第五章數(shù)控系統(tǒng)故障診療一、數(shù)控系統(tǒng)介紹二、數(shù)控系統(tǒng)自診療三、數(shù)控系統(tǒng)診療方法和數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障四、數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診療五、數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診療六、數(shù)控機(jī)床位置檢測(cè)系統(tǒng)故障診療第1頁(yè)當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，形式各異，組成結(jié)構(gòu)上都有各自特點(diǎn)。

這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)起源于系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)基本要求和工程設(shè)計(jì)思緒。對(duì)于不一樣生產(chǎn)廠家來(lái)說，在設(shè)計(jì)思想上也可能各有千秋。

有系統(tǒng)采取小板結(jié)構(gòu)，便于板子更換和靈活結(jié)合，而有系統(tǒng)則趨向大板結(jié)構(gòu)，使之有利于系統(tǒng)工作可靠性，促使系統(tǒng)平均無(wú)故障率不停提升。不論哪種系統(tǒng)，它們基本原理和組成是十分相同。第2頁(yè)數(shù)控系統(tǒng)是由硬件控制系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng)兩大部分組成：硬件控制系統(tǒng)是以微處理器為關(guān)鍵，采取大規(guī)模集成電路芯片、可編程控制器、伺服驅(qū)動(dòng)單元、伺服電機(jī)、各種輸入輸出設(shè)備（包含顯示器、控制面板、輸入輸出接口等）等可見部件組成。軟件控制系統(tǒng)即數(shù)控軟件，包含數(shù)據(jù)輸入輸出、插補(bǔ)控制、刀具賠償控制、加減速控制、位置控制、伺服控制、鍵盤控制、顯示控制、接口控制等控制軟件及各種參數(shù)、報(bào)警文本等組成。數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，就要分別對(duì)軟硬件進(jìn)行分析、判斷，定位故障并維修。作為一個(gè)好數(shù)控設(shè)備維修人員，就必須具備電子線路、元器件、計(jì)算機(jī)軟硬件、接口技術(shù)、測(cè)量技術(shù)等方面知識(shí)。第3頁(yè)數(shù)控系統(tǒng)介紹

數(shù)控系統(tǒng)中含有代表性主要有FANUC企業(yè)系統(tǒng)、SIEMENS企業(yè)系統(tǒng)、MITSUBISHI企業(yè)系統(tǒng)、A-B企業(yè)系統(tǒng)、FAGOR企業(yè)系統(tǒng)等主要介紹：FANUC系統(tǒng)、SIEMENS系統(tǒng)、MITSUBISHI系統(tǒng)第4頁(yè)FANUC系統(tǒng)FANUC數(shù)控裝置F0，F(xiàn)10，F(xiàn)11，F(xiàn)12，F(xiàn)15，F(xiàn)16等系列，每一個(gè)系列數(shù)控裝置可提供各種可選擇功效，適應(yīng)于各種機(jī)床使用。結(jié)構(gòu)：由大板結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向模塊化結(jié)構(gòu)第5頁(yè)慣用數(shù)控系統(tǒng)介紹

（一）FANUC數(shù)控系統(tǒng)介紹

FANUC企業(yè)創(chuàng)建于1956年，1959年首先推出電液步進(jìn)電機(jī)。70年代，首先從Gettes企業(yè)引進(jìn)直流伺服電機(jī)制造技術(shù)，首先與西門子合作，學(xué)習(xí)其先進(jìn)硬件技術(shù)，1976年成功開發(fā)出5系統(tǒng)，后與西門子聯(lián)合開發(fā)出7系統(tǒng)。從這時(shí)，F(xiàn)ANUC成為世界上最大專業(yè)數(shù)控生產(chǎn)廠家。

FANUC企業(yè)當(dāng)前生產(chǎn)CNC裝置有：F0、F10／F11／F12、F15、F16、F18。F00／F100／110／120／150系列是在F0／10／11／12／15基礎(chǔ)上加了MMC(MultiMediaCard多媒體存放卡)功效，即CNC(Computernumericalcontrol))、PMC、MMC三位一體CNC。

第6頁(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)上長(zhǎng)久采取大板結(jié)構(gòu)，但在新產(chǎn)品中已采取模塊化結(jié)構(gòu)采取專用LSI(Large-scaleintegration大規(guī)模集成電路)，以提升集成度、可靠性，降低體積和降低成本產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣。每一CNC裝置上可配各種控制軟件，適合用于各種機(jī)床不停采取新工藝、新技術(shù)。如表面安裝技術(shù)SMT(SurfaceMountedTechnology表面貼裝技術(shù))、多層印刷電路板、光導(dǎo)纖維電纜等CNC裝置體積降低，采取面板裝配式，內(nèi)裝式PMC（可編程機(jī)床控制器）第7頁(yè)FANUC6系統(tǒng)（1979年）

FS6是FANUC早期代表性產(chǎn)品之一。在70年代末與80年代早期數(shù)控機(jī)床得到了廣泛應(yīng)用。①FS6與西門子6系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本相同（合作產(chǎn)品），除伺服電動(dòng)機(jī)、PLC采取西門子企業(yè)產(chǎn)品外，其余部分完全相同②硬件采取大板結(jié)構(gòu)，上面插有電源模塊、存放器板等小板，CPU采取8086，該CNC系列為多微處理器控制系統(tǒng)，其主CPU、PMC及圖形顯示CPU均為8086③伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采取FANUC直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)過脈沖編碼器進(jìn)行位置檢測(cè)，組成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng)第8頁(yè)④系統(tǒng)普通帶有獨(dú)立安裝電氣柜，電氣柜內(nèi)安裝了系統(tǒng)主要部件（如CNC裝置、伺服驅(qū)動(dòng)、輸入單元、電源單元）⑤主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采取FANUC交流主軸驅(qū)動(dòng)裝置，該單元為分開安裝式，普通安裝在強(qiáng)電柜內(nèi)⑥系統(tǒng)軟件為固定式專用軟件我國(guó)80年代進(jìn)口數(shù)控機(jī)床，均大量配套采取FS6系統(tǒng)，直到當(dāng)前依然有較多配套FS6機(jī)床在使用中，這些設(shè)備大多進(jìn)入故障多發(fā)期，所以，它是數(shù)控機(jī)床維修中常見系統(tǒng)之一。

F3簡(jiǎn)化版（經(jīng)濟(jì)型）另注：Fs6→ F9強(qiáng)化版（1980年）

第9頁(yè)F11系列（1984年）

F11系列是FANUC企業(yè)20世紀(jì)80年代早期開發(fā)并得到廣泛應(yīng)用FANUC代表性產(chǎn)品之一，在80年代進(jìn)口高檔數(shù)控機(jī)床上廣為采取，所以，它亦是維修中常見系統(tǒng)之一。同系列產(chǎn)品有F10／11／12三種基本規(guī)格，其基本結(jié)構(gòu)相同，性能與使用場(chǎng)所有所區(qū)分。①F11硬件依然采取大板結(jié)構(gòu)（主板），主CPU為68000，它也是一個(gè)多微處理器控制系統(tǒng)②硬件盡可能采取專用大規(guī)模集成電路及厚膜電路（22塊），元件降低30％第10頁(yè)③CNC系統(tǒng)和操作面板、I/O單元之間采取光纜連接，降低了信號(hào)線，抗干擾能力提升④F11系統(tǒng)既能夠帶獨(dú)立安裝電柜，也可進(jìn)行分離式安裝⑤伺服驅(qū)動(dòng)與主軸驅(qū)動(dòng)普通采取FANUC模擬式交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)⑥系統(tǒng)軟件可固定式專用軟件，最大能夠控制5軸，并實(shí)現(xiàn)全部控制軸聯(lián)動(dòng)第11頁(yè)F0系統(tǒng)（1985年）

F0系列是FANUC企業(yè)20世紀(jì)80年代中后期開發(fā)產(chǎn)品，是FANUC代表性產(chǎn)品之一。是中國(guó)市場(chǎng)上銷售量最大一個(gè)系統(tǒng)（F0C系列，F(xiàn)0D系列），產(chǎn)品目標(biāo)是體積小、價(jià)格低，其中F0－MC/TC是其代表性產(chǎn)品，F(xiàn)0－MD和F0－TD為F0－MA和F0－TA簡(jiǎn)化版（經(jīng)濟(jì)型）。①硬件結(jié)構(gòu)采取了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式，即在主板上插有存放器板、I/O板、軸控制模塊以及電源單元。其主板較其它系列主板要小得多，所以，在結(jié)構(gòu)上顯得較緊湊，體積?、贔0系列為多微處理器CNC系統(tǒng)，F(xiàn)0A系列主CPU為80186，F(xiàn)0B系列主CPU為80286，F(xiàn)0C系列主CPU為80386.內(nèi)置可編程控制器（PLC）CPU為8086第12頁(yè)③F0能夠配套使用FANUCS系列、α系列、αC系列、β系列等數(shù)字式交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，無(wú)漂移影響，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精控制④采取了高性能固定軟件與菜單操作軟功效面板，能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單人機(jī)對(duì)話式編程⑤含有各種自診療功效，方便于維修⑥F0i系統(tǒng)采取總線技術(shù)，增加了網(wǎng)絡(luò)功效，并采取了“閃存”（FLASHROM）。系統(tǒng)能夠經(jīng)過Remotebuffer接口與PC相連，由PC機(jī)控制加工，實(shí)現(xiàn)信息傳遞，系統(tǒng)間也能夠經(jīng)過I/OLink總線進(jìn)行相連⑦F0Mate是F0系列派生產(chǎn)品，與F0相比是結(jié)構(gòu)更為緊湊經(jīng)濟(jì)型CNC裝置第13頁(yè)FANUC15／16／18系統(tǒng)

F15／16／18／16i／18i系列系統(tǒng)有F－15／16／18、F－15i／16i／18i及FS－150／160／180、F160i／180i等型號(hào)，該系列系統(tǒng)是專門為工廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)，是當(dāng)前國(guó)際上工藝與性能最先進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)之一，在美國(guó)、日本、歐洲制造業(yè)中已普遍使用。①系統(tǒng)硬件與微電子技術(shù)發(fā)展同時(shí)，采取了超大規(guī)模集成芯片，CPU能夠是80486或PENTIUM系列處理器，帶64位RISC芯片等第14頁(yè)②系統(tǒng)元器件采取了立體化、高密度安裝方式（FANUC企業(yè)專利技術(shù)），除主板外，印刷電路板均按物理功效分成小模塊，依據(jù)用戶要求和系統(tǒng)規(guī)模，分別插在主板上，系統(tǒng)擴(kuò)展輕易，維修方便，體積?、跢15采取了模塊式多主總線（FANUCBUS）結(jié)構(gòu)，多CPU控制系統(tǒng)，、主CPU采取了68020，還采取了一個(gè)子CPU，在PMC、軸控制、圖形控制、通信及自動(dòng)編程中也都有各自CPU④系統(tǒng)采取8.4in或9.5inTFT（ThinFilmTransistor薄膜晶體管）彩色液晶顯示器第15頁(yè)⑤系統(tǒng)可配套α／αi系列數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)，主軸控制可采取α／αi系列主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)⑥F15／16／18系列系統(tǒng)既可單機(jī)運(yùn)行，也可經(jīng)過Remotebuffer接口與個(gè)人計(jì)算機(jī)相連，由計(jì)算機(jī)控制加工，實(shí)現(xiàn)信息傳遞。經(jīng)過I/Olink（串行口）接口還能夠連接各種外圍設(shè)備。另外經(jīng)DNC1或DNC2接口，可與CellController或以太網(wǎng)連接，由上位機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)車間自動(dòng)化第16頁(yè)F16／18系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖CNCI/O單元強(qiáng)電回路傳感器/線圈電源變壓器電源主計(jì)算機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)主軸驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)操作面板接口機(jī)床操作面板MDI/CRT單元I/O接口I/O設(shè)備手輪第17頁(yè)FANUC30i---MODELA

日本FANUC最新高檔控制器，是當(dāng)前配置最高數(shù)控系統(tǒng)。特點(diǎn)：1.最大控制系統(tǒng)為10個(gè)系統(tǒng)（通道）；2.最多軸數(shù)和最大主軸配置為40軸，其中進(jìn)給軸32軸，主軸為8軸；最大同時(shí)控制軸數(shù)為24軸/系統(tǒng)；3.最大PMC系統(tǒng)數(shù)為3個(gè)系統(tǒng)；最大I/O點(diǎn)數(shù)為4096點(diǎn)/4096點(diǎn)，PMC基本指令速度為25ns。4.最大可預(yù)讀程序段為1000段。第18頁(yè)FANUC系統(tǒng)F0系列數(shù)控裝置是多微處理器系統(tǒng)F0A系列主CPU：80186；F0B系列主CPU：80286；F0C系列主CPU：80386；內(nèi)置可編程控制器(PMC)CPU：8086。F0系列數(shù)控裝置適用中、小型數(shù)控機(jī)床。第19頁(yè)FANUC系統(tǒng)F10,F11,F12系列有M，T，TT等型號(hào)M型：用于加工中心、銑床、鏜床；T型：用于車床；TT型：用于雙刀架車床。

F10,F11系列主板采取大板結(jié)構(gòu)，其它板和模塊采取了小板，均插在主板上。F12系列全部電路板分別安裝在兩個(gè)底板上。F10,F11，F(xiàn)12系列為多處理器系統(tǒng)，主板GPU和PMGCPU是6800。第20頁(yè)FANUC系統(tǒng)F15系列是32位人工智能型(AI)數(shù)控裝置結(jié)構(gòu)：模塊化多主控(FANUCBUS)總線；主CPU為68020，在PMC,軸控制、圖形控制、通信、自動(dòng)編程功效中都有各自CPUF15系列可組成2~15軸系統(tǒng)，適合用于大型機(jī)床、多系統(tǒng)和多軸控制第21頁(yè)FANUC系統(tǒng)F16系列功效位于F15系列和F0系列之間結(jié)構(gòu)：多主控總線，它在采取32位CISC(ComplexInstructionSetComputer)處理器上增加了32位RISC(ReducedInstructionSetcomputer)高速處理器，用于高速運(yùn)算處理。第22頁(yè)FANUC系統(tǒng)F18系列是在F16系列之后推出32位數(shù)控裝置，功效位于F15系列和F0系列之間，但低于F16系列。特點(diǎn)：可進(jìn)行四軸伺服和兩軸主軸控制。第23頁(yè)SIEMENS系統(tǒng)SIEMENS數(shù)控裝置有SINUMERIK3,8,810，820，550，880，805，840等系列數(shù)控裝置，每個(gè)系列都有適合用于不一樣加工類型機(jī)床數(shù)控裝置。結(jié)構(gòu)：SIEMENS數(shù)控裝置采取模塊化結(jié)構(gòu)，含有接口診療功效和數(shù)據(jù)通信功效第24頁(yè)（二）SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)介紹

SIEMENS企業(yè)是生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)著名廠家，SINUMERIKCNC數(shù)控裝置主要有：

SINUMERIK3／8／810／820／850／805／840系列等。第25頁(yè)SIEMENS810／820系統(tǒng)

SIEMENS810／820是西門子企業(yè)20世紀(jì)80年代中期開發(fā)CNC、PLC一體型控制系統(tǒng)，它適合于普通車、銑、磨床控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可靠性高，在80年代末、90年代初數(shù)控機(jī)床廠上使用較廣。①810與820區(qū)分僅在于顯示器，810為9in單色顯示，系統(tǒng)電源為24V；820為12in單色或彩色顯示，系統(tǒng)電源為交流220V，其余硬件、軟件部分完全一致第26頁(yè)②810／820最大可控制6軸（其中允許有2個(gè)作為主軸控制），3軸聯(lián)動(dòng)③系統(tǒng)由電源、顯示器、CPU板、存放器（MEM／EPROM／RAM）板、I/O板、接口板、顯示控制板、位控板、機(jī)箱等硬件組成。硬件采取了較多LSI和專用集成電路④主CPU采取80186⑤PLC最大128點(diǎn)輸入／64點(diǎn)輸出，用戶程序容量12KB，PLC采取STEP5語(yǔ)言編程第27頁(yè)SIEMENS3系統(tǒng)

SIEMENS3系統(tǒng)是西門子企業(yè)80年代早期開發(fā)出來(lái)中等全功效數(shù)控系統(tǒng)，是西門子企業(yè)銷售量最大系統(tǒng)，是20世紀(jì)80年代歐洲經(jīng)典系統(tǒng)。①采取模塊化結(jié)構(gòu)，由CPU模塊，NC存放器模塊，操作面板接口，NC－PC連接模塊，伺服測(cè)量回路Ⅰ、Ⅱ，PLC編程接口，邏輯模塊，擴(kuò)展設(shè)備接口，PLC存放器及各種I/O等17個(gè)模塊組成②3系統(tǒng)機(jī)柜因配置、類別、型號(hào)不一樣，能夠分為單框架、單PLC雙框架、雙PLC雙框架結(jié)構(gòu)第28頁(yè)③采取INTEL8086CPU輪廓軌跡控制CNC系統(tǒng)，系統(tǒng)可控制4軸，任意3軸聯(lián)動(dòng)④PLC采取SIMATICS5PLC130－B，輸入輸出點(diǎn)各512點(diǎn)⑤采取12in彩色顯示器或9in單色顯示器第29頁(yè)SIEMENS850／880850／880是西門子80年代末期開發(fā)機(jī)床及柔性制造系統(tǒng)，含有機(jī)器人功效。適合高功效復(fù)雜機(jī)床FMS、CIMS需要。是一個(gè)多CPU輪廓控制CNC系統(tǒng)。①1986年西門子企業(yè)采取數(shù)控3系統(tǒng)電路板標(biāo)準(zhǔn)（230mm高），NC－PLC雙口RAM耦合方式，INTEL80186CPU芯片，生產(chǎn)出850系統(tǒng)，它PLC還是沿用130WB或150U②1988年針對(duì)850系統(tǒng)缺點(diǎn)，又推出全80186數(shù)控880GA1型系統(tǒng)，后推出主CPU采取80386880GA2型系統(tǒng)第30頁(yè)③850／880系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)普通都由操作面板、主機(jī)箱、機(jī)床控制面板3大部分組成，采取兩個(gè)機(jī)架支撐兩列中央控制器，中央控制器包含NC－CPU、SV－CPU（伺服CPU）、COM－CPU（通信CPU）、PLC－CPU及插入式擴(kuò)展模塊。插入式擴(kuò)展模塊有：測(cè)量回路模塊、存放器模塊、NC－CPU2～4、SV－CPU2～4、PLC輸入／輸出板及擴(kuò)展單元和接口單元④面板帶有12英寸彩色顯示器、全功效鍵盤及兩個(gè)串口⑤用戶程序存放器RAM容量為128KB，EPROM容量為128KB，用戶數(shù)據(jù)存放器RANM容量為48KB，I/O點(diǎn)最大為1024，計(jì)時(shí)器256，計(jì)數(shù)器128個(gè)⑥采取SINNECHI總成連接方式計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)第31頁(yè)SIEMENS802系列系統(tǒng)SIEMENS802系列系統(tǒng)包含802S／Se／Sbaseline、802C／Ce／Cbaseline、802D等型號(hào)，它是西門子企業(yè)20世紀(jì)90年代末開發(fā)集CNC、PLC于一體經(jīng)濟(jì)型控制系統(tǒng)。近年來(lái)在國(guó)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型、普及型數(shù)控機(jī)床上有較大量使用。802系列數(shù)控系統(tǒng)共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可靠性較高。SINUMERIK802DSolutionLine(sl)全球首展（國(guó)際機(jī)床展），其CNC，PLC和HMI都集成在同一控制單元中。與SINAMICSS120新一代技術(shù)相結(jié)合第32頁(yè)①802S、802C系列是西門子企業(yè)為簡(jiǎn)易數(shù)控機(jī)床開發(fā)經(jīng)濟(jì)型系統(tǒng)，兩種系統(tǒng)區(qū)分是：802S系列采取步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；802C、802D系列通常采取SIEMENS611數(shù)字式交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)②802S、802C系列系統(tǒng)CNC結(jié)構(gòu)完全相同，能夠進(jìn)行3軸控制／3軸聯(lián)動(dòng)；系統(tǒng)帶有±10V主軸模擬量輸出接口，能夠配含有模擬量輸入功效主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（如變頻器）③802S、802C系列系統(tǒng)能夠配OP020獨(dú)立操作面板與MCP機(jī)床操作面板，顯示器為7in或5.7in單色液晶顯示器（802S，802C）；802D采取了10.4in彩色液晶顯示器第33頁(yè)④集成內(nèi)置式PLC最大能夠控制64點(diǎn)輸入與64點(diǎn)輸出，PLCI/O模塊與ECU間經(jīng)過總線連接⑤802D與802S、802C有較大不一樣，在功效上比802S／C系統(tǒng)有了改進(jìn)與提升，系統(tǒng)采取SIEMENSPCU210模塊，控制軸數(shù)為4軸／4軸聯(lián)動(dòng)，能夠經(jīng)過611U伺服驅(qū)動(dòng)器攜帶10V主軸模擬量輸出，以驅(qū)動(dòng)帶模擬量輸入主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)⑥802D除保留了SIEMENS傳統(tǒng)編程功效外，一是增加了PLC程序“梯形圖”顯示功效，方便維修；二是能夠使用非SIEMENS代碼指令進(jìn)行編程，系統(tǒng)開放性更強(qiáng)第34頁(yè)SIEMENS810D／840D系統(tǒng)

圖：840D硬件結(jié)構(gòu)圖IM361S7擴(kuò)展接口MMC100/MMC102人機(jī)對(duì)話操作面板編程器電機(jī)電機(jī)E/R電源模塊NCUCPU模塊

進(jìn)給主軸第35頁(yè)SIEMENS810D／840D系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，但在性能上有較大差異。①810D采取SIEMENSCCU（CompactControlUnit）模塊，最大控制軸數(shù)為6軸②840D采取SIEMENSNCU（NumericalControlUnit）模塊，處理器為PENTIUM（NCU573）或AMDK6－2（NCU572）或486（NCU571）系列，當(dāng)采取NCU572或573時(shí)，CNC存放容量為1GB，最大控制軸數(shù)可達(dá)31軸，10通道同時(shí)工作；采取NCU571時(shí)，控制軸數(shù)為6軸，2通道同時(shí)工作。840DNCU與PLC都集成在這個(gè)模塊上，它是840D關(guān)鍵第36頁(yè)③數(shù)控與驅(qū)動(dòng)接口信號(hào)是數(shù)字量④系統(tǒng)由操作面板、機(jī)床控制面板、NCU（CCU）、MMC、611伺服驅(qū)動(dòng)、I/O模塊等單元組成（如圖所表示）⑤人機(jī)界面MMC，操作面板OP（包含10.4inTFT顯示器與NC鍵盤）、機(jī)床操作面板MCP，普通安裝在操縱臺(tái)上，它們與CCU（NCU）間經(jīng)過PROFIBUS總線連接⑥MMC實(shí)際上是一臺(tái)獨(dú)立計(jì)算機(jī)，它有獨(dú)立PENTIUMCPU、硬盤、軟驅(qū)、TFT顯示器、NC鍵盤，能夠在WINDOWS環(huán)境下運(yùn)行第37頁(yè)⑦E/R電源模塊，它向NCU提供24V工作電源，也向611D提供600V直流母線電壓⑧611D主軸與進(jìn)給模塊，它由E/R電源模塊供電，受控于NCU，并帶動(dòng)主軸或進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)⑨IM361是PLC輸入／輸出接口模塊，與S7－300兼容PLC使用與S7－300相同軟件與硬件，PLC電源模塊、接口模塊、I/O模塊單獨(dú)安裝，它們與系統(tǒng)間經(jīng)過S7總線與CCU或NCU連接第38頁(yè)⑩經(jīng)過CNC與611D、S7可編程序控制器組合，能夠組成滿足不一樣要求全數(shù)字控制系統(tǒng)除以上經(jīng)典系統(tǒng)外，SIEMENS企業(yè)還有早期生產(chǎn)SIEMENS6系統(tǒng)（與FANUC企業(yè)合作生產(chǎn)），SIEMENS8、SIEMENS840C等。以上系統(tǒng)多見于進(jìn)口機(jī)床，840C與840D功效相同。第39頁(yè)SIEMENS系統(tǒng)810系列：按功效分有810T,810G,810N；按型號(hào)分有810Ⅰ、810Ⅱ、810Ⅲ應(yīng)用：中、低級(jí)功效中、小型機(jī)床。810Ⅰ型適合用于車床和銑床，控制3軸，聯(lián)動(dòng)2軸；810Ⅱ型適合用于車床、銑床和磨床，控制4軸，聯(lián)動(dòng)3軸；810Ⅲ型適合用于車床、銑床、磨床和沖壓類機(jī)床，控制5軸，聯(lián)動(dòng)3軸。CPU：80186系統(tǒng)分辨率為lμm，內(nèi)置PLC為128點(diǎn)輸人、54點(diǎn)輸出。系統(tǒng)含有輪廓監(jiān)控、主軸監(jiān)控和接口診療等功效。第40頁(yè)SIEMENS系統(tǒng)3型是標(biāo)準(zhǔn)16位微處理機(jī)系統(tǒng)CPU為8086,控制4軸，聯(lián)動(dòng)3軸。內(nèi)置PLC輸人、輸出各512點(diǎn)。應(yīng)用：各種機(jī)床，3T型用于車床和車削加工中心，3TT型用于雙刀架車床及雙主軸車床；3M型用于鉆床、鏜床、銑床或加工中心；3G型用于磨床，3N型用于沖壓類機(jī)床。第41頁(yè)SIEMENS系統(tǒng)850、880型是多微機(jī)輪廓軌跡控制數(shù)控裝置，含有機(jī)器人功效。應(yīng)用：復(fù)雜功效機(jī)床以及FMS,CIMS需要。CPU：80386，內(nèi)置PLC輸人、輸出點(diǎn)數(shù)為1024，有256個(gè)定時(shí)器和128個(gè)計(jì)數(shù)器?？蛇B線以太網(wǎng)，含有很強(qiáng)通信功效，可在加工同時(shí)與柔性制造系統(tǒng)交換信息。880型數(shù)控裝置可控制24軸，比850型數(shù)控裝置控制多一倍。第42頁(yè)SIEMENS系統(tǒng)840C型數(shù)控裝置是32位微處理機(jī)系統(tǒng)，含有CAD功效?？刂贫噍S，5軸聯(lián)動(dòng)。內(nèi)置PLC用戶程序存放器為32KB，可擴(kuò)展到256MB。應(yīng)用：全功效車床、銑床、加工中心以及FMS和CIMS第43頁(yè)SIEMENS系統(tǒng)8型數(shù)控裝置是用于柔性制造控制系統(tǒng)，它采取多微處理器CPU：都為8086該數(shù)控裝置可擴(kuò)展至控制12個(gè)軸，適合用于車、鏜、銑床和加工中心。第44頁(yè)MITSUBISHI系統(tǒng)MITSUBISHI系統(tǒng)有MELDAS300,500,50,64,600系列數(shù)控裝置和MELDAS-MAGIC50,64系列數(shù)控裝置。第45頁(yè)MITSUBISHI系統(tǒng)MELDAS50系列采取32位RISC處理器，系統(tǒng)采取總線連接方式。內(nèi)置PLC可在顯示器上直接開發(fā)PLC程序。MELDAS50系列數(shù)控裝置實(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)雙系統(tǒng)控制。應(yīng)用：作為數(shù)控車床系統(tǒng)使用，可實(shí)現(xiàn)雙主軸、雙刀架控制。系統(tǒng)為多視窗，實(shí)現(xiàn)多畫面監(jiān)控，還含有示波器功效，可顯示伺服特征曲線。第46頁(yè)MITSUBISHI系統(tǒng)MITSUBISHI64系列數(shù)控裝置采取64位CPU，總線連接方式，內(nèi)置PLC使用專用高集成芯片?？刂疲毫鶄€(gè)伺服軸，一個(gè)主軸，四個(gè)輔助軸，實(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動(dòng)。顯示：靜態(tài)刀具路徑、動(dòng)態(tài)加工跟蹤、圖形坐標(biāo)回轉(zhuǎn)，多方位觀察。第47頁(yè)CNC故障自診療故障自診療技術(shù)是當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)一項(xiàng)十分主要技術(shù)，它強(qiáng)弱是評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能一項(xiàng)主要指標(biāo)。大型CNC、PLC裝置都配有故障診療系統(tǒng)，能夠由各種開關(guān)、傳感器等把油位、溫度、油壓、電流、速度等狀態(tài)信息，設(shè)置成數(shù)百個(gè)報(bào)警提醒，診療故障部位和地點(diǎn)。第48頁(yè)

伴隨微處理器技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)自診療能力越來(lái)越強(qiáng)，從原來(lái)簡(jiǎn)單診療朝著多功效和智能化方向發(fā)展。其報(bào)警種類，由10種到20種，現(xiàn)在已經(jīng)有到達(dá)幾千種。

當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，借助系統(tǒng)自診療功效，往往能夠快速、準(zhǔn)確地查明原因并確定故障部位。所以，對(duì)維修人員來(lái)說，熟悉和利用系統(tǒng)自診療功效是十分主要。慣用自診療方法歸納起來(lái)普通可分三種。第49頁(yè)開機(jī)（開啟）自診療運(yùn)行（在線）自診療脫機(jī)（離線）診療。第50頁(yè)開啟自診療定義：當(dāng)數(shù)控裝置通電后，系統(tǒng)自診療軟件對(duì)數(shù)控裝置中關(guān)鍵硬件和控制軟件，如CPU,RAM,ROM等芯片，MDI,CRT,I/0等模塊、系統(tǒng)軟件、監(jiān)控軟件等逐一進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果在顯示器上顯示出來(lái)。假如檢測(cè)通不過，即在顯示器上顯示報(bào)警信息或報(bào)警號(hào)，指示故障部位。當(dāng)全部診療項(xiàng)目都正常經(jīng)過后，系統(tǒng)進(jìn)人正常運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)。第51頁(yè)開啟自診療

在對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行維修時(shí)，維修人員應(yīng)了解該系統(tǒng)自診療能力，所能檢驗(yàn)內(nèi)容及范圍，做到心中有數(shù)。在碰到級(jí)別較高故障報(bào)警時(shí)，能夠關(guān)機(jī)，重新開機(jī)，讓系統(tǒng)再進(jìn)行開機(jī)自診療，檢驗(yàn)數(shù)控系統(tǒng)這些關(guān)鍵部分是否正常。第52頁(yè)在線自診療定義：數(shù)控系統(tǒng)正常工作時(shí)，運(yùn)行內(nèi)部診療程序，對(duì)系統(tǒng)裝置、伺服驅(qū)動(dòng)單元、PLC以及與數(shù)控裝置相連其它外部裝置進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，查找并顯示相關(guān)狀態(tài)信息和故障信息第53頁(yè)在線自診療

在線自診療是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時(shí)，運(yùn)行內(nèi)部診療程序，對(duì)系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連其它外部裝置進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試、檢驗(yàn)，并顯示相關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。只要數(shù)控系統(tǒng)不停電，這種自診療會(huì)重復(fù)進(jìn)行，不會(huì)停頓。第54頁(yè)

CNC系統(tǒng)自診療能力不但能在CRT上顯示故障報(bào)警信息，而且還能以多頁(yè)“診療地址”和“診療數(shù)據(jù)”形式為用戶提供各種機(jī)床狀態(tài)信息。這些狀態(tài)信息有：

a.CNC系統(tǒng)與機(jī)床之間接口輸入輸出信號(hào)狀態(tài)；

b.CNC與PLC之間輸人輸出信號(hào)狀態(tài)；第55頁(yè)c.PLC與機(jī)床之間輸入／輸出信號(hào)狀態(tài)；

d.各坐標(biāo)軸位置偏差值；刀具距機(jī)床參考點(diǎn)距離；

e.CNC內(nèi)部各存放器狀態(tài)信息；伺服系統(tǒng)狀態(tài)信息；

f.MDI面板、機(jī)床操作面板狀態(tài)信息等等。充分利用CNC系統(tǒng)提供這些狀態(tài)信息，就能快速準(zhǔn)確地查明故障、排除故障。第56頁(yè)FANUC系統(tǒng)在線自診療FANUC系統(tǒng)在線自診療普通分為狀態(tài)顯示和故障信息顯示。狀態(tài)顯示內(nèi)容常以二進(jìn)制0或1表示，上千條狀態(tài)顯示內(nèi)容主要分為接口顯示和內(nèi)部狀態(tài)顯示。內(nèi)部狀態(tài)顯示主要包含由外部原因造成不執(zhí)行指令狀態(tài)顯示復(fù)位狀態(tài)顯示、TH報(bào)警狀態(tài)顯示、存放器內(nèi)容異常狀態(tài)顯示、位置偏差量顯不、伺服控制信號(hào)顯示、旋轉(zhuǎn)變壓器或同時(shí)感應(yīng)器檢測(cè)結(jié)果顯示等。接口顯示主要用于分析故障是處于系統(tǒng)內(nèi)部、PLC側(cè)還是機(jī)床側(cè);故障信息顯示內(nèi)容有數(shù)百條，它們大都是以報(bào)警號(hào)和注釋來(lái)顯示第57頁(yè)FANUC診療窗口一、控制和伺服系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)窗口第58頁(yè)FANUC診療窗口二、絕對(duì)編碼器狀態(tài)窗口第59頁(yè)FANUC診療窗口三、伺服系統(tǒng)狀態(tài)窗口第60頁(yè)FANUC系統(tǒng)報(bào)警FANUC系統(tǒng)報(bào)警指示普通包含：程序錯(cuò)誤((P/S)報(bào)警絕對(duì)脈沖編碼器〔APC)故障報(bào)警伺服系統(tǒng)故障報(bào)警超程故障報(bào)警可編程機(jī)床控制器(PMC)故障報(bào)警過熱故障報(bào)警系統(tǒng)故障報(bào)警第61頁(yè)部分報(bào)警90號(hào)報(bào)警：返回參考點(diǎn)異常400號(hào)報(bào)警：過載或電機(jī)過熱401號(hào)報(bào)警：伺服放大器信號(hào)未返回4n0~4n1號(hào)報(bào)警：CNC指令位置與機(jī)床位置偏差大于參數(shù)設(shè)定值4n4號(hào)報(bào)警：與伺服系統(tǒng)相關(guān)報(bào)警4n6號(hào)報(bào)警：脈沖編碼器斷線故障510~581號(hào)報(bào)警：超程報(bào)警第62頁(yè)SIEMENS系統(tǒng)在線自診療SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)有較強(qiáng)自診療功效，監(jiān)控范圍廣泛SIEMENS系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控中發(fā)覺故障大多是以報(bào)警號(hào)和文字顯示方式給予提醒，系統(tǒng)依據(jù)故障類型決定是否撤消CNC準(zhǔn)備好信號(hào)或者封鎖循環(huán)開啟。對(duì)于加工運(yùn)行中出現(xiàn)故障，系統(tǒng)可能會(huì)自動(dòng)停頓加工過程，等候處理。第63頁(yè)SIEMENS系統(tǒng)報(bào)警1號(hào)：提供反應(yīng)工件情況存放器電池能量即將用完，通電更換。3號(hào)：PLC處于停頓工作狀態(tài)，接口已被封鎖，此時(shí)機(jī)床不能工作。6號(hào)：提供數(shù)據(jù)存放器電池能量即將用完，斷電更換。上述報(bào)誓警在故障排除后，用電源復(fù)位或關(guān)機(jī)重新開啟來(lái)恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行第64頁(yè)SIEMENS系統(tǒng)16~48號(hào)：串口故障。100~196號(hào)：軸報(bào)警。~2999號(hào)：程序犯錯(cuò)報(bào)警。3000~3050號(hào)：同上，模擬時(shí)報(bào)警。6000~6031號(hào)：相關(guān)PLC報(bào)警信息。7000~7031號(hào)：特定標(biāo)志位信息。第65頁(yè)（三）脫機(jī)診療

一些早期數(shù)控系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，往往需要停機(jī)，使用隨機(jī)專用診療程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行脫機(jī)診療。離線診療時(shí)將紙帶上診療程序讀人數(shù)控裝置RAM中，由數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行診療程序，對(duì)故障部位進(jìn)行檢測(cè)。第66頁(yè)離線診療部位CPURAM軸控制口和I/O口紙帶閱讀機(jī)第67頁(yè)數(shù)控系統(tǒng)故障診療方法一、故障診療標(biāo)準(zhǔn)先外部后內(nèi)部發(fā)生故障后，采取望、聽、嗅、問、摸等方法由外向內(nèi)逐一進(jìn)行檢驗(yàn)（各類開關(guān)、連接件、傳感器接觸不良、溫度、濕度、油霧和粉塵對(duì)元件及電路板污染和侵蝕等）重視和檢驗(yàn)這些部位可快速排除較多故障第68頁(yè)數(shù)控系統(tǒng)故障診療方法一、故障診療標(biāo)準(zhǔn)先機(jī)械后電氣機(jī)械故障易覺察，而數(shù)控系統(tǒng)故障診療難度相對(duì)較大，有些電氣故障也是由機(jī)械動(dòng)作失靈而引發(fā)先靜后動(dòng)不要盲目動(dòng)手，問清故障發(fā)生過程和狀態(tài)、觀察機(jī)床現(xiàn)實(shí)狀況、查明相關(guān)資料、分析故障原因后再動(dòng)手第69頁(yè)數(shù)控系統(tǒng)故障診療方法一、故障診療標(biāo)準(zhǔn)先公用后專用公用性問題往往影響全局，若幾個(gè)進(jìn)給軸都不動(dòng)，先檢驗(yàn)電源、CNC、PLC及液壓等公用部位先簡(jiǎn)單后復(fù)雜當(dāng)各種故障相互交織，一時(shí)無(wú)從下手時(shí)，先處理輕易問題，可能會(huì)得到一些啟發(fā)第70頁(yè)數(shù)控系統(tǒng)故障診療方法一、故障診療標(biāo)準(zhǔn)先普通后特殊在排除某一故障時(shí)，要先考慮最常見可能原因，然后再分析極少發(fā)生特殊原因例：一臺(tái)FANUC0T數(shù)控車床Z軸回零不準(zhǔn)，經(jīng)常是因?yàn)榻邓贀鯄K位置走動(dòng)所造成。一旦出現(xiàn)這一故障，應(yīng)先檢驗(yàn)擋塊，再檢驗(yàn)編碼器、位置控制等步驟第71頁(yè)數(shù)控系統(tǒng)故障診療方法二、故障診療步驟當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，普通不要關(guān)斷電源，對(duì)出現(xiàn)信號(hào)和現(xiàn)象作好統(tǒng)計(jì).1.尤其注意以下故障信息：CRT顯示報(bào)警號(hào)和報(bào)警提醒及報(bào)警燈如無(wú)報(bào)警，了解系統(tǒng)處于何種