1、国家职业资格培训教材国家职业资格培训教材编审委员会 编夏燕兰 主编依据依据劳动和社会保障部劳动和社会保障部 制定的制定的国家职业标准国家职业标准要求编写要求编写 了解系统的组成及构成画面，熟悉系统维修用屏幕界面、系统参数设置及输入/输出方法，掌握系统主要元器件的更换及各种参数设定的方法，了解常见的干扰源及抗干扰措施。2022-5-203图3-1FANUC 0i数控系统的配置(1)控制单元(CNC)CNC是整个控制系统的核心，2022-5-204主要用来对各坐标轴进行插补控制，输出主轴转速给定值，以及进行主轴定位控制。(2)可编程序机床程序控制器(PMC)PMC可用LADDER(梯形图)语言将机
2、床的控制顺序编入程序，使机床侧的强电电路简单化。(3)控制电动机放大器伺服放大器的作用是：根据CNC输出的速度给定值，控制各坐标轴电动机及主轴电动机的转速，实现机床坐标轴运动；保证伺服速度环有良好的动、静态特性，从而实现正确定位，加速、减速及稳速控制。2022-5-205(4)LCD/MDILCD/MDI单元用于显示及手动数据输入，如各坐标轴当前位置的显示，程序的显示及输入，机床参数的设定及显示，刀具数据、工件坐标系数据的设定及显示，报警显示等。(5)I/O装置I/O装置即输入/输出装置。(6)操作面板操作面板与机床厂提供的控制面板都是为了保证人-机之间的正常状态控制和信息交换，以及实现机床的
3、辅助动作而设置的机床专用操作及显示装置。2022-5-2061)按键，显示参数等画面。2)按系统软键，显示系统构成画面。3)系统构成画面中有3种构成(印制电路板的构成、软键的构成及模块的构成)，用和键选择。2022-5-207图3-2印制电路板构成的显示画面2022-5-208图3-3电源接通时位置显示界面2022-5-209图3-4插槽状态显示2022-5-2010(1)报警屏幕界面当出现报警时就会显示报警屏幕界面，如图3-5所示。1.报警显示屏幕说明2022-5-2011图3-5报警屏幕界面(2)报警状态界面在有些情况下屏幕上不出现报警界2022-5-2012面，作为另一种显示报警的方法，
4、在任何屏幕界面的状态显示部位(屏幕底部)显示提示字符“ALM”。图3-6报警状态界面2022-5-20131)按功能键。2)按选择软键ALARM，随即可以显示图3-5所示的报警界面。(1)No.000255P/S参数错误报警。(2)No.300349绝对脉冲编码器(APC)报警。(3)No.350399串行脉冲编码器(SPC)报警。(4)No.400499伺服报警。(5)No.500599超程报警。(6)No.700749过热报警。(7)No.750799主轴报警。2.报警代码分类2022-5-2014(8)No.900999系统报警。(9)No.5000以上P/S程序错误报警。4.报警履历显
5、示3.报警的复位2022-5-2015图3-7报警履历显示界面1)按功能键显示信息界面。2022-5-20162)按软键，显示报警历史画面。3)用翻页键(或) 进行换页，查看所需的信息。1)按OPRT软键。2)按软键DELETE，清除报警履历。5.清除报警履历2022-5-20171)按功能键，打开系统界面。2)在系统界面上按选择软键DGNOS(诊断)。3)诊断屏幕有多页，检索所需页面的操作方法有两种： 通过翻页键或逐一打开诊断页面。图3-8所示为自诊断屏幕界面。 通过软键查询。步骤是：首先由键盘键入需要显示的诊断号，然后按IN SRCH软键。例如，查询003号诊断号时，自诊断屏幕界面如图3-
6、8所示。2022-5-2018图3-8自诊断屏幕界面2022-5-2019图3-9CNC当前状态在屏幕上的显示位置(1)方式选择状态2022-5-2020(2)自动运转状态(3)自动运转状态(4)辅助功能状态(5)紧急停止或复位状态(6)报警状态(7)时间显示(8)程序编辑状态/运转中状态2022-5-20211)检测倍乘比的设定。2)指令倍乘比的设定。3)最大切削进给速度的设定。4)快速移动(G00)速度的设定。5)手动进给速度的设定。6)位置增益的设定。7)速度增益的设定。8)积分时间常数的设定。9)到位定位范围的设定。10)最大跟随误差的设定。1.伺服控制参数2022-5-202211)
7、加、减速时间常数的设定。12)返回机床参考点的速度和方向的设定。1)分段无级调速各挡最高主轴转速的设定。2)换挡时主轴转动的方式、大小及方向的设定。3)主轴编码器每转脉冲数的设定。4)恒转速控制时最低主轴转速的设定。5)主轴最高转速的设定。6)主轴准停时的速度与方向的设定。7)准停时主轴控制增益的设定。8)主轴准停的定位范围的设定。2.主轴控制参数2022-5-20239)当执行S功能时，CNC 送给PLC的S代码的设定。1)参考点相对机床零点坐标值的设定。2)各坐标轴存储行程极限的设定。3)坐标系零点偏值的设定。1)刀具的长度、半径以及磨损量的设定。2)各轴反向间隙补偿值的设定。3)各轴螺距
8、误差补偿的设定。5.通信参数4.补偿参数3.机床行程与坐标参数1)RS232C串行通信波特率、数据位、停止位、奇偶校验位的设定。2)形成网络时CNC占用的网络地址及其他网络参数的设定。2022-5-20241)NO.1001#0：设定直线轴的最小移动单位制式。2)NO.1002#0：手动运转时，同时控制的轴数。3)No.1002#2：是否使用参考点偏移功能。4)No.1004#1：设定最小输入单位和最小指令增量。5)No.1006#3：设定各轴移动量的指定是直径指定还是半径指定。6)No.1006#5：返回参考点方向及电源接通时反向间隙初始方向。7)No.1020：各轴的程序轴。1.有关控制轴
9、/设定单位的参数2022-5-2025表3-1各控制轴的程序名称8)No.1022：各轴在基本坐标系中的设定。表3-2各轴在基本坐标系中的设定值及其意义9)No.1023：各轴的伺服轴号。2022-5-20261)No.1221No.1226：设定工件坐标系16(G54G59)的工件原点偏移量。2)No.1240No.1243：各轴第14参考点的机床坐标系上的坐标值。3.有关行程极限参数1)No.1300#6：通电以后，在手动返回参考点以前，是否进行存储行程极限的检查。2)No.1300#7：指令值超过了存储行程极限时报警。3)No.1320：各轴存储行程极限的“+”方向坐标值。4)No.13
10、21：各轴存储行程极限的“-”方向坐标值。2.有关坐标系的参数2022-5-20271)No.14024：设定手动进给或增量进给是执行每分进给还是执行每转进给。2)No.1410：设定JOG进给速度倍率100%时的空运转速度。3)No.1421：设定每个轴的快速进给倍率的F0速度。4)No.1423：各轴手动进给速度(JOG进给速度)。5)No.1424：设定每个轴在快速进给速率为100%时的手动快速进给速度。6)No.1425：设定每个轴返回参考点减速后的速度(FL速度)。4.有关进给速度的参数2022-5-20287)No.1430：设定各轴允许的最大切削进给速度。1)No.16100：切
11、削进给(含空运转进给)的加减速形式。2)No.16104：手动进给(JOG进给)的加减速形式。3)No.1620：每个轴的快速进给的直线形加减速时间常数。4)No.1622：设定每个轴切削进给的指数函数型加减速/直线形加减速的时间常数。5)No.1624：设定每个轴手动进给的指数函数形加减速/直线型加减速的时间常数。5.有关加、减速控制的参数2022-5-20291)No.1800#1：位置控制准备信号PRDY接通以前，接通了速度控制准备信号VRDY时，伺服是否报警。2)No.1815#4：设定使用绝对位置检测器时，机械位置与绝对位置检测器的位置是否一致。3)No.1815#5：设置位置检测器
12、是否使用绝对位置检测器。4)No.1825：设定各轴位置控制环增益。5)No.1826：设定各轴的到位宽度。6)No.1828：设定各轴移动中的位置偏差极限值。7)No.1829：设定各轴停止中的位置偏差极限值。6.有关伺服的参数2022-5-20308)No.1850：设定各轴栅格偏移量或参考点偏移量。9)No.1851：设定各轴的间隙补偿量。1)No.30030：互锁信号是否有效。2)No.30032：各轴互锁信号是否有效。3)No.30033：各轴方向互锁信号是否有效。4)No.30034：当参数No.30033设为0时，各轴方向互锁信号是否有效。5)No.30035：设定手动返回参考点
13、的减速信号是低电平有效还是高电平有效。6)No.30045：超程信号检查与否。7.有关DI/DO的参数2022-5-20311)No.31023：选择CRT的显示语言，如果没有设定选项则为英语显示。2)No.31050：CRT的现在位置显示画面和程序检查画面是否显示实际速度。3)No.31052：在CRT画面上是否显示主轴实际转速及T代码。4)No.31110：在CRT上是否显示伺服设定画面。5)No.31111：在CRT上是否显示主轴调整画面。6)No.32037：用复位操作，是否清除在MDI方式编制的程序。8.关于CRT/MDI及EDIT的参数2022-5-20327)No.32907：存
14、储器保护键。1)No.3620：设定各轴对应于参考点的螺距误差补偿点的号码。2)No.3621：设定各轴负方向最远一端的螺距误差补偿点的号码。3)No.3622：设定各轴正方向最远一端的螺距误差补偿点的号码。4)No.3623：设定各轴螺距误差补偿倍率。5)No.3624：各轴螺距误差补偿点的间隔。9.有关螺距误差补偿的参数10.主轴控制的参数2022-5-20331)No.37011：是否使用第1、第2主轴串行接口。2)No.37014：在串行主轴控制中，是否使用第2主轴。3)No.37054：带主轴控制功能(模拟主轴模块)时，对于S指令是否输出S代码及SF信号。4)No.37060No.3
15、7061：主轴和位置编码器的齿轮比。表3-3参数与倍率之间的关系5)No.37065：主轴定向时电压的极性。2022-5-20346)No.37066No.37067：主轴转速输出时，电压极性。表3-4参数与电压极性之间的关系7)No.37080：是否检查主轴转速到达信号。8)No.3730：设定主轴转速模拟输出的增益调整数据。9)No.3732：设定主轴定向时的主轴转速。10)No.3741No.3744：设定对应于各挡主轴的最高转速。2022-5-203511)No.3771：设定恒转速控制状态(G96)的主轴最低转速。12)No.3772：设定主轴上限转速。1)No.5013：刀具补偿的
16、最大值。2)No.5014：刀具补偿量增量输入的最大值。1)No.7113：手轮进给倍率m。2)No.7114：手轮进给倍率n。1)No.72000：是否用软操作面板选择方式。11.有关刀具补偿的参数12.有关手动手轮进给的参数13.有关软操作面板的参数2022-5-20362)No.72001：是否用软操作面板选择JOG进给轴和JOG快速进给按钮。3)No.72002：是否用软操作面板选择手轮及手摇脉冲发生器的倍率开关。4)No.72003：是否用软操作面板选择JOG倍率、快速倍率开关。5)No.72004：是否用软操作面板选择任选程序段、单程序段、机床锁住、空运行开关。6)No.72005
17、：是否用软操作面板选择保护键。7)No.72006：是否用软操作面板进行进给暂停。8)No.7220No.7227：软操作面板通用开关的名称。2022-5-2037图3-10数据输入/输出示意图2022-5-20381)设定MDI方式或急停状态。2)按数次键或按设定软键，显示“设定快捷界面”。3)将光标移到“参数写入”位置，按、键，此时界面出现“100号报警”。4)按数次键，显示参数界面，如图3-11所示。5)按(OPRT)软键，显示下面的操作菜单： 软键No.检索：可用于序号检索。 软键ON：1：光标所在位置设定为“1”(只用于位参数)。1.系统参数的写入方法2022-5-2039 软键OF
18、F：0：光标所在位置设定为“0”(只用于位参数)。 软键+输入：输入值加到光标所在位置的数据上(用于字节形式)。 软键输入：将输入值输入到光标所在位置(只用于字节形式)。 软键READ：参数从穿孔带接口输入。 软键PUNCH：参数输出给穿孔带接口。6)操作键，按表3-5设定所需参数。7)按复位键，消除“100号报警”。2022-5-2040图3-11参数界面的显示2.数据输入/输出所需参数的设定值2022-5-2041表3-5数据输入/输出操作所需要的参数2022-5-2042表3-5数据输入/输出操作所需要的参数2022-5-2043表3-5数据输入/输出操作所需要的参数2022-5-204
19、41)选择EDIT(编辑)方式。2)按功能键，再按程序软键，选择程序内容显示界面。3)按 (OPRT) 键，再按连续菜单键。4)按功能键，再按PARAM软键，选择参数界面。5)按(OPRT)软键，再按连续菜单键。6)按PUNCH软键，再按EXEC软键，开始输出参数。1)选择MDI方式。2.输出PMC参数1.输出CNC参数2022-5-20452)按功能键，再按SETTING软键，选择设定PMC参数界面。3)光标移至参数写入上，输入、,此时出现100号报警。4)按功能键，再按软键PMC。5)按软键PMCPRM，再按软键KEEPRL。6)光标设定在K17上，第一位设定为“1”。7)选择EDIT(编
20、辑)方式。8)按返回菜单键，再按连续菜单键。9)按软键I/O，根据界面的项目，设定与输入/输出有关的参数。2022-5-204610)在界面的CHANNEL NO项目输入、键，选择输入/输出装置通道“1”。11)在界面的DEVICE项目中，按FDCAS键，选择软盘盒。12)在界面KIND DATA项目中，按PARAM软键。13)在FUNCTION项目中，按WRITE软键。14)在FILE NO项目中，指定文件名，按顺序依次按、键。15)按EXEC软键后，开始输出PMC参数。2022-5-204716)PMC参数输出后，将设定界面的参数写入恢复到“0”。17)按键，解除100号报警。1)进入急停
21、状态。2)确认输入数据时所需要的参数正确与否。 按数次键，再按SETTING键，可显示设定画面。 确认参数写入=1。 按键，选择参数画面。3.输入CNC参数2022-5-2048 设置参数0020、0101、0102、0103(见表3-5)。3)按菜单键。4)按READ软键，再按EXEC软键后，开始输入参数。5)输入完参数后，关断一次电源，再打开。6)使用绝对位置编码器的系统，因会出现300号报警，请再回一次参考点。1)将程序保护键处于OFF(KEY4=1)状态。2)按功能键，再按设定软键，选择设定画面。4.输入PMC参数2022-5-20493)确认参数写入=1。4)按功能键，再按PMC软键
22、。5)按软键PMCPRM，再按软键KEEPRL。6)将光标移到K17，将第1位设为“1”。7)按返回菜单键，再按连续菜单键。8)按软键I/O，设定有关I/O的参数(设定参数后，项目选择光标自动移到下一个项目上)。9)在CANNEL项，输入、，选择输入、输出装置的通道1。10)在DEVICE中，按FDCAS，选择软件盒。11)在FUNCTION中，按READ软键。2022-5-205012)在FILE NO中，输入、，选择2号文件。13)按EXEC软键，PMC参数的输入开始。14)完成数据读取后，将电源关上，再打开。2022-5-20511)按功能键。2)按数次右端的软键(连续菜单键)。3)按软
23、键ALL IO，在屏幕上显示ALL IO界面，如图3-12所示。4)按与所需数据类型相关的软键，选择程序、参数等。5)设定与使用的输入/输出设备相匹配的参数(参数的设定与操作方式无关)。1)CNC参数由I/O外设输入到CNC系统。2.在ALL IO界面上输入/输出系统参数1.设定ALL IO界面输入/输出数据所需参数2022-5-2052 打开ALL IO界面(见图3-12)，在ALL IO界面上，按软键PARAM。图3-12ALL IO界面2022-5-2053 选择EDIT方式。 按软键(OPRT)，屏幕下方显示新软键菜单，如图3-13所示。 在图3-13所示的界面上按软键READ，然后按
24、软键EXEC。 这时开始读取参数，在界面右下方显示的字符“INPUT”闪烁。读取一经完成，“INPUT”显示消失。 取消输入时，按软键CAN。2022-5-2054图3-13软键菜单2)CNC参数由CNC系统输出到I/O外部设备。2022-5-2055 打开ALL IO界面(见图3-12)，在ALL IO界面上，按软键PARAM。 选择EDIT方式。 按软键(OPRT)，显示新页面的软键菜单，如图3-13所示。 在图3-13所示的界面上按软键PUNCH，然后按软键EXEC。 这时开始输出参数，同时在界面右下方“OUTPUT”闪烁。读取一经完成，“OUTPUT”显示消失。 取消输出时，按软键CA
25、N。3.软盘文件的输入/输出2022-5-2056(1)显示文件一览表的操作步骤1)打开ALL IO界面，按右端的软键(连续菜单)。2)按软键FLOPPY。3)选择EDII方式，显示软盘界面。4)按软键(OPRT)，界面和软盘内信息如图3-14所示。5)在图3-14所示的界面上，按软键F SRH。2022-5-2057图3-14软盘界面和软盘内信息6)输入文件号，按软键F SET。7)通过按软键EXEC，从指定的文件开始显示文件一览表。2022-5-2058图3-15软盘文件一览表界面(2)CNC系统输入文件的操作步骤2022-5-20591)打开ALL IO界面，按右端的软键(连续菜单)。2
26、)按软键FLOPPY。3)选择EDIT方式，显示软盘界面。4)通过按软键(OPRT)，新显示的界面和软键如图3-14所示。5)在图3-14所示的界面上按软键READ。6)设定输入文件号或程序号，按软键 F SET，输入文件号；按软键 OSET，输入程序号。7)按软键EXEC。(3)CNC系统输出文件的操作步骤1)打开ALL IO界面，按右端的软键(连续菜单)。2022-5-20602)按软键FLOPPY。3)选择EDIT方式，显示软盘界面。4)通过按软键(OPRT)，新显示的界面和软键如图3-14所示。5)在图3-14所示的界面上按软键PUNCH。6)设定输出程序号及文件号，按软键F SET，
27、输出文件号；按软键O SET，输出程序号。7)按软键EXEC。(4)CNC系统删除文件的操作步骤1)打开ALL IO界面，按右端的软键(连续菜单)。2)按软键FLOPPY。2022-5-20613)选择EDIT方式，显示软盘界面。4)通过按软键(OPRT)，界面和软键显示如图3-14所示。5)在图3-14所示的界面上按软键DELETE。6)输入要删除的文件号，按软键F SET。7)按软键EXEC，删除被指定的文件。2022-5-20621)更换PMC控制模块、存储器、主轴模块和伺服模块之前，必须备份SRAM区域中的参数和NC程序。2)如果用分离型绝对脉冲编码器或直线尺保存电动机的绝对位置，更换
28、主印制电路板及其印制电路板上安装的模块时，将JF21JF25上连接的电缆从主印制电路板上拆下后，电动机的绝对位置就不能保存了，更换后将显示要求返回原点。2022-5-2063(1)拆卸方法用手指将上下钩子拨开，钩子打开后将印制电路板取出。(2)安装方法每个控制单元的框架上都有导槽，对准该导槽插入印制电路板，一直到使上下钩子挂上为止。(1)从CNC主机上取出模块的方法1)向外拉插座的挂销，如图3-16a所示。2)向上拔模块，如图3-16b所示。2.更换模块的方法1.更换印制电路板的方法2022-5-2064图3-16更换模块的方法(2)往CNC主机上安装模块的方法2022-5-20651)B面向
29、外插入模块，如图3-16b所示。2)竖起模块直到模块被锁住为止，如图3-16c所示。2022-5-20661)熔丝熔断了，要先查明并排除熔断的原因后，再更换熔断器。2)将旧的熔断器向上拔出。3)将新的熔断器装入原来的位置。2.更换I/O模块上的熔断器1.更换电源单元的熔断器2022-5-2067图3-17I/O模块上的熔断器安装位置3.更换操作面板接口板上的熔断器2022-5-2068图3-18操作面板接口板上的熔断器安装位置4.更换分离型检测接口单元上的熔断器2022-5-2069图3-19分离型检测接口单元上的熔断器安装位置2022-5-20701)接通机床的CNC的电源，等待大约30s再
30、关断电源。2)从CNC单元的上部取出电池。1. CNC存储器备份用电池的更换2022-5-2071图3-20更换存储器备份用电池3)安装上新的电池，插好插头。2022-5-20721)准备4节商业用干电池。2)接通CNC的电源。3)松开电池盒盖上的螺钉，将其移出，参照机床厂家发行的说明书确定电池盒的安装位置。4)更换盒中的电池。2.分离型绝对位置编码器电池的更换2022-5-2073图3-21更换分离型绝对位置编码器用电池5)更换完电池后，盖上电池盒盖。2022-5-20746)关掉机床的电源。2022-5-2075图3-22更换风扇单元1)在更换风扇之前，关掉CNC电源。2022-5-207
31、62)拔出需要更换的风扇单元插头。3)松开风扇电动机的锁扣，取出风扇单元。4)插入新的风扇单元，连上插头。2022-5-20771)按功能键。2)按SETTING软操作键，LCD对比度项就在设定画面上显示，如图3-23所示。2022-5-2078图3-23LCD对比度调整画面3)把光标移至“CONSTRAST”。4)按ON:1或OFF:0软操作键就可以调整LCD对比度。2022-5-20791.信号线的分组表3-6信号线的分组2022-5-2080G09DO表3-6信号线的分组 分开走线指每组间的电缆间隔要在10cm以上。 电磁屏蔽指各组间用接地的钢板屏蔽。2022-5-2081图3-24信号
32、线分组与走线2022-5-20822.数控机床各种地线的连接图3-25数控机床接地的方法(1)信号地Signal Ground(SG)供给电信号用的基准电2022-5-2083压。(2)框架地Frame Ground(FG)框架地(FG)的目的是用来提高系统可靠性，屏蔽内部和外来的噪声。(3)系统地System Ground系统地是把各设备或单元之间设置的框架地(FG)作为系统与大地相连接。2022-5-20843.控制单元信号地线的连接图3-26控制单元信号地的连接2022-5-20855.防止强电干扰(1)在交流回路中在交流接触器线圈的两端或交流电动机的三相输入端并联RC网络称为CR型灭弧
33、器，如图3-27所示(如采用压敏电阻，又称浪涌吸收器，也可对电路中的瞬变、尖峰等噪声起一定的保护作用，可钳制脉冲电压的峰值电压，但不能控制脉冲电压的突然上升，因此，推荐使用CR型灭弧器)。4.抑制、缩小供电线路的干扰2022-5-2086图3-27CR型灭弧器(2)在直流电路中对于直流接触器或直流电磁阀的线2022-5-2087圈，在它们的两端反相并入一个续流二极管，称为二极管型灭弧器，如图3-28所示。2022-5-20886.电缆的装夹与屏蔽处理图3-28二极管型灭弧器2022-5-2089图3-29电缆的装夹与屏蔽处理2022-5-2090图3-30故障诊断与报警处理的步骤2022-5-
34、20911.机床手动和自动操作均无法执行(1)位置坐标显示(相对、绝对、机械坐标)不变1)系统状态显示不正确。2)系统处于急停状态。3)系统复位信号接通。4)系统轴互锁信号接通。5)手动进给倍率为0。6)系统伺服故障。(2)位置坐标显示(相对、绝对、机械坐标)变化故障原因是机床输入了进给轴的机床锁住信号。2022-5-20922.机床手动(JOG)或手摇脉冲(MPG)不执行而自动正常(1)机床手动(JOG)操作无效1)系统状态选择未在手动状态。2) 未输入进给轴和方向选择信号。3) JOG进给速度参数设定不正确。4)选择手动每转进给(限于T系列系统)。(2)手摇脉冲操作无效1)系统状态未在手轮
35、状态(MPG)。2) 未输入手轮进给轴选择信号。3)手轮本身及接线故障。2022-5-2093图3-31手轮的信号及接线a)手轮信号b)接线2022-5-20943.自动操作无效而手动操作正常(1)自动操作无效(循环起动指示灯不亮)1)操作方式选择信号不正确。2)未输入系统循环起动信号。3) 输入系统进给暂停信号。(2)自动操作无效(循环指示灯亮)1)机床进给倍率为零。2)系统输入了轴互锁信号。3)系统等待主轴速度到达信号。2022-5-20954.机床返回参考点有关的故障(1)找不准参考点(即返回参考点有偏差)1)减速挡块位置不正确，或参考点用的接近开关的位置不当。2)返回参考点相关参数设置不当。3)电动机编码器或轴板不良。(2)找不到参考点(通常会导致机床超程报警)1)机床回零过程无减速动作或一直以减速回零，多数原因为减速开关及接线故障。2)机床回零动作正常，但系统得不到一转信号。2022-5-2096
