1、数控系统故障分析与维修 第1页，共82页。目前数控系统种类繁多，形式各异，组成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。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。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，在设计思想上对于不同的生产厂家来说，在设计思想上也可能各有千秋。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板结构，使之有利于系统工作的可
2、靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。高。无论哪种系统，它们的基本原理和构成是无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。十分相似的。第2页，共82页。数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大部分组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：成：硬件控制系统硬件控制系统 是以微处理器为核心，采用大规模集成电路芯片、可编程控制器、伺服是以微处理器为核心，采用大规模集成电路芯片、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）等可见部件组成输出接口等）等可见部件组成。软件控制
3、系统软件控制系统 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、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。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、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。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
4、口技术、测量技术等方面的知识。件、接口技术、测量技术等方面的知识。第3页，共82页。常用数控系统简介常用数控系统简介（一）（一）FANUC数控系统简介数控系统简介FANUC公司创建于公司创建于1956年，年，1959年首先推出电液年首先推出电液步进电机。步进电机。70年代，一方面从年代，一方面从Gettes公司引进直流伺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，硬件技术，1976年成功开发出年成功开发出5系统，后与西门子联合系统，后与西门子联合开发出开发出7系统。从这时，系统。从这时，FANUC成为世界上最大的专成为
5、世界上最大的专业数控生产厂家。业数控生产厂家。FANUC公司目前生产的公司目前生产的CNC装置有：装置有：F0、F10F11F12、F15、F16、F18。F00F100110 120150系列是在系列是在F010111215的基础上加了的基础上加了MMC功能，即功能，即CNC、PMC、MMC三位一体的三位一体的CNC。第4页，共82页。产品特点：产品特点：结构上长期采用大板结构，但在新的产品中已采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用模块化结构采用专用采用专用LSI，以提高集成度、可靠性，减少体积，以提高集成度、可靠性，减少体积和降低成本和降低成本产品应用范围广。每一产品应
6、用范围广。每一CNC装置上可配多种控制装置上可配多种控制软件，适用于多种机床软件，适用于多种机床不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术SMT、多层印刷电路板、光导纤维电缆等、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）（可编程机床控制器）第5页，共82页。FANUC6系统（系统（1979年）年）FS6是是FANUC早期代表性产品之一早期代表性产品之一。在在70年代末年代末与与80年代初期的数控机床得到了广泛应用年代初期的数控机床得到了广泛应用。FS6与西门子与西门子6
7、系统结构基本相同（合作产品），除伺系统结构基本相同（合作产品），除伺服电动机、服电动机、PLC采用西门子公司产品外，其余部分采用西门子公司产品外，其余部分完全相同完全相同硬件采用大板结构，上面插有电源模块、存储器板等硬件采用大板结构，上面插有电源模块、存储器板等小板，小板，CPU采用采用8086，该，该CNC系列为多微处理器控制系列为多微处理器控制系统，其主系统，其主CPU、PMC及图形显示的及图形显示的CPU均为均为8086伺服驱动系统采用伺服驱动系统采用FANUC直流驱动系统，通过脉冲编直流驱动系统，通过脉冲编码器进行位置检测，构成半闭环位置控制系统码器进行位置检测，构成半闭环位置控制系统
8、第6页，共82页。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（如件（如CNC装置、伺服驱动、输入单元、电源单元）装置、伺服驱动、输入单元、电源单元）主轴驱动系统采用主轴驱动系统采用FANUC交流主轴驱动装置，该单元为分交流主轴驱动装置，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系统软件为固定式专用软件 我国我国80年代进口的数控机床，均大量配套采用年代进口的数控机床，均大量配套采用FS6系统，系统，直到目前仍然有较多配套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
9、进的机床在使用中，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。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）简化版（经济型）另注：另注：Fs6F9 强化版强化版 （1980年）年）第7页，共82页。F11系列（系列（1984年）年）F11系列是系列是FANUC公司公司20世纪世纪80年代初期开发并年代初期开发并得到广泛应用的得到广泛应用的FANUC代表性产品之一代表性产品之一，在在80年代年代进口的高档数控机床上广为采用进口的高档数控机床上广为采用，因此，它亦是维修因此，它亦是维修中的常见系统之一。同系列的产品有中的常见系统之一。同系列的产
10、品有F101112三种基本规格，其基本结构相似，性能与使用场合三种基本规格，其基本结构相似，性能与使用场合有所区别。有所区别。F11的硬件仍然采用大板结构（主板）的硬件仍然采用大板结构（主板），主主CPU为为68000，它也是一种多微处理器控制系统，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），元件减少块），元件减少30第8页，共82页。CNC系统和操作面板、系统和操作面板、I/O单元之间采用光缆连接，单元之间采用光缆连接，减少了信号线，抗干扰能力提高减少了信号线，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
11、分离系统既可以带独立安装的电柜，也可进行分离式安装式安装伺服驱动与主轴驱动一般采用伺服驱动与主轴驱动一般采用FANUC模拟式交流模拟式交流伺服驱动系统伺服驱动系统系统软件可固定式专用软件，最大可以控制系统软件可固定式专用软件，最大可以控制5轴，轴，并实现全部控制轴的联动并实现全部控制轴的联动第9页，共82页。F0系统（系统（1985年）年）F0系列是系列是FANUC公司公司20世纪世纪80年代中后期开发的产年代中后期开发的产品，是品，是FANUC代表性产品之一。是中国市场上销售量最大代表性产品之一。是中国市场上销售量最大的一种系统（的一种系统（F0C系列，系列，F0D系列），产品目标是体积小、
12、系列），产品目标是体积小、价格低，其中价格低，其中F0MC/TC是其代表性产品，是其代表性产品，F0MD和和F0TD为为F0MA和和F0TA的简化版（经济型）。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、器板、I/O板、轴控制模块以及电源单元。其主板较其他板、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，体积系列主板要小得多，因此，在结构上显得较紧凑，体积小小F0系列为多微处理器系列为多微处理器CNC系统，系统，F0A系列主系列主CPU为为80186，F0B系列的主系列的主CPU为为
13、80286，F0C系列的主系列的主CPU为为80386.内置可编程控制器（内置可编程控制器（PLC）的）的CPU为为8086第10页，共82页。F0可以配套使用可以配套使用FANUC S系列、系列、系列、系列、C系列、系列、系列等数字式交流伺服驱动系统，无漂移影响，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，
14、并采用了系统采用总线技术，增加了网络功能，并采用了“闪存闪存”（FLASH ROM）。系统可以通过）。系统可以通过Remote buffer接口与接口与PC相连，由相连，由PC机控制加工，机控制加工，实现信息传递，系统间也可以通过实现信息传递，系统间也可以通过I/O Link总线进总线进行相连行相连F0 Mate是是F0系列的派生产品，与系列的派生产品，与F0相比是结构更相比是结构更为紧凑的经济型为紧凑的经济型CNC装置装置第11页，共82页。FANUC151618系统系统 F15161816i18i系列系统有系列系统有F151618、F15i16i18i及及FS150160180、F160i
15、180i等型号，该系列系统是专门为工厂自等型号，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。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，集成芯片，CPU可以是可以是80486或或PENTIUM系列处理系列处理器，带器，带64位位RISC芯片等芯片等第12页，共82页。系统元器件采用了立体化、高密度的安装方式系统元器件采用了立体化、高密度的安装方式（FA
16、NUC公司的专利技术），除主板外，印刷电路板公司的专利技术），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，体积模，分别插在主板上，系统扩展容易，维修方便，体积小小F15采用了模块式多主总线（采用了模块式多主总线（FANUC BUS）结构，）结构，多多CPU控制系统，、主控制系统，、主CPU采用了采用了68020，还采用了，还采用了一个子一个子CPU，在，在PMC、轴控制、图形控制、通信及、轴控制、图形控制、通信及自动编程中也都有各自的自动编程中也都有各自的CPU系统采用系统采用8
17、.4in或或9.5in TFT（Thin Film Transistor 薄薄膜晶体管）彩色液晶显示器膜晶体管）彩色液晶显示器第13页，共82页。系统可配套系统可配套i系列数字式交流伺服系统，主轴控制系列数字式交流伺服系统，主轴控制可采用可采用i系列主轴驱动系统系列主轴驱动系统F151618系列系统既可单机运行，也可通过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，接口与个人计算机相连，由计算机控制加工，实现信息传递。通过实现信息传递。通过I/O link（串行口）接口还可以（串行口）接口还可以连接多种外围设备。另外经连接多种外围设备。另外经D
18、NC1或或DNC2接口，可接口，可与与Cell Controller或以太网连接，由上位机进行控制，或以太网连接，由上位机进行控制，实现车间的自动化实现车间的自动化 第14页，共82页。F1618系统的总体结构图系统的总体结构图 CNCI/O单元单元强电回路强电回路传感器传感器/线圈线圈电源电源变压器变压器电源电源主计算机主计算机伺服驱动伺服驱动主轴驱动主轴驱动主轴电动机主轴电动机伺服电动机伺服电动机操作面板接口操作面板接口机床操作面板机床操作面板MDI/CRT单元单元I/O接口接口I/O设备设备手轮手轮第15页，共82页。FANUC30i-MODEL A 日本日本FANUC最新的高档控制器，
19、是当前配置最新的高档控制器，是当前配置最高的数控系统。最高的数控系统。特点：特点：1.最大控制系统为最大控制系统为10个系统（通道）；个系统（通道）；2.最多轴数和最多轴数和 最大主轴配置为最大主轴配置为40轴，其中进给轴轴，其中进给轴32轴，主轴为轴，主轴为8轴；最大同时控制轴数为轴；最大同时控制轴数为24轴轴/系统；系统；3.最大最大PMC系统数为系统数为3个系统；最大个系统；最大I/O点数为点数为4096点点/4096点，点，PMC基本指令速度为基本指令速度为25ns。4.最大可预读程序段为最大可预读程序段为1000段。段。第16页，共82页。（二）（二）SIEMENS数控系统简介数控系
20、统简介SIEMENS公司是生产数控系统的著名厂家，公司是生产数控系统的著名厂家，SINUMERIK的的CNC数控装置主要有：数控装置主要有：SINUMERIK 38810820850805840系列等。系列等。第17页，共82页。SIEMENS 810820系统系统 SIEMENS 810820是西门子公司是西门子公司20世纪世纪80年代年代中期开发的中期开发的CNC、PLC一体型控制系统，它适合于普一体型控制系统，它适合于普通车、铣、磨床的控制，系统结构简单、体积小、可通车、铣、磨床的控制，系统结构简单、体积小、可靠性高，在靠性高，在80年代末、年代末、90年代初的数控机床厂上使用年代初的数
21、控机床厂上使用较广。较广。810与与820的区别仅在于显示器，的区别仅在于显示器，810为为9in单色显示，单色显示，系统电源为系统电源为24V；820为为12in单色或彩色显示，系统单色或彩色显示，系统电源为交流电源为交流220V，其余硬件、软件部分完全一致，其余硬件、软件部分完全一致第18页，共82页。810820最大可控制最大可控制6轴（其中允许有轴（其中允许有2个作为主轴个作为主轴控制），控制），3轴联动轴联动系统由电源、显示器、系统由电源、显示器、CPU板、存储器（板、存储器（MEMEPROMRAM）板、）板、I/O板、接口板、显示控制板、板、接口板、显示控制板、位控板、机箱等硬件组
22、成。硬件采用了较多位控板、机箱等硬件组成。硬件采用了较多LSI和专和专用集成电路用集成电路主主CPU采用采用80186PLC最大最大128点输入点输入64点输出，用户程序容量点输出，用户程序容量12KB，PLC采用采用STEP5语言编程语言编程第19页，共82页。SIEMENS 3系统系统 SIEMENS 3系统是西门子公司系统是西门子公司80年代初期开发出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，是的系统，是20世纪世纪80年代欧洲的典型系统。年代欧洲的典型系统。采用模块化结构，由采用模块化结构，由CPU模块，模块，NC
23、存储器模块，操存储器模块，操作面板接口，作面板接口，NCPC连接模块，伺服测量回路连接模块，伺服测量回路、，PLC编程接口，逻辑模块，扩展设备接口，编程接口，逻辑模块，扩展设备接口，PLC存储器及各种存储器及各种I/O等等17个模块组成个模块组成3系统的机柜因配置、类别、型号的不同，可以分为系统的机柜因配置、类别、型号的不同，可以分为单框架、单单框架、单PLC双框架、双双框架、双PLC双框架结构双框架结构第20页，共82页。采用采用INTEL 8086CPU的轮廓轨迹控制的轮廓轨迹控制CNC系统，系系统，系统可控制统可控制4轴，任意轴，任意3轴联动轴联动PLC采用采用SIMATIC S5的的P
24、LC130B，输入输出点，输入输出点各各512点点采用采用12in彩色显示器或彩色显示器或9in单色显示器单色显示器第21页，共82页。SIEMENS 850880 850880是西门子是西门子80年代末期开发的机床及柔性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制造系统，具有机器人功能。适合高功能复杂机床FMS、CIMS的需要。是一种多的需要。是一种多CPU轮廓控制的轮廓控制的CNC系统。系统。1986年西门子公司采用数控年西门子公司采用数控3系统电路板标准系统电路板标准（230mm高），高），NCPLC双口双口RAM耦合方式，耦合方式，INTEL 80186CPU
25、芯片，生产出芯片，生产出850系统，它的系统，它的PLC还是沿用还是沿用130WB或或150U1988年针对年针对850系统的缺陷，又推出全系统的缺陷，又推出全80186的数控的数控880GA1型系统，后推出主型系统，后推出主CPU采用采用80386的的880GA2型系统型系统第22页，共82页。850880系统的基本结构一般都由操作面板、主机系统的基本结构一般都由操作面板、主机箱、机床控制面板箱、机床控制面板3大部分组成，采用两个机架支大部分组成，采用两个机架支撑两列中央控制器，中央控制器包括撑两列中央控制器，中央控制器包括NCCPU、SVCPU（伺服（伺服CPU）、）、COMCPU（通信（
26、通信CPU）、）、PLCCPU及插入式扩展模块。插入式扩展模块有：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、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输入输出板及扩展单元和接口单元元面板带有面板带有12英寸彩色显示器、全功能键盘及两个串口英寸彩色显示器、全功能键盘及两个串口用户程序存储器用户程序存储器RAM容量为容量为128KB，EPROM容量容量为为128KB，用户数据存储器，用户数据存储器RANM容量为容量为48KB，I/O点最大为点最大为1024，计时器，计时器256，计数器，计数器128个个采用采用SINNEC
27、HI总成连接方式的计算机联网总成连接方式的计算机联网第23页，共82页。SIEMENS 802系列系统系列系统SIEMENS 802系列系统包括系列系统包括802SSeSbase line、802CCeCbase line、802D等型号，它是西门子公司等型号，它是西门子公司20世纪世纪90年年代末开发的集代末开发的集CNC、PLC于一体的经济型控制系统。近年来在国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。产经济型、普及型数控机床上有较大量的使用。802系列数控系系列数控系统的共同特点是结构简单、体积小、可靠性较高。统的共同特点是结构简单、体积小、可靠性较高。
28、SINUMERIK 802D Solution Line(sl)全球首展（全球首展（2005国际国际机床展）机床展），其，其CNC，PLC和和HMI(人机接口人机接口)都集成在同一控制都集成在同一控制单元中。与单元中。与SINAMICS S120新一代技术相结合新一代技术相结合第24页，共82页。802S、802C系列是西门子公司为简易数控机床开发系列是西门子公司为简易数控机床开发的经济型系统，两种系统的区别是：的经济型系统，两种系统的区别是：802S系列采用系列采用步进电动机驱动；步进电动机驱动；802C、802D系列通常采用系列通常采用SIEMENS611数字式交流伺服驱动系统数字式交流伺
29、服驱动系统802S、802C系列系统的系列系统的CNC结构完全相同，可以进行结构完全相同，可以进行3轴控制轴控制3轴联动；系统带有轴联动；系统带有10V 的主轴模拟量输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）系统（如变频器）802S、802C系列系统可以配系列系统可以配OP020独立操作面板与独立操作面板与MCP机床操作面板，显示器为机床操作面板，显示器为7in或或5.7 in单色液晶显单色液晶显示器（示器（802S，802C）；）；802D采用了采用了10.4in彩色液晶显彩色液晶显示器示器第25页，共82页。集成内置
30、式集成内置式PLC最大可以控制最大可以控制64点输入与点输入与64点输点输出，出，PLC的的I/O模块与模块与ECU间通过总线连接间通过总线连接802D与与802S、802C有较大的不同，在功能上比有较大的不同，在功能上比802SC系统有了改进与提高，系统采用系统有了改进与提高，系统采用SIEMENS PCU210模块，控制轴数为模块，控制轴数为4轴轴4轴联动，可以通轴联动，可以通过过611U伺服驱动器携带伺服驱动器携带10V主轴模拟量输出，以驱主轴模拟量输出，以驱动带模拟量输入的主轴驱动系统动带模拟量输入的主轴驱动系统802D除保留了除保留了SIEMENS传统的编程功能外，一传统的编程功能外
31、，一是是增加了增加了PLC程序程序“梯形图梯形图”显示功能显示功能，方便维修；，方便维修；二是可以使用非二是可以使用非SIEMENS代码指令进行编程，系代码指令进行编程，系统的开放性更强统的开放性更强第26页，共82页。SIEMENS 810D840D系统系统 图：图：840D硬件结构图硬件结构图 IM361S7扩展接口扩展接口MMC100/MMC102人机对话操作面板人机对话操作面板编程器编程器电机电机电机电机E/R电源电源模块模块NCUCPU模块模块 进给进给主轴主轴第27页，共82页。SIEMENS 810D840D的系统结构相似，但在的系统结构相似，但在性能上有较大的差别。性能上有较大
32、的差别。810D采用采用SIEMENS CCU（Compact Control Unit）模块，最大控制轴数为模块，最大控制轴数为6轴轴840D采用采用SIEMENS NCU（Numerical Control Unit）模块，处理器为）模块，处理器为PENTIUM（NCU573）或）或AMD K62（NCU572）或）或486（NCU571）系列，）系列，当采用当采用NCU572或或573时，时，CNC的存储容量为的存储容量为1GB，最大控制轴数可达最大控制轴数可达31轴，轴，10通道同时工作；采用通道同时工作；采用NCU571时，控制轴数为时，控制轴数为6轴，轴，2通道同时工作。通道同时工
33、作。840D的的NCU与与PLC都集成在这个模块上，它是都集成在这个模块上，它是840D的核心的核心第28页，共82页。数控与驱动的接口信号是数字量的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、系统由操作面板、机床控制面板、NCU（CCU）、）、MMC、611伺服驱动、伺服驱动、I/O模块等单元构成（如模块等单元构成（如图所示）图所示）人机界面人机界面MMC，操作面板，操作面板OP（包括（包括10.4inTFT显示显示器与器与NC键盘）、机床操作面板键盘）、机床操作面板MCP，一般安装，一般安装在操纵台上，它们与在操纵台上，它们与CCU（NCU）间通过）间通过PROFIBUS总
34、线连接总线连接MMC事实上是一台独立的计算机，它有独立的事实上是一台独立的计算机，它有独立的PENTIUM CPU、硬盘、软驱、硬盘、软驱、TFT显示器、显示器、NC键键盘，可以在盘，可以在WINDOWS环境下运行环境下运行第29页，共82页。E/R电源模块，它向电源模块，它向NCU提供提供24V工作电源，也向工作电源，也向611D提供提供600V直流母线电压直流母线电压611D主轴与进给模块，它由主轴与进给模块，它由E/R电源模块供电，受电源模块供电，受控于控于NCU，并带动主轴或进给轴电动机运转，并带动主轴或进给轴电动机运转IM361是是PLC输入输出接口模块，与输入输出接口模块，与S73
35、00兼容兼容的的PLC使用与使用与S7300相同的软件与硬件，相同的软件与硬件，PLC的的电源模块、接口模块、电源模块、接口模块、I/O模块单独安装，它们与模块单独安装，它们与系统间通过系统间通过S7总线与总线与CCU或或NCU连接连接第30页，共82页。通过通过CNC与与611D、S7可编程序控制器的组可编程序控制器的组 合，可以合，可以构成满足不同要求的全数字控制系统构成满足不同要求的全数字控制系统 除以上典型系统外，除以上典型系统外，SIEMENS公司还有早期生产公司还有早期生产的的SIEMENS 6系统（与系统（与FANUC公司合作生产），公司合作生产），SIEMENS 8、SIEME
36、NS 840C等。以上系统多见于等。以上系统多见于进口机床，进口机床，840C与与840D功能相同。功能相同。第31页，共82页。一.电源类故障第32页，共82页。第33页，共82页。第34页，共82页。第35页，共82页。第36页，共82页。第37页，共82页。1.1.接通总电源开关后，电源指示灯不亮接通总电源开关后，电源指示灯不亮外部电源开关未接通外部电源开关未接通电源进线熔断器熔芯断或机床总熔断器熔芯断电源进线熔断器熔芯断或机床总熔断器熔芯断机床电源进线断机床电源进线断机床总电源开关坏机床总电源开关坏控制变压器输入端熔断器熔芯断控制变压器输入端熔断器熔芯断(或断路器跳或断路器跳)指示灯控
37、制电路中熔断器熔芯断或断线指示灯控制电路中熔断器熔芯断或断线电源指示灯灯泡坏电源指示灯灯泡坏 第38页，共82页。2.2.强电部分接通后，马上跳闸强电部分接通后，马上跳闸机床设计时选择的空气开关容量过小，或空气机床设计时选择的空气开关容量过小，或空气开关的电流选择拨码开关选择了一个较小的电流开关的电流选择拨码开关选择了一个较小的电流机床上使用了较大功率的变频器或伺服驱动，机床上使用了较大功率的变频器或伺服驱动，并且在变频器或伺服驱动的电源进线前没有使用并且在变频器或伺服驱动的电源进线前没有使用隔离变压器或电感器，变频器或伺服驱动在上强隔离变压器或电感器，变频器或伺服驱动在上强电时电流有较大的波
38、动，超过了空气开关的限定电时电流有较大的波动，超过了空气开关的限定电流，引起跳闸。电流，引起跳闸。第39页，共82页。3.FANUC输入电源故障输入电源故障 采用采用FANUC电源单元电源单元A、B、B2等的数控系统，等的数控系统，一般采用一般采用FANUC公司生产的公司生产的“输入单元输入单元”模块，通过模块，通过相应的外部控制信号，进行数控系统、伺服驱动的相应的外部控制信号，进行数控系统、伺服驱动的电源的通、断控制。电源的通、断控制。电源接通条件如下：电源接通条件如下：电柜门互锁触点闭合电柜门互锁触点闭合外部电源切换触点闭合外部电源切换触点闭合MDI/CRT单元的电源切断单元的电源切断OF
39、F按钮触点闭合按钮触点闭合 系统电源模块无报警，报警系统电源模块无报警，报警AL触点断开触点断开不符合以上条件之任何一条不符合以上条件之任何一条,则会出现电源断电故障则会出现电源断电故障 第40页，共82页。维修要点：维修要点：a.FANUC 6/11a.FANUC 6/11等系统的电源输入单元的元器件，除熔断等系统的电源输入单元的元器件，除熔断器外，其他元器件损坏的几率非常小，维修时切勿轻器外，其他元器件损坏的几率非常小，维修时切勿轻易更换元器件。易更换元器件。b.b.在某些机床上，由于机床互锁的需要，使用了外在某些机床上，由于机床互锁的需要，使用了外部电源切断信号，这时应根据机床电气原理图
40、，部电源切断信号，这时应根据机床电气原理图，综合分析故障原因，排除外部电源切断的因素，综合分析故障原因，排除外部电源切断的因素，才能启动。才能启动。第41页，共82页。4.4.CNCCNC电源单元不能通电（电源单元不能通电（FANUCFANUC）1 1）当电源单元不能接通时，如果电源指示灯（绿色）当电源单元不能接通时，如果电源指示灯（绿色）不亮。不亮。电源单元的保险电源单元的保险F1F1、F2F2已熔断已熔断a.a.输入高电压输入高电压b.b.元器件损坏，造成短路或过流元器件损坏，造成短路或过流输入电压低输入电压低检 查 输 入 电 压，电 压 的 允 许 值 为检 查 输 入 电 压，电 压
41、 的 允 许 值 为AC200VAC200V10%,50HZ10%,50HZ1HZ1HZ电源单元不良，内存元器件损坏电源单元不良，内存元器件损坏第42页，共82页。2 2）电源指示灯亮，报警灯也消失，但电源不能接电源指示灯亮，报警灯也消失，但电源不能接通。通。电源接通条件如下：电源接通条件如下：电源电源ON按钮闭合按钮闭合电源电源OFF按钮闭合按钮闭合外部报警接点打开外部报警接点打开 第43页，共82页。3）电源单元报警灯亮）电源单元报警灯亮24V输出电压的保险丝熔断输出电压的保险丝熔断a.9”显示器屏幕使用显示器屏幕使用24v电压，参照下图，检查电压，参照下图，检查24v与地是否短路与地是否
42、短路 b.显示器显示器/手动数据输入板不良手动数据输入板不良第44页，共82页。电源单元不良电源单元不良检查步骤：检查步骤：a.把电源单元的所有输出插头拔掉，只留下电源输把电源单元的所有输出插头拔掉，只留下电源输入线和开关控制线。入线和开关控制线。b.把机床所有电源关掉，把电源控制部分整体拔掉。把机床所有电源关掉，把电源控制部分整体拔掉。c.再开电源，此时如果电源报警灯熄灭，那么可以认为电再开电源，此时如果电源报警灯熄灭，那么可以认为电源单元正常，而如果电源报警灯仍然亮，那么电源单元源单元正常，而如果电源报警灯仍然亮，那么电源单元坏。坏。注意事项：注意事项：16/18 系统电源拔下的时间不要超
43、过半小时，系统电源拔下的时间不要超过半小时，因为因为SRAM的后备电源在电源单元上。的后备电源在电源单元上。第45页，共82页。2424E E的保险熔断的保险熔断a.a.24E24E是提供外部输入是提供外部输入/输出信号用的，参照下图检查输出信号用的，参照下图检查外部输入外部输入/输出回路是否短路。输出回路是否短路。b.b.外部输入外部输入/输出开关引起输出开关引起2424E E短路或系统短路或系统I/OI/O板不板不良。良。第46页，共82页。5 5V V电源负荷短路电源负荷短路检查方法：检查方法：a.a.把把5 5V V电源所带负荷一个一个地拔掉，每拔一次，电源所带负荷一个一个地拔掉，每拔
44、一次，必须关电源再开电源。必须关电源再开电源。第47页，共82页。b.b.在拔掉任何一个在拔掉任何一个5 5V V电源负荷后，电源报警灯熄电源负荷后，电源报警灯熄 灭，那么可以证明该负荷及其连接电缆出现故障灭，那么可以证明该负荷及其连接电缆出现故障注意事项：注意事项：当拔掉电机编码器的插头时，如果是绝当拔掉电机编码器的插头时，如果是绝对位置编码器，还需要重新回零，机床才能恢复正对位置编码器，还需要重新回零，机床才能恢复正常。常。第48页，共82页。系统的印刷电路板上有短路系统的印刷电路板上有短路检查：检查：用万用表测量用万用表测量5 5V,V,15V,+24V15V,+24V与与0 0V V之
45、间的电阻。必之间的电阻。必须在电源关的状态下测量。须在电源关的状态下测量。a.a.把系统各印刷板一个一个的往下拔，再开电源，确认报警把系统各印刷板一个一个的往下拔，再开电源，确认报警灯是否再亮灯是否再亮b.b.如果当某一印刷板拔下后，电源报警灯不亮，那就证明如果当某一印刷板拔下后，电源报警灯不亮，那就证明该板有问题，需更换该板或维修该板有问题，需更换该板或维修c.c.对于对于O O系统，如果系统，如果2424V V与与0 0V V短路，更换时一定要把输入短路，更换时一定要把输入/输出板与主板同时更换输出板与主板同时更换d.d.当计算机与当计算机与CNCCNC系统进行通信作业，如果系统进行通信作
46、业，如果CNCCNC通信接口烧坏，通信接口烧坏，有时也会使系统电源不能接通有时也会使系统电源不能接通第49页，共82页。5.5.打开电源开关与机床开关后，电源不能接通打开电源开关与机床开关后，电源不能接通电源输入端熔断器熔芯熔断或爆断电源输入端熔断器熔芯熔断或爆断(或自动开关跳闸或自动开关跳闸)机床电源进线断机床电源进线断机床总电源开关或电源开关坏机床总电源开关或电源开关坏电气控制柜门未关好，开门断电保护开关动作电气控制柜门未关好，开门断电保护开关动作电气控制柜上的开门断电保护开关损坏或关门后与碰电气控制柜上的开门断电保护开关损坏或关门后与碰块接触不良块接触不良第50页，共82页。6.6.控制
47、电源故障控制电源故障控制变压器无输入电压（输入端保险烧断或断路器跳）控制变压器无输入电压（输入端保险烧断或断路器跳）原因：原因：变压器内部短路、连接线短路，电流过大变压器内部短路、连接线短路，电流过大无无DCDC电流输出电流输出 原因：原因：因直流侧短路、过流、过压、过热等造成整流模因直流侧短路、过流、过压、过热等造成整流模块或直流电源损坏；整流电路有断线或接触不良块或直流电源损坏；整流电路有断线或接触不良电源连接线接触不良或断线电源连接线接触不良或断线控制变压器输入电源电压过高过低（超过控制变压器输入电源电压过高过低（超过10%10%）或电压浪）或电压浪涌涌第51页，共82页。控制变压器损坏
48、控制变压器损坏 原因：原因：熔断器，断路器的电流过大，没有起到保熔断器，断路器的电流过大，没有起到保护作用；电源短路，串接；负荷过大，内部绕组护作用；电源短路，串接；负荷过大，内部绕组短路，断路等。短路，断路等。控制变压器副边熔断器熔断或爆断控制变压器副边熔断器熔断或爆断第52页，共82页。7 7I/OI/O无输入信号，无输入信号，2424V V电源报警电源报警2424V V电源保险烧坏电源保险烧坏 处理：处理：I/OI/O输入短路，检查输入输入短路，检查输入2424V V电源是否对地电源是否对地短路，排除故障；更换保险。短路，排除故障；更换保险。I/OI/O无输入信号无输入信号第53页，共8
49、2页。8.8.系统不能正常上电，且输入系统不能正常上电，且输入/输出板上有严重的烧输出板上有严重的烧毁痕迹毁痕迹原因：原因：由于外部继电器和外围电压等原因，使输入由于外部继电器和外围电压等原因，使输入/输出输出接口板上接口板上TD62107TD62107（FANUCFANUC）严重烧毁而造成电源短严重烧毁而造成电源短路。路。维修：维修：a.a.更换输入更换输入/输出板输出板 b.b.更换输入更换输入/输出板上输出板上TD62107TD62107第54页，共82页。9.9.在机床运行中，控制系统偶尔出现突然掉电现象在机床运行中，控制系统偶尔出现突然掉电现象原因：原因：电源供应系统故障电源供应系统
50、故障维修：维修：a.a.更换系统电源更换系统电源 b.b.更换电源输入单元更换电源输入单元第55页，共82页。10.10.系统工作半个月或一个月左右，必须更换电池，不然系统工作半个月或一个月左右，必须更换电池，不然参数就丢失参数就丢失原因：原因：电池是为了保障系统在不通电的情况下，电池是为了保障系统在不通电的情况下，不不会丢失会丢失NCNC数据数据维修：维修：a.a.检查确认电池连接电缆是否有破损检查确认电池连接电缆是否有破损b.b.存储板上的电池保持回路不良存储板上的电池保持回路不良,请更换存储板。请更换存储板。c.c.电池质量不好，更换质量较好的电池电池质量不好，更换质量较好的电池第56页
