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1、课程目录一 典型数控系统的结构 二 硬件接口及连接 三 FANUC系统参数分析和调整 四 数据备份方法 五 FANUC系统伺服系统及主轴驱动系统的故障诊断与 维修 六 数控系统故障报警及处理 七 外围设备报警的故障诊断与处理 八 数控机床维修 九 数控机床管理制作制作 刘云清刘云清1 1版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播FANUC16i/18i/21i/0i -C/Power Mate-iD/iH 典型数控系统的结构 制作 刘云清2 2版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播FANUC目前主要经销系统nBEIJING-FANUC 0i-C/0i Mate-CnFANUC
2、Series 16i/18i/21i-MODEL BnFANUC Series 30i/31i/32i-MODEL AnFANUC Series 15i-MODEL Bn系统分为车床系列（T系列）和加工中心 铣床系列（M系列）3 3版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播FAMUC 0I-C 硬件构成图示4 4版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播0i与18i的控制轴数n0i：1个控制轨迹4轴，最大同时4轴，2个串行主轴或1个模拟 主轴n18i：1个控制轨迹6机械轴+4装载轴，最大同时4轴，3串行主 轴或1个模拟主轴n16i： 2个控制轨迹16机械轴+4装载轴，最大同时6轴，
3、3串行主 轴或1个模拟主轴n30i 10个控制轨迹最大40轴，最大同时24轴，5 5版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播18I与180I的主要区别n180I是双CPU结构，带硬盘，装有 WINDOWS操作系统n是开放式CNC系统n具有较强的图形显示功能，可用C语言等 计算机软件编程，适宜开发用户OEM操作界 面。6 6版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播FANUC系统参考使用手册n规格说明书n连接说明书（硬件）n连接说明书（功能）n操作说明书n维修说明书n参数说明书n有关伺服和主轴电机的规格、维修、参数说 明书n有关编程、网络、开放CNC的软件类说明书7 7版权所有未经
4、允许不得传播版权所有未经允许不得传播FANUC 0系统性能比较8 8版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播9 9版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播0I-C与0I-B的区别n1 结构是显示器后系统。与16i， 18i 结构相同。n2 可用存储卡进行在线DNC 加工， 因此避免了使用RS-232C 口和计算机， 提高了运行可靠性。n3 有双向螺距误差补偿。n4 可选用16i，18i 用的Manual Guide i。n5 有加工条件的选择功能。1010版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播CNC 的显示画面n对应CNC MDI 键盘上的一个功能键即 有一个相应的显
5、示画面：nPOS：位置显示画面nPROG：程序画面nOFFSET/SETTING：刀具偏置补偿 /SETTING 画面nSYSTEM：参数，PMC，系统软硬件配置 ，功能调试画面nMESSAGE：报警，操作信息，履历画面nGRAPH：刀具轨迹，工件形状的图形模拟1111版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播机床的工作方式nCNC系统的设计者根据机床的实际操作 设计了以下几种工作方式：nMDI：手动数据输入（机床不用程序控制的手 动操作和参数的手动输入/输出）方式nEDIT：编辑加工程序的方式nMEM：用存储在存储器中的程序加工的运行方 式nJOG：手动用按键或开关移动机床的工作台，
6、刀具nHANDLE：用手摇盘（电子手轮）移动机床的 工作台，刀具nREF：机床返回参考点（零点） 1212版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播硬件接口及连接 制作 刘云清1313版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播1414版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播硬件概要1515版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播硬件连接（0i 、16I、18I、21I系列总连接图）显示器分离型1616版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播1717版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播系统连接电缆分类及布线处理1818版权所有未经允许不得传播版权所
7、有未经允许不得传播1919版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播接地n（1） 信号地系统（SG）n信号地（SG）提供了电信号系统的参 考电压（0V）。n（2） 框架地系统n框架地系统（FG）用于安全方面，并 且抑制内部和外部噪声。在框架地系统中 ，将单元的外壳框架、面板和单元之间接 口电缆的屏蔽连接在一起。n（3） 系统地系统n系统地系统用来将设备和单元的框架 地系统和大地连接起来。2020版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播2121版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播接地系统中的注意事项n在CNC 控制单元中仅在一处将信号地 与框架地（FG）连接起来。n系统
8、地的电阻应该为100 或更小（3 级接地）。n系统地的电缆必须有足够的横截面积 以保证安全地将系统故障（比如短路）时 的过载电流导入地下。n（通常，它的横截面积至少与交流电 源线的横截面积相同或更大。）n使用带有接地线的交流电源线，以保 证供电时地线接地。2222版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播动力电源的接通、断开2323版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播控制单元的信号接地方法2424版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播外部24VDC 电源（稳压电源）指标：n输出电压：+24V10%（21.6V26.4V ）n（包括电压波动和噪声，见下图。）n输出电流
9、：连续负载电流必须大于CNC 的 耗散电流 （在强电柜内允许的最高温度下）。n负载的波动（包括突变电流）：n由于外部输出或其它因素使负载波动时输出 电压不要超出上述范围。n允许的输入瞬间中断持续时间：n10ms（输入幅值下降100%时）n20ms（输入幅值下降50%时）2525版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播有垂直轴时的注意事项n机床有垂直轴时，应选择电压持续时间长的 DC 电源，以减小断电（或电源出现故障）时 垂直轴的下落量。n通常，工作电压下降到小于或等21.6V 时 ，CNC 即解除对伺服的控制，伺服断电。因此 ，在切断AC 电源时，24VDC 电源的维持时间 短，则在制
10、动器工作前伺服即断电，其结果就 造成垂直轴下落量增加。n通常，有足够电容容量的直流电源，切断 AC 电源时，直流电源的保持时间就长。2626版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播电源接通顺序n1. 机床的电源（200VAC）。n2. 伺服放大器的控制电源(200VAC)。n3. I/O Link 连接的从属I/O 设备；n显示器的电源（24VDC）；nCNC 控制单元的电源；n分离型检测器（光栅尺）的电源；n分离型检测器接口的单元（24VDC）2727版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播电源关断顺序 n1. I/O Link 连接的从属I/O 单元断电，n显示单元断电（电
11、源为24VDC），nCNC 控制单元断电（24VDC），n分离型检测器接口单元断电（24VDC） 。n2. 伺服放大器功率电源（200VAC）和 分离型检测器（直线光栅尺）电源断电。n3. 机床的电源（200VAC）断电。2828版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播存储器后备电池（3VDC）n零件的程序，偏置量和系统参数存储在控制单元的 CMOS 存储器中。上述数据在主电源切断时由后备电 池供电保持。n用后备电池可以使存储器中的内容保存一年。n当电池电压降低时，在显示器上就会出现“BAT” 字样的系统报警，并且电池报警信号输出给PMC。当这 一报警信息出现时，请尽快更换电池。n通常
12、，电池应该在2-3 周内更换，这依据系统的配 置而定。n如果电池电压下降很多，存储器的内容就不能继续 被保持。在这种情况下接通控制单元的电源，就会因为 存储器的内容的丢失而出现935 报警（ECC 错误）内 存错误检查和纠正报警。在更换电池后全部清除存储器 内容，重新输入必要的数据。更换控制单元的电池时， 一定要保持控制单元的电源为接通状态。n如果在电源断开的情况下断开存储器的电池，存储 器的内容就会丢失。 2929版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播分离型绝对脉冲编码器的电池（6VDC）n一个电池单元可以使六个绝对脉冲编码器的 当前位置值保持一年。n当电池电压降低时，在LCD 显
13、示器上就会 出现APC 报警3n63n8（n：轴号）。当出现 APC 报警3n7 时，请尽快更换电池（通常应该 在出现该报警后2 到3 周内更换），这取决于 使用的脉冲编码器的数量。n如果电池电压降低太多，脉冲编码器的当前 位置就可能丢失。在这种情况下接通控制器的 电源， 会出现APC 报警3n0（请求返回参考点 报警）。更换电池后，应立即进行机床返回参 考点操作。因此，建议不管有无APC 报警，每 年更换一次电池。 3030版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播与I/O 设备的连接nI/O 设备是用来将CNC 的程序、参数 等各种信息，通过外部设备输入到CNC 中，或从CNC 中输
14、出给外部设备。（ JD36A、JD5A）n手持文件盒（便携3软磁盘驱动器） 是0i 系统的I/O 设备之一。I/O设备的接 口遵循RS-232C 标准，因此0i 系统可以 和任何RS-232-C 接口设备连接。3131版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播与手摇脉冲发生器的连接3232版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播使用手摇脉冲发生器时的电缆长度n手摇脉冲发生器和脉冲编码器一样使用5V 直流电源。电缆电阻引起的电压降不能超过 0.2V（5V 对0 的压降）。n0.2 (0.1 R 2L)/Mn其中： 0.1：为电源给手动脉冲编码器的电流，等于 0.1A。n R： 为每
15、单位长度的导线的电阻/mn m： 0V 电线的数量（=5V 导线的数量）n L： 电线长度mn因此， L m/Rn一般电缆最长为50m。当使用两个手摇脉 冲发生器时，电缆最长为38.37m；当使用三 个手摇脉冲发生器时，最长为25.58m。3333版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播主轴单元的连接3434版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播与伺服放大器连接3535版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播与伺服放大器及分离检测器连接3636版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播分离型绝对检测器用电池连接3737版权所有未经允许不得传播版权所有未经允许不得传播急停信号n急停信号可使机床进入紧急停止状态。该信 号输入至CNC 控制器、伺服放大器以及主轴放 大器。急停信号通常使用按钮开关的B 触点。n关断伺服放大器电源后，伺服电机有一个动 态刹车。然而，即使有动态刹车，与垂直轴连 接的伺服电机由于重力的作用仍可以运动，选 用带抱闸的伺服电机可以解决这个问题。n当主轴电机正在运转时，关断电机动力电源 ，主轴电机由于惯性会继续转动，这是十分危 险的。当急停信号（*ESP）触点断开时，在关 断主轴电机电源之前，必须确认主轴电机已减 速至停止。3838版权所有未经允许不得
