伺服系统的故障诊断与维修专家讲座.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 数控系统故障诊疗,一、数控系统介绍,二、数控系统自诊疗,三、数控系统诊疗方法和数控机床回参考点故障,四、数控机床主轴驱动系统故障诊疗,五、数控机床进给驱动系统故障诊疗,六、数控机床位置检测系统故障诊疗,伺服系统的故障诊断与维修,第1页,当前数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自特点。,这些结构特点起源于系统初始设计基本要求和工程设计思绪。,对于不一样生产厂家来说，在设计思想上也可能各有千秋。,有系统采取小板结构，便于板子更换和灵活结合，而有系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作可靠性，促使系统平均无故障率不停提升。,不论哪种系统，它们基本原理和组成是十分相同。,伺服系统的故障诊断与维修,第2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成：,硬件控制系统,是以微处理器为关键，采取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（包含显示器、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，包含数据输入输出、插补控制、刀具赔偿控制、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、测量技术等方面知识。,伺服系统的故障诊断与维修,第3页,数控系统介绍,数控系统中含有代表性主要有,FANUC,企业系统、,SIEMENS,企业系统、,MITSUBISHI,企业系统、,A-B,企业系统、,FAGOR,企业系统等,主要介绍：,FANUC,系统、,SIEMENS,系统、,MITSUBISHI,系统,伺服系统的故障诊断与维修,第4页,FANUC,系统,FANUC,数控装置,F0,，,F10,，,F11,，,F12,，,F15,，,F16,等系列，每一个系列数控装置可提供各种可选择功效，适应于各种机床使用。,结构：由大板结构转向模块化结构,伺服系统的故障诊断与维修,第5页,惯用数控系统介绍,（一）,FANUC,数控系统介绍,FANUC,企业创建于,1956,年，,1959,年首先推出电液步进电机。,70,年代，首先从,Gettes,企业引进直流伺服电机制造技术，首先与西门子合作，学习其先进硬件技术，,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,成为世界上最大专业数控生产厂家。,FANUC,企业当前生产,CNC,装置有：,F0,、,F10,F11,F12,、,F15,、,F16,、,F18,。,F00,F100,110,120,150,系列是在,F0,10,11,12,15,基础上加了,MMC(,MultiMediaCard,多媒体存放卡,),功效，即,CNC(Computer numerical control),、,PMC,、,MMC,三位一体,CNC,。,伺服系统的故障诊断与维修,第6页,产品特点：,结构上长久采取大板结构，但在新产品中已采取模块化结构,采取专用,LSI(Large-scale integration,大规模集成电路,),，以提升集成度、可靠性，降低体积和降低成本,产品应用范围广。每一,CNC,装置上可配各种控制软件，适合用于各种机床,不停采取新工艺、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,装置体积降低，采取面板装配式，内装式,PMC,（可编程机床控制器）,伺服系统的故障诊断与维修,第7页,FANUC6,系统（,1979,年）,FS6,是,FANUC,早期代表性产品之一,。,在,70,年代末与,80,年代早期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,采取西门子企业产品外，其余部分完全相同,硬件采取大板结构，上面插有电源模块、存放器板等小板，,CPU,采取,8086,，该,CNC,系列为多微处理器控制系统，其主,CPU,、,PMC,及图形显示,CPU,均为,8086,伺服驱动系统采取,FANUC,直流驱动系统，经过脉冲编码器进行位置检测，组成半闭环位置控制系统,伺服系统的故障诊断与维修,第8页,系统普通带有独立安装电气柜，电气柜内安装了系统主要部件（如,CNC,装置、伺服驱动、输入单元、电源单元）,主轴驱动系统采取,FANUC,交流主轴驱动装置，该单元为分开安装式，普通安装在强电柜内,系统软件为固定式专用软件,我国,80,年代进口数控机床，均大量配套采取,FS6,系统，直到当前依然有较多配套,FS6,机床在使用中，这些设备大多进入故障多发期，所以，它是数控机床维修中常见系统之一。,F3,简化版（经济型）,另注：,Fs6,F9,强化版 （,1980,年）,伺服系统的故障诊断与维修,第9页,F11,系列（,1984,年）,F11,系列是,FANUC,企业,20,世纪,80,年代早期开发并得到广泛应用,FANUC,代表性产品之一,，,在,80,年代进口高档数控机床上广为采取,，,所以，它亦是维修中常见系统之一。同系列产品有,F10,11,12,三种基本规格，其基本结构相同，性能与使用场所有所区分。,F11,硬件依然采取大板结构（主板）,，,主,CPU,为,68000,，它也是一个多微处理器控制系统,硬件尽可能采取专用大规模集成电路及厚膜电路（,22,块），元件降低,30,伺服系统的故障诊断与维修,第10页,CNC,系统和操作面板、,I/O,单元之间采取光缆连接，降低了信号线，抗干扰能力提升,F11,系统既能够带独立安装电柜，也可进行分离式安装,伺服驱动与主轴驱动普通采取,FANUC,模拟式交流伺服驱动系统,系统软件可固定式专用软件，最大能够控制,5,轴，并实现全部控制轴联动,伺服系统的故障诊断与维修,第11页,F0,系统（,1985,年）,F0,系列是,FANUC,企业,20,世纪,80,年代中后期开发产品，是,FANUC,代表性产品之一。是中国市场上销售量最大一个系统（,F0C,系列，,F0D,系列），产品目标是体积小、价格低，其中,F0,MC/TC,是其代表性产品，,F0,MD,和,F0,TD,为,F0,MA,和,F0,TA,简化版（经济型）。,硬件结构采取了传统结构方式，即在主板上插有存放器板、,I/O,板、轴控制模块以及电源单元。其主板较其它系列主板要小得多，所以，在结构上显得较紧凑，体积小,F0,系列为多微处理器,CNC,系统，,F0A,系列主,CPU,为,80186,，,F0B,系列主,CPU,为,80286,，,F0C,系列主,CPU,为,80386.,内置可编程控制器（,PLC,）,CPU,为,8086,伺服系统的故障诊断与维修,第12页,F0,能够配套使用,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，能够实现高速、高精控制,采取了高性能固定软件与菜单操作软功效面板，能够进行简单人机对话式编程,含有各种自诊疗功效，方便于维修,F0i,系统采取总线技术，增加了网络功效，并采取了“闪存”（,FLASH ROM,）。系统能够经过,Remote buffer,接口与,PC,相连，由,PC,机控制加工，实现信息传递，系统间也能够经过,I/O Link,总线进行相连,F0 Mate,是,F0,系列派生产品，与,F0,相比是结构更为紧凑经济型,CNC,装置,伺服系统的故障诊断与维修,第13页,FANUC15,16,18,系统,F15,16,18,16i,18i,系列系统有,F,15,16,18,、,F,15i,16i,18i,及,FS,150,160,180,、,F160i,180i,等型号，该系列系统是专门为工厂自动化设计数控系统，是当前国际上工艺与性能最先进数控系统之一，在美国、日本、欧洲制造业中已普遍使用。,系统硬件与微电子技术发展同时，采取了超大规模集成芯片，,CPU,能够是,80486,或,PENTIUM,系列处理器，带,64,位,RISC,芯片等,伺服系统的故障诊断与维修,第14页,系统元器件采取了立体化、高密度安装方式（,FANUC,企业专利技术），除主板外，印刷电路板均按物理功效分成小模块，依据用户要求和系统规模，分别插在主板上，系统扩展轻易，维修方便，体积小,F15,采取了模块式多主总线（,FANUC BUS,）结构，多,CPU,控制系统，、主,CPU,采取了,68020,，还采取了一个子,CPU,，在,PMC,、轴控制、图形控制、通信及自动编程中也都有各自,CPU,系统采取,8.4in,或,9.5in TFT,（,Thin Film Transistor,薄膜晶体管）彩色液晶显示器,伺服系统的故障诊断与维修,第15页,系统可配套,i,系列数字式交流伺服系统，主轴控制可采取,i,系列主轴驱动系统,F15,16,18,系列系统既可单机运行，也可经过,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。经过,I/O link,（串行口）接口还能够连接各种外围设备。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，实现车间自动化,伺服系统的故障诊断与维修,第16页,F16,18,系统总体结构图,CNC,I/O,单元,强电回路,传感器,/,线圈,电源,变压器,电源,主计算机,伺服驱动,主轴驱动,主轴电动机,伺服电动机,操作面板接口,机床操作面板,MDI/CRT,单元,I/O,接口,I/O,设备,手轮,伺服系统的故障诊断与维修,第17页,FANUC30i-MODEL A,日本,FANUC,最新高档控制器，是当前配置最高数控系统。,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。,伺服系统的故障诊断与维修,第18页,FANUC,系统,F0,系列数控装置是多微处理器系统,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。,伺服系统的故障诊断与维修,第19页,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,系列主板采取大板结构，其它板和模块采取了小板，均插在主板上。,F12,系列全部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,PMG,CPU,是,6800,。,伺服系统的故障诊断与维修,第20页,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、自动编程功效中都有各自,CPU,F15,系列可组成,215,轴系统，适合用于大型机床、多系统和多轴控制,伺服系统的故障诊断与维修,第21页,FANUC,系统,F16,系列功效位于,F15,系列和,F0,系列之间,结构：多主控总线，它在采取,32,位,CISC(Complex Instruction 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。,伺服系统的故障诊断与维修,第22页,FANUC,系统,F18,系列是在,F16,系列之后推出,32,位数控装置，功效位于,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。,伺服系统的故障诊断与维修,第23页,SIEMENS,系统,SIEMENS,数控装置有,SINUMERIK 3,8,810,，,820,，,550,，,880,，,805,，,840,等系列数控装置，每个系列都有适合用于不一样加工类型机床数控装置。,结构：,SIEMENS,数控装置采取模块化结构，含有接口诊疗功效和数据通信功效,伺服系统的故障诊断与维修,第24页,（二）,SIEMENS,数控系统介绍,SIEMENS,企业是生产数控系统著名厂家，,SINUMERIK,CNC,数控装置主要有：,SINUMERIK 3,8,810,820,850,805,840,系列等。,伺服系统的故障诊断与维修,第25页,SIEMENS 810,820,系统,SIEMENS 810,820,是西门子企业,20,世纪,80,年代中期开发,CNC,、,PLC,一体型控制系统，它适合于普通车、铣、磨床控制，系统结构简单、体积小、可靠性高，在,80,年代末、,90,年代初数控机床厂上使用较广。,810,与,820,区分仅在于显示器，,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,伺服系统的故障诊断与维修,第26页,810,820,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、存放器（,MEM,EPROM,RAM,）板、,I/O,板、接口板、显示控制板、位控板、机箱等硬件组成。硬件采取了较多,LSI,和专用集成电路,主,CPU,采取,80186,PLC,最大,128,点输入,64,点输出，用户程序容量,12KB,，,PLC,采取,STEP5,语言编程,伺服系统的故障诊断与维修,第27页,SIEMENS 3,系统,SIEMENS 3,系统是西门子企业,80,年代早期开发出来中等全功效数控系统，是西门子企业销售量最大系统，是,20,世纪,80,年代欧洲经典系统。,采取模块化结构，由,CPU,模块，,NC,存放器模块，操作面板接口，,NC,PC,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,存放器及各种,I/O,等,17,个模块组成,3,系统机柜因配置、类别、型号不一样，能够分为单框架、单,PLC,双框架、双,PLC,双框架结构,伺服系统的故障诊断与维修,第28页,采取,INTEL 8086CPU,轮廓轨迹控制,CNC,系统，系统可控制,4,轴，任意,3,轴联动,PLC,采取,SIMATIC S5,PLC130,B,，输入输出点各,512,点,采取,12in,彩色显示器或,9in,单色显示器,伺服系统的故障诊断与维修,第29页,SIEMENS 850,880,850,880,是西门子,80,年代末期开发机床及柔性制造系统，含有机器人功效。适合高功效复杂机床,FMS,、,CIMS,需要。是一个多,CPU,轮廓控制,CNC,系统。,1986,年西门子企业采取数控,3,系统电路板标准（,230mm,高），,NC,PLC,双口,RAM,耦合方式，,INTEL 80186CPU,芯片，生产出,850,系统，它,PLC,还是沿用,130WB,或,150U,1988,年针对,850,系统缺点，又推出全,80186,数控,880GA1,型系统，后推出主,CPU,采取,80386,880GA2,型系统,伺服系统的故障诊断与维修,第30页,850,880,系统基本结构普通都由操作面板、主机箱、机床控制面板,3,大部分组成，采取两个机架支撑两列中央控制器，中央控制器包含,NC,CPU,、,SV,CPU,（伺服,CPU,）、,COM,CPU,（通信,CPU,）、,PLC,CPU,及插入式扩展模块。插入式扩展模块有：测量回路模块、存放器模块、,NC,CPU 2,4,、,SV,CPU 2,4,、,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、全功效键盘及两个串口,用户程序存放器,RAM,容量为,128KB,，,EPROM,容量为,128KB,，用户数据存放器,RANM,容量为,48KB,，,I/O,点最大为,1024,，计时器,256,，计数器,128,个,采取,SINNEC HI,总成连接方式计算机联网,伺服系统的故障诊断与维修,第31页,SIEMENS 802,系列系统,SIEMENS 802,系列系统包含,802S,Se,Sbase line,、,802C,Ce,Cbase line,、,802D,等型号，它是西门子企业,20,世纪,90,年代末开发集,CNC,、,PLC,于一体经济型控制系统。近年来在国产经济型、普及型数控机床上有较大量使用。,802,系列数控系统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（,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,伺服系统的故障诊断与维修,第32页,802S,、,802C,系列是西门子企业为简易数控机床开发经济型系统，两种系统区分是：,802S,系列采取步进电动机驱动；,802C,、,802D,系列通常采取,SIEMENS611,数字式交流伺服驱动系统,802S,、,802C,系列系统,CNC,结构完全相同，能够进行,3,轴控制,3,轴联动；系统带有,10V,主轴模拟量输出接口，能够配含有模拟量输入功效主轴驱动系统（如变频器）,802S,、,802C,系列系统能够配,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,采取了,10.4in,彩色液晶显示器,伺服系统的故障诊断与维修,第33页,集成内置式,PLC,最大能够控制,64,点输入与,64,点输出，,PLC,I/O,模块与,ECU,间经过总线连接,802D,与,802S,、,802C,有较大不一样，在功效上比,802S,C,系统有了改进与提升，系统采取,SIEMENS PCU210,模块，控制轴数为,4,轴,4,轴联动，能够经过,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主轴驱动系统,802D,除保留了,SIEMENS,传统编程功效外，一是,增加了,PLC,程序“梯形图”显示功效,，方便维修；二是能够使用非,SIEMENS,代码指令进行编程，系统开放性更强,伺服系统的故障诊断与维修,第34页,SIEMENS 810D,840D,系统,图：,840D,硬件结构图,IM,361,S7,扩展接口,MMC100/MMC102,人机对话操作面板,编程器,电机,电机,E/R,电源,模块,NCU,CPU,模块,进给,主轴,伺服系统的故障诊断与维修,第35页,SIEMENS 810D,840D,系统结构相同，但在性能上有较大差异。,810D,采取,SIEMENS CCU,（,Compact Control Unit,）模块，最大控制轴数为,6,轴,840D,采取,SIEMENS NCU,（,Numerical Control Unit,）模块，处理器为,PENTIUM,（,NCU573,）或,AMD K6,2,（,NCU572,）或,486,（,NCU571,）系列，当采取,NCU572,或,573,时，,CNC,存放容量为,1GB,，最大控制轴数可达,31,轴，,10,通道同时工作；采取,NCU571,时，控制轴数为,6,轴，,2,通道同时工作。,840D,NCU,与,PLC,都集成在这个模块上，它是,840D,关键,伺服系统的故障诊断与维修,第36页,数控与驱动接口信号是数字量,系统由操作面板、机床控制面板、,NCU,（,CCU,）、,MMC,、,611,伺服驱动、,I/O,模块等单元组成（如图所表示）,人机界面,MMC,，操作面板,OP,（包含,10.4inTFT,显示器与,NC,键盘）、机床操作面板,MCP,，普通安装在操纵台上，它们与,CCU,（,NCU,）间经过,PROFIBUS,总线连接,MMC,实际上是一台独立计算机，它有独立,PENTIUM CPU,、硬盘、软驱、,TFT,显示器、,NC,键盘，能够在,WINDOWS,环境下运行,伺服系统的故障诊断与维修,第37页,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,S7,300,兼容,PLC,使用与,S7,300,相同软件与硬件，,PLC,电源模块、接口模块、,I/O,模块单独安装，它们与系统间经过,S7,总线与,CCU,或,NCU,连接,伺服系统的故障诊断与维修,第38页,经过,CNC,与,611D,、,S7,可编程序控制器组 合，能够组成满足不一样要求全数字控制系统,除以上经典系统外，,SIEMENS,企业还有早期生产,SIEMENS 6,系统（与,FANUC,企业合作生产），,SIEMENS 8,、,SIEMENS 840C,等。以上系统多见于进口机床，,840C,与,840D,功效相同。,伺服系统的故障诊断与维修,第39页,SIEMENS,系统,810,系列：,按功效分有,810T,810G,810N,；,按型号分有,810,、,810,、,810,应用：中、低级功效中、小型机床。,810,型适合用于车床和铣床，控制,3,轴，联动,2,轴；,810,型适合用于车床、铣床和磨床，控制,4,轴，联动,3,轴；,810,型适合用于车床、铣床、磨床和冲压类机床，控制,5,轴，联动,3,轴。,CPU,：,80186,系统分辨率为,lm,，内置,PLC,为,128,点输人、,54,点输出。系统含有轮廓监控、主轴监控和接口诊疗等功效。,伺服系统的故障诊断与维修,第40页,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：各种机床，,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。,伺服系统的故障诊断与维修,第41页,SIEMENS,系统,850,、,880,型是多微机轮廓轨迹控制数控装置，含有机器人功效。,应用：复杂功效机床以及,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，含有很强通信功效，可在加工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。,伺服系统的故障诊断与维修,第42页,SIEMENS,系统,840C,型数控装置是,32,位微处理机系统，含有,CAD,功效。控制多轴，,5,轴联动。内置,PLC,用户程序存放器为,32KB,，可扩展到,256MB,。,应用：全功效车床、铣床、加工中心以及,FMS,和,CIMS,伺服系统的故障诊断与维修,第43页,SIEMENS,系统,8,型数控装置是用于柔性制造控制系统，它采取多微处理器,CPU,：都为,8086,该数控装置可扩展至控制,12,个轴，适合用于车、镗、铣床和加工中心。,伺服系统的故障诊断与维修,第44页,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。,伺服系统的故障诊断与维修,第45页,MITSUBISHI,系统,MELDAS 50,系列采取,32,位,RISC,处理器，系统采取总线连接方式。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，还含有示波器功效，可显示伺服特征曲线。,伺服系统的故障诊断与维修,第46页,MITSUBISHI,系统,MITSUBISHI 64,系列数控装置采取,64,位,CPU,，总线连接方式，内置,PLC,使用专用高集成芯片。,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。,伺服系统的故障诊断与维修,第47页,CNC,故障自诊疗,故障自诊疗技术是当今数控系统一项十分主要技术，它强弱是评价系统性能一项主要指标。,大型,CNC,、,PLC,装置都配有故障诊疗系统，能够由各种开关、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醒，诊疗故障部位和地点。,伺服系统的故障诊断与维修,第48页,伴随微处理器技术快速发展，数控系统自诊疗能力越来越强，从原来简单诊疗朝着多功效和智能化方向发展。其报警种类，由,10,种到,20,种，现在已经有到达几千种。,当数控系统一旦发生故障，借助系统自诊疗功效，往往能够快速、准确地查明原因并确定故障部位。所以，对维修人员来说，熟悉和利用系统自诊疗功效是十分主要。,惯用自诊疗方法归纳起来普通可分三种。,伺服系统的故障诊断与维修,第49页,开机（开启）自诊疗,运行（在线）自诊疗,脱机（离线）诊疗。,伺服系统的故障诊断与维修,第50页,开启自诊疗,定义：当数控装置通电后，系统自诊疗软件对数控装置中关键硬件和控制软件，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。假如检测通不过，即在显示器上显示报警信息或报警号，指示故障部位。当全部诊疗项目都正常经过后，系统进人正常运行准备状态。,伺服系统的故障诊断与维修,第51页,开启自诊疗,在对数控系统进行维修时，维修人员应了解该系统自诊疗能力，所能检验内容及范围，做到心中有数。在碰到级别较高故障报警时，能够关机，重新开机，让系统再进行开机自诊疗，检验数控系统这些关键部分是否正常。,伺服系统的故障诊断与维修,第52页,在线自诊疗,定义：数控系统正常工作时，运行内部诊疗程序，对系统装置、伺服驱动单元、,PLC,以及与数控装置相连其它外部装置进行自动检测，查找并显示相关状态信息和故障信息,伺服系统的故障诊断与维修,第53页,在线自诊疗,在线自诊疗是数控系统正常工作时，运行内部诊疗程序，对系统本身、,PLC,、位置伺服单元以及与数控装置相连其它外部装置进行自动测试、检验，并显示相关状态信息和故障信息。只要数控系统不停电，这种自诊疗会重复进行，不会停顿。,伺服系统的故障诊断与维修,第54页,CNC,系统自诊疗能力不但能在,CRT,上显示故障报警信息，而且还能以多页,“,诊疗地址,”,和,“,诊疗数据,”,形式为用户提供各种机床状态信息。这些状态信息有：,a.CNC,系统与机床之间接口输入输出信号状态；,b.CNC,与,PLC,之间输人输出信号状态,；,伺服系统的故障诊断与维修,第55页,c.PLC,与机床之间输入输出信号状态；,d.,各坐标轴位置偏差值；刀具距机床参考点距离；,e.CNC,内部各存放器状态信息；伺服系统状态信息；,f.MDI,面板、机床操作面板状态信息等等。,充分利用,CNC,系统提供这些状态信息，就能快速准确地查明故障、排除故障。,伺服系统的故障诊断与维修,第56页,FANUC,系统在线自诊疗,FANUC,系统在线自诊疗普通分为状态显示和故障信息显示。,状态显示内容常以二进制,0,或,1,表示，上千条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含由外部原因造成不执行指令状态显示,复位状态显示、,TH,报警状态显示、存放器内容异常状态显示、位置偏差量显不、伺服控制信号显示、旋转变压器或同时感应器检测结果显示等。,接口显示主要用于分析故障是处于系统内部、,PLC,侧还是机床侧,;,故障信息显示内容有数百条，它们大都是以报警号和注释来显示,伺服系统的故障诊断与维修,第57页,FANUC,诊疗窗口,一、控制和伺服系统自动运行状态窗口,伺服系统的故障诊断与维修,第58页,FANUC,诊疗窗口,二、绝对编码器状态窗口,伺服系统的故障诊断与维修,第59页,FANUC,诊疗窗口,三、伺服系统状态窗口,伺服系统的故障诊断与维修,第60页,FANUC,系统报警,FANUC,系统报警指示普通包含：,程序错误,(P/S),报警,绝对脉冲编码器,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,伺服系统的故障诊断与维修,第61页,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,指令位置与机床位置偏差大于参数设定值,4n4,号报警：与伺服系统相关报警,4n6,号报警：脉冲编码器断线故障,510581,号报警：超程报警,伺服系统的故障诊断与维修,第62页,SIEMENS,系统在线自诊疗,SIEMENS,数控系统有较强自诊疗功效，监控范围广泛,SIEMENS,系统对监控中发觉故障大多是以报警号和文字显示方式给予提醒，系统依据故障类型决定是否撤消,CNC,准备好信号或者封锁循环开启。对于加工运行中出现故障，系统可能会自动停顿加工过程，等候处理。,伺服系统的故障诊断与维修,第63页,SIEMENS,系统报警,1,号：提供反应工件情况存放器电池能量即将用完，通电更换。,3,号：,PLC,处于停顿工作状态，接口已被封锁，此时机床不能工作。,6,号：提供数据存放器电池能量即将用完，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开启来恢复系统运行,伺服系统的故障诊断与维修,第64页,SIEMENS,系统,1648,号：串口故障。,100196,号：轴报警。,2999,号：程序犯错报警。,30003050,号：同上，模拟时报警。,60006031,号：相关,PLC,报警信息。,70007031,号：特定标志位信息。,伺服系统的故障诊断与维修,第65页,（三）脱机诊疗,一些早期数控系统，当系统出现故障时，往往需要停机，使用随机专用诊疗程序对系统进行脱机诊疗。离线诊疗时将纸带上诊疗程序读人数控装置,RAM,中，由数控系统运行诊疗程序，对故障部位进行检测。,伺服系统的故障诊断与维修,第66页,离线诊疗部位,CPU,RAM,轴控制口和,I/O,口,纸带阅读机,伺服系统的故障诊断与维修,第67页,数控系统故障诊疗方法,一、故障诊疗标准,先外部后内部,发生故障后，采取望、听、嗅、问、摸等方法由外向内逐一进行检验（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污染和侵蚀等）,重视和检验这些部位可快速排除较多故障,伺服系统的故障诊断与维修,第68页,数控系统故障诊疗方法,一、故障诊疗标准,先机械后电气,机械故障易觉察，而数控系统故障诊疗难度相对较大，有些电气故障也是由机械动作失灵而引发,先静后动,不要盲目动手，问清故障发生过程和状态、观察机床现实状况、查明相关资料、分析故障原因后再动手,伺服系统的故障诊断与维修,第69页,数控系统故障诊疗方法,一、故障诊疗标准,先公用后专用,公用性问题往往影响全局，若几个进给轴都不动，先检验电源、,CNC,、,PLC,及液压等公用部位,先简单后复杂,当各种故障相互交织，一时无从下手时，先处理轻易问题，可能会得到一些启发,伺服系统的故障诊断与维修,第70页,数控系统故障诊疗方法,一、故障诊疗标准,先普通后特殊,在排除某一故障时，要先考虑最常见可能原因，然后再分析极少发生特殊原因,例：一台,FANUC 0T,数控车床,Z,轴回零不准，经常是因为降速挡块位置走动所造成。一旦出现这一故障，应先检验挡块，再检验编码器、位置控制等步骤,伺服系统的故障诊断与维修,第71页,数控系统故障诊疗方法,二、故障诊疗步骤,当数控机床发生故障时，普通不要关断电源，对出现信号和现象作好统计,.,1.,尤其注意以下故障信息：,CRT,显示报警号和报警提醒及报警灯,如无报警，了解系统处于何种工作状态？系统工作方式诊疗结果,当前途序段、执行何种指令和何种操作,伺服系统的故障诊断与维修,第72页,数控系统故障诊疗方法,一、故障诊疗步骤,故障发生在何种速度下？轴处于什么位置、与指令值误差量有多大？,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？,有没有其它偶然因数，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,伺服系统的故障诊断与维修,第73页,数控系统故障诊疗方法,一、故障诊疗步骤,2.,步骤,详细了解故障情况,了解、观察、检测,分析故障原因,依据故障现象罗列故障原因、分析、确定查找方向和伎俩、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,伺服系统的故障诊断与维修,第74页,数控机床回参考点故障诊疗,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加工质量,各种赔偿基准,回参考点方式,方式,1,伺服系统的故障诊断与维修,第75页,数控机床回参考点故障诊疗,回参考点方式,方式,2,伺服系统的故障诊断与维修,第76页,数控机床回参考点故障诊疗,回参考点方式,方式,3,伺服系统的故障诊断与维修,第77页,数控机床回参考点故障诊疗,回参考点方式,方式,4,伺服系统的故障诊断与维修,第78页,数控机床回参考点故障诊疗,回参考点故障诊疗,故障类型,1,：找不到参考点,主要是回参考点减速开关产生信号或零标志信号失效。诊疗时，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,机床外部挡块和开关，查,PLC,或接口状态,内,零标志，示波器查信号,伺服系统的故障诊断与维修,第79页,数控机床回参考点故障诊疗,回参考点故障诊疗,故障类型,2,：找不准参考点,主要是参考点开关挡块位置设置不妥引发，需重新调整即可。,例,1,：某数控铣床采取方式一回参考点，,Y,轴回完后比参考点位置超前约一个螺距,分析：动作正常，参考点开关挡块位置不对,伺服系统的故障诊断与维修,第80页,伺服系统的故障诊断与维修,第81页,数控机床回参考点故障诊疗,例,2,：某数控铣床采取方式二回参考点，,X,轴能进行回参考点操作，并以回参考点速度向参考点靠近，但找不到参考点，而是一直以这一速度向前移动，直到碰到限位开关而急停。,分析：回动作正常，,CNC,、伺服正常，一个速度不变，参考点开关有问题，,I/O,口状态观察，开关失效。,伺服系统的故障诊断与维修,第82页,伺服系统的故障诊断与维修,第83页,数控机床回参考点故障诊疗,例,3,：某数控铣床采取方式三回参考点，,X,轴先正方向快速运动，碰到参考点开关后能以慢速反向运动，但找不到参考点，而是一直反向运动，直到碰到限位开关而急停。,分析：减速正常，位置测量装置零标志脉冲信号不正常，,I/O,状态观察参考点开关有否问题，正常则观察零标志脉冲信号。正常则,CNC,测量足见组件通道（用交换法）,伺服系统的故障诊断与维修,第84页,伺服系统的故障诊断与维修,第85页,数控机床回参考点故障诊疗,例,4,：某数控铣床采取方式四回参考点，,Y,轴先正方向快速运动，再反向微动，然后再反向慢速移动，碰到限位开关而停。,分析：,Y