为8086,控制4轴，联动3轴。内置PLC输人、输出各512点。应用：多种机床，3T型用于车床和车削加工中心，3TT型用于双刀架车床及双主轴车床；3M型用于钻床、镗床、铣床或加工中心；3G型用于磨床，3N型用于冲压类机床。,41,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS系统3型是标准16位微处理机系统41伺服系统的,SIEMEN

32、S系统,850、 880型是多微机轮廓轨迹控制数控装置，具有机器人功能。应用：复杂功能机床以及FMS, CIMS需要。CPU：80386，内置PLC输人、输出点数为1024，有256个定时器和128个计数器。可连线以太网，具有很强的通信功能，可在加工的同时与柔性制造系统交换信息。880型数控装置可控制24轴，比850型数控装置控制多一倍。,42,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS系统850、 880型是多微机轮廓轨迹控制数控,SIEMENS系统,840C型数控装置是32位微处理机系统，具有CAD功能。控制多轴，5轴联动。内置PLC用户程序存储器为32KB，可扩展到256MB。应用：全功能

33、车床、铣床、加工中心以及FMS和CIMS,43,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS系统840C型数控装置是32位微处理机系统，具,SIEMENS系统,8型数控装置是用于柔性制造的控制系统，它采用多微处理器CPU：都为8086该数控装置可扩展至控制12个轴，适用于车、镗、铣床和加工中心。,44,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS系统8型数控装置是用于柔性制造的控制系统，它采,MITSUBISHI系统,MITSUBISHI系统有MELDAS 300, 500, 50, 64, 600系列数控装置和MELDAS-MAGIC 50, 64系列数控装置。,45,伺服系统的故障诊断与维修,MI

34、TSUBISHI系统MITSUBISHI系统有MELDA,MITSUBISHI系统,MELDAS 50系列采用32位RISC处理器，系统采用总线连接方式。内置PLC可在显示器上直接开发PLC程序。MELDAS 50系列数控装置实现四轴联动，可实现双系统控制。应用：作为数控车床系统使用，可实现双主轴、双刀架控制。系统为多视窗，实现多画面监控，还具有示波器功能，可显示伺服特性曲线。,46,伺服系统的故障诊断与维修,MITSUBISHI系统MELDAS 50系列采用32位RI,MITSUBISHI系统,MITSUBISHI 64系列数控装置采用64位CPU，总线连接方式，内置PLC使用专用的高集成芯

35、片。控制：六个伺服轴，一个主轴，四个辅助轴，实现四轴联动。显示：静态刀具路径、动态加工跟踪、图形坐标回转，多方位观察。,47,伺服系统的故障诊断与维修,MITSUBISHI系统MITSUBISHI 64系列数控装,CNC故障自诊断 故障自诊断技术是当今数控系统一项十分重要的技术，它的强弱是评价系统性能的一项重要指标。 大型的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，设置成数百个报警提示，诊断故障的部位和地点。,48,伺服系统的故障诊断与维修,CNC故障自诊断48伺服系统的故障诊断与维修,随着微处理器技术的快速发展，数控系统的自诊断能

36、力越来越强，从原来简单的诊断朝着多功能和智能化方向发展。其报警种类，由10种到20种，现在已有达到几千种的。 当数控系统一旦发生故障，借助系统的自诊断功能，往往可以迅速、准确地查明原因并确定故障部位。因此，对维修人员来说，熟悉和运用系统的自诊断功能是十分重要的。 常用的自诊断方法归纳起来一般可分三种。,49,伺服系统的故障诊断与维修,随着微处理器技术的快速发展，数控系统的自诊断能,开机（启动）自诊断运行（在线）自诊断脱机（离线）诊断。,50,伺服系统的故障诊断与维修,开机（启动）自诊断50伺服系统的故障诊断与维修,启动自诊断,定义：当数控装置通电后，系统自诊断软件对数控装置中关键的硬件和控制软

37、件，如CPU, RAM, ROM等芯片，MDI, CRT, I/0等模块、系统软件、监控软件等逐一进行检测，并将检测结果在显示器上显示出来。如果检测通不过，即在显示器上显示报警信息或报警号，指示故障部位。当全部诊断项目都正常通过后，系统进人正常运行准备状态。,51,伺服系统的故障诊断与维修,启动自诊断定义：当数控装置通电后，系统自诊断软件对数控装置中,启动自诊断,在对数控系统进行维修时，维修人员应了解该系统的自诊断能力，所能检查的内容及范围，做到心中有数。在遇到级别较高的故障报警时，可以关机，重新开机，让系统再进行开机自诊断，检查数控系统这些关键部分是否正常。,52,伺服系统的故障诊断与维修,

38、启动自诊断 在对数控系统进行维修时，维修人员应了,在线自诊断,定义：数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统装置、伺服驱动单元、PLC以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动检测，查找并显示有关状态信息和故障信息,53,伺服系统的故障诊断与维修,在线自诊断定义：数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统,在线自诊断,在线自诊断是数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、 PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障信息。只要数控系统不断电，这种自诊断会反复进行，不会停止。,54,伺服系统的故障诊断与维修,在线自诊断 在线自诊断是

39、数控系统正常工作时，运行,CNC系统的自诊断能力不仅能在CRT上显示故障报警信息，而且还能以多页的“诊断地址”和“诊断数据”的形式为用户提供各种机床状态信息。这些状态信息有： a. CNC系统与机床之间的接口输入输出信号状态； b. CNC与PLC之间输人输出信号状态；,55,伺服系统的故障诊断与维修,CNC系统的自诊断能力不仅能在CRT上显示故障报,c. PLC与机床之间输入输出信号状态； d. 各坐标轴位置的偏差值；刀具距机床参考点的距离； e. CNC内部各存储器的状态信息；伺服系统的状态信息； f. MDI面板、机床操作面板的状态信息等等。 充分利用CNC系统提供的这些状态信息，就能迅

40、速准确地查明故障、排除故障。,56,伺服系统的故障诊断与维修,c. PLC与机床之间输入输出信号状态；56伺服系统,FANUC系统在线自诊断,FANUC系统的在线自诊断一般分为状态显示和故障信息显示。状态显示内容常以二进制的0或1表示，上千条的状态显示内容主要分为接口显示和内部状态显示。内部状态显示主要包括由外部因素造成不执行指令的状态显示复位状态显示、TH报警状态显示、存储器内容异常状态显示、位置偏差量的显不、伺服控制信号显示、旋转变压器或同步感应器的检测结果显示等。接口显示主要用于分析故障是处在系统内部、PLC侧还是机床侧; 故障信息显示的内容有数百条，它们大都是以报警号和注释来显示,57

41、,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC系统在线自诊断FANUC系统的在线自诊断一般分为状,FANUC诊断窗口,一 、控制和伺服系统的自动运行状态窗口,58,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC诊断窗口一 、控制和伺服系统的自动运行状态窗口58,FANUC诊断窗口,二、绝对编码器状态窗口,59,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC诊断窗口二、绝对编码器状态窗口59伺服系统的故障诊,FANUC诊断窗口,三、伺服系统的状态窗口,60,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC诊断窗口三、伺服系统的状态窗口60伺服系统的故障诊,FANUC系统的报警,FANUC系统的报警指示一般包括：程序错误(P/S)报警绝

42、对脉冲编码器APC)故障报警伺服系统故障报警超程故障报警可编程机床控制器(PMC)故障报警过热故障报警系统故障报警,61,伺服系统的故障诊断与维修,FANUC系统的报警 FANUC系统的报警指示一般包括：61,部分报警,90号报警：返回参考点异常400号报警：过载或电机过热401号报警：伺服放大器信号未返回4n04n1号报警：CNC指令的位置与机床位置的偏差大于参数设定值4n4号报警：与伺服系统有关的报警4n6号报警：脉冲编码器断线故障510581号报警：超程报警,62,伺服系统的故障诊断与维修,部分报警90号报警：返回参考点异常62伺服系统的故障诊断与维,SIEMENS系统在线自诊断,SIE

43、MENS 数控系统有较强的自诊断功能，监控范围广泛SIEMENS系统对监控中发现的故障大多是以报警号和文字显示的方式给予提示，系统根据故障类型决定是否撤销CNC的准备好信号或者封锁循环启动。对于加工运行中出现的故障，系统可能会自动停止加工过程，等待处理。,63,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS系统在线自诊断SIEMENS 数控系统有较强的,SIEMENS系统的报警,1号：提供反映工件情况的存储器的电池能量即将用完，通电更换。3号：PLC处于停止工作的状态，接口已被封锁，此时机床不能工作。6号：提供数据存储器的电池能量即将用完，断电更换。上述报誓警在故障排除后，用电源复位或关机重新启动来

44、恢复系统运行,64,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS系统的报警1号：提供反映工件情况的存储器的电池,SIEMENS系统,1648号：串口故障。100196号：轴报警。20002999号：程序出错报警。30003050号：同上，模拟时报警。60006031号：有关PLC的报警信息。70007031号：特定标志位信息。,65,伺服系统的故障诊断与维修,SIEMENS系统1648号：串口故障。65伺服系统的故障,（三） 脱机诊断,一些早期的数控系统，当系统出现故障时，往往需要停机，使用随机的专用诊断程序对系统进行脱机诊断。离线诊断时将纸带上的诊断程序读人数控装置的RAM中，由数控系统运行诊断

45、程序，对故障部位进行检测。,66,伺服系统的故障诊断与维修,（三） 脱机诊断 一些早期的数控系统，当系统出现,离线诊断部位,CPURAM轴控制口和I/O口纸带阅读机,67,伺服系统的故障诊断与维修,离线诊断部位CPU67伺服系统的故障诊断与维修,数控系统故障诊断方法,一、故障诊断原则先外部后内部 发生故障后，采用望、听、嗅、问、摸等方法由外向内逐一进行检查（各类开关、连接件、传感器接触不良、温度、湿度、油雾和粉尘对元件及电路板的污染和侵蚀等） 重视和检查这些部位可迅速排除较多故障,68,伺服系统的故障诊断与维修,数控系统故障诊断方法一、故障诊断原则68伺服系统的故障诊断与,数控系统故障诊断方法

46、,一、故障诊断原则先机械后电气 机械故障易察觉，而数控系统故障诊断难度相对较大，有些电气故障也是由机械动作失灵而引起先静后动 不要盲目动手，问清故障发生的过程和状态、观察机床现状、查明有关资料、分析故障原因后再动手,69,伺服系统的故障诊断与维修,数控系统故障诊断方法一、故障诊断原则69伺服系统的故障诊断与,数控系统故障诊断方法,一、故障诊断原则先公用后专用 公用性的问题往往影响全局，若几个进给轴都不动，先检查电源、CNC、PLC及液压等公用部位先简单后复杂 当多种故障互相交织，一时无从下手时，先解决容易的问题，可能会得到一些启发,70,伺服系统的故障诊断与维修,数控系统故障诊断方法一、故障诊

47、断原则70伺服系统的故障诊断与,数控系统故障诊断方法,一、故障诊断原则先一般后特殊 在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，然后再分析很少发生的特殊原因 例：一台FANUC 0T数控车床Z轴回零不准，常常是由于降速挡块位置走动所造成。一旦出现这一故障，应先检查挡块，再检查编码器、位置控制等环节,71,伺服系统的故障诊断与维修,数控系统故障诊断方法一、故障诊断原则71伺服系统的故障诊断与,数控系统故障诊断方法,二、故障诊断步骤 当数控机床发生故障时，一般不要关断电源，对出现的信号和现象作好记录. 1.尤其注意以下的故障信息：CRT显示的报警号和报警提示及报警灯如无报警，了解系统处于何种工作状

48、态？系统的工作方式诊断结果当前程序段、执行何种指令和何种操作,72,伺服系统的故障诊断与维修,数控系统故障诊断方法二、故障诊断步骤72伺服系统的故障诊断与,数控系统故障诊断方法,一、故障诊断步骤故障发生在何种速度下？轴处于什么位置、与指令值的误差量有多大？以前是否发生过类似故障？现场有否现象？故障是否重复发生？有无其它偶然因数，突然停电、电源电压波动较大、打雷、某部位进水和外部干扰等,73,伺服系统的故障诊断与维修,数控系统故障诊断方法一、故障诊断步骤73伺服系统的故障诊断与,数控系统故障诊断方法,一、故障诊断步骤2.步骤详细了解故障情况 了解、观察、检测分析故障原因 根据故障现象罗列故障原因

49、、分析、确定查找方向和手段、缩小范围由表及里进行故障源查找 从易到难、从外围到内部,74,伺服系统的故障诊断与维修,数控系统故障诊断方法一、故障诊断步骤74伺服系统的故障诊断与,数控机床回参考点的故障诊断,数控机床接通电源首先要做回零操作能否正确回参考点影响零件的加工质量各种补偿的基准回参考点方式方式1,75,伺服系统的故障诊断与维修,数控机床回参考点的故障诊断数控机床接通电源首先要做回零操作7,数控机床回参考点的故障诊断,回参考点方式方式2,76,伺服系统的故障诊断与维修,数控机床回参考点的故障诊断回参考点方式76伺服系统的故障诊断,数控机床回参考点的故障诊断,回参考点方式方式3,77,伺服

50、系统的故障诊断与维修,数控机床回参考点的故障诊断回参考点方式77伺服系统的故障诊断,数控机床回参考点的故障诊断,回参考点方式方式4,78,伺服系统的故障诊断与维修,数控机床回参考点的故障诊断回参考点方式78伺服系统的故障诊断,数控机床回参考点的故障诊断,回参考点的故障诊断 故障类型1：找不到参考点 主要是回参考点减速开关产生的信号或零标志信号失效。诊断时，先搞清方式，再对照故障现象，先内后外和信号追踪法查找故障部位。 外机床外部的挡块和开关，查PLC或接口状态 内零标志，示波器查信号,79,伺服系统的故障诊断与维修,数控机床回参考点的故障诊断回参考点的故障诊断79伺服系统的故,伺服系统的故障诊