圖解數控工具機故障診斷

《圖解數控工具機故障診斷》介紹了數控工具機故障分析與處理的過程，數控工具機維修中需要的數控系統參數的設定、數據的傳輸。闡述數控系統的硬體、可程式工具機控制器（PLC/PMC）、伺服系統以及工具機機械結構的維護與維修，數控系統故障報警及其處理措施等。

基本介紹

• 中文名：圖解數控工具機故障診斷
• 作者：徐衡
• 出版時間：2012年06月
• 出版社：化學工業出版社
• 頁數：285 頁
• ISBN：9787122135490
• 類別：金屬學與金屬工藝
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝

內容簡介

《圖解數控工具機故障診斷》重點論述配置FANUC數控系統的數控工具機故障診斷，結合編者多年維修工作實踐，所選內容著重於實用性和維修操作技能，儘量減少理論論述，力求內容深入淺出，並以圖解的形式講述，圖文並茂，使其可讀性強，可操作性強。

圖解數控工具機故障診斷

圖書目錄

第1章 數控工具機故障診斷基礎

1 1數控工具機組成2

1 1 1數控工具機加工過程2

1 1 2數控工具機組成2

1 2數控工具機故障及診斷7

1 2 1數控工具機故障7

1 2 2數控工具機發生故障時的處理8

1 2 3故障診斷的基本方法10

1 2 4數控工具機故障診斷原則13

1 3數控工具機故障診斷常用器具14

1 3 1萬用表14

1 3 2示波器16

1 3 3PLC編程器16

1 3 4邏輯測試筆和脈衝信號發生器17

1 3 5數字轉速表18

1 3 6相序表18

1 3 7積體電路測試儀19

1 3 8短路追蹤儀19

1 3 9邏輯分析儀20

1 3 10維修工具20

1 4數控工具機基本信息顯示操作21

1 4 1屏面顯示內容21

1 4 2屏面中顯示的數控系統（CNC）當前狀態信息21

1 4 3顯示屏面的切換22

1 4 4在屏面上顯示刀具的位置23

1 4 5在屏面上顯示程式運行狀態25

思考題27

第2章 數控電氣櫃（強電櫃）故障診斷

2 1數控工具機電氣櫃電路30

2 1 1FANUC 0i/0i MateTC系統強電櫃內基本元件及其功能30

2 1 2電控櫃中導線和電纜的選擇32

2 1 3配線技術33

2 2數控工具機的動力電源、控制電源33

2 2 1動力電源和控制電源供電概況33

2 2 2伺服系統的供電34

2 2 3主軸變頻器的供電35

2 2 4開關電源（DC 24V）35

2 3強電櫃元器件之間的連線及其故障診斷37

2 3 1系統啟動與停止的原理37

2 3 2主軸的正反轉控制38

2 3 3刀架換位與鎖緊38

2 3 4通電前線路檢查38

2 3 5系統通電39

2 3 6系統斷電40

思考題40

第3章 數控系統硬體故障診斷

3 1數控系統硬體配置42

3 1 1數控系統硬體組成42

3 1 2控制單元組成43

3 1 3在畫幕上顯示數控系統的印製電路板和軟體的構成45

3 1 4FAUNC 0i/0i Mate控制單元接口47

3 1 5FANUC 0i數控系統連線52

3 1 6積體電路晶片故障診斷56

3 2FAUNC 0i-C/0i Mate-C數控工具機功能模組連線操作60

3 2 1硬體安裝和連線60

3 2 2系統與外圍設備的連線61

3 2 3系統與主軸變頻器的連線61

3 2 4系統與伺服放大器的連線62

3 2 5系統電源的連線63

3 2 6系統的通電63

3 3更換系統硬體操作65

3 3 1更換單元模組的注意事項65

3 3 2更換主機板操作65

3 3 3更換模組操作66

3 3 4更換電池操作67

3 3 5更換控制單元的風扇操作69

3 3 6更換熔斷絲操作70

3 3 7更換LCD的燈管71

3 4數控系統的干擾74

3 4 1常見的干擾源74

3 4 2抗干擾措施75

3 4 3干擾所引起的故障診斷78

思考題79

第4章 數控系統軟體故障診斷

4 1數控系統軟體82

4 1 1數控系統軟體組成82

4 1 2工具機數據分類與存儲83

4 1 3數據備份與數據恢復83

4 1 4用屏面顯示本機系統軟體的操作84

4 2MDI鍵盤設定工具機參數84

4 2 1參數用途與分類84

4 2 2顯示參數屏面操作86

4 2 3用MDI鍵盤設定參數87

4 2 4設定數控工具機基本功能參數操作90

4 2 5參數在維修中的使用91

4 3由引導屏面進行數據備份與恢復92

4 3 1數據備份操作（把系統檔案、用戶檔案讀到快快閃記憶體儲卡中）92

4 3 2數據恢復操作（把快快閃記憶體儲卡上的檔案寫入CNC的SRAM上）94

4 3 3CF存儲卡格式化（MEMORY CARD FORMAT）95

4 3 4引導屏面備份數據注意事項95

4 4通過通信方式保存和恢複數據96

4 4 1數控系統通信96

4 4 2數控系統與PC計算機通信所需參數設定96

4 4 3由系統與計算機通信輸入/輸出參數98

4 4 4由系統與計算機通信輸入/輸出零件程式99

4 4 5由系統與計算機通信輸入/輸出螺距誤差補償數據99

4 4 6CNC系統與計算機通信應注意的問題101

4 4 7數控系統與計算機數據傳輸過程中常見故障101

4 5設定絲槓螺距誤差補償102

4 5 1絲槓螺距誤差補償原理102

4 5 2絲槓螺距誤差補償使用的參數102

4 5 3絲槓螺距誤差補償實例102

4 5 4絲槓螺距誤差補償操作演練103

思考題105

第5章 數控系統PLC（PMC）故障診斷

5 1PLC圖形程式108

5 1 1數控工具機中PLC(PMC)用途108

5 1 2PMC梯形圖程式109

5 1 3PMC梯形圖符號110

5 1 4FANUC 0i系統PMC與外部信息的交換111

5 1 5PMC用戶程式結構及周期113

5 1 6PMC編程示例113

5 2PMC屏面的操作116

5 2 1PMC診斷屏面116

5 2 2顯示PMC基本選單屏面117

5 2 3操作梯形圖程式（PMCLAD）119

5 2 4PMC 診斷屏面（PMCDGN）127

5 2 5PMC參數屏面（PMCPRM）129

5 3利用PLC（PMC）診斷數控工具機故障134

5 3 1通過PMC查找故障的方法134

5 3 2FANUC 0i外圍I/O信號地址134

5 3 3FANUC 0iC車床電動刀架控制原理135

5 3 4手動換刀故障診斷137

5 3 5運行自動換刀故障診斷138

5 3 6由換刀定時參數引發換刀故障139

5 3 7手動點動故障141

5 3 8超程及超程復位142

思考題144

第6章 進給伺服系統故障診斷

6 1數控工具機伺服系統148

6 1 1伺服系統用途148

6 1 2伺服系統按驅動元件分類148

6 1 3伺服系統的反饋和控制方式149

6 1 4閉環伺服系統原理152

6 1 5交流伺服系統硬體153

6 2數字式伺服參數初始化設定與參數調整158

6 2 1設定伺服參數應該考慮的問題158

6 2 2伺服參數的初始化設定158

6 2 3通過調整參數禁止伺服軸162

6 2 4發生誤差過大報警時的相關參數163

6 2 5調整全閉環振盪和跟蹤精度相關的參數164

6 2 6用參數把全閉環改為半閉環165

6 3進給伺服系統報警故障的分析與處理165

6 3 1屏顯伺服調整屏面報警故障的診斷165

6 3 2屏顯系統發生“400”報警（伺服過熱）167

6 3 3系統發生“401”報警（伺服不能就緒報警）167

6 3 4系統發生“411”報警（伺服移動誤差過大）168

6 3 5系統發生“410”報警（伺服停止誤差過大）169

6 3 6伺服反饋斷線報警（445、446、447號報警）169

6 3 7伺服參數設定異常報警（407～423號報警）170

6 4工具機回參考點故障診斷170

6 4 1工具機參考點170

6 4 2增量（擋塊）方式參考點位置確定171

6 4 3絕對（無擋塊）方式參考點位置確定173

6 4 4返回參考點常見故障175

6 5位置檢測裝置及全閉環系統連線178

6 5 1光柵尺178

6 5 2脈衝編碼器181

6 5 3感應同步器184

6 5 4旋轉變壓器184

6 5 5磁柵尺184

6 5 6FANUC 0iC/0i MateC全閉環的連線185

6 5 7直線光柵尺的連線186

6 5 8全閉環相關的參數187

6 6絕對編碼器有關故障187

6 6 1絕對編碼器不良故障（301～305號報警）187

6 6 2絕對編碼器的電池電壓低（306～308號報警）188

6 6 3α串列脈衝編碼器異常（350號報警）188

6 6 4α串列脈衝編碼器通信異常（351號報警）189

思考題189

第7章 數控工具機主軸驅動系統故障診斷

7 1數控工具機主軸驅動系統概述192

7 1 1數控工具機主軸驅動192

7 1 2主軸驅動系統套用192

7 2數字交流主軸伺服系統192

7 2 1數字（串列）交流主軸伺服系統192

7 2 2FANUC 0i系統串列主軸與主機板的連線193

7 2 3串列主軸系統運行性能的調整194

7 2 4工具機主軸及主軸編碼器的安裝與故障診斷199

7 2 5數字式交流主軸伺服系統的故障診斷200

7 3模擬交流主軸系統的故障診斷202

7 3 1模擬交流主軸伺服系統202

7 3 2交流主軸（模擬接口）伺服系統的控制概況203

7 3 3模擬交流主軸伺服系統模擬電壓（D/A轉換器）的調整203

7 4變頻器FR-S520S-K-R1及其在數控工具機上的套用205

7 4 1變頻器FRS520SKR205

7 4 2變頻器周圍配套設備的基本構成206

7 4 3變頻器FRS520S的連線206

7 4 4變頻器的操作面板210

7 4 5變頻器的基本操作210

7 4 6三菱變頻器的功能參數210

7 4 7在數控工具機上使用變頻器操作面板修改變頻器參數操作練習212

思考題212

第8章 數控工具機機械結構故障診斷

8 1數控工具機精度檢驗216

8 1 1數控工具機機械結構特點216

8 1 2工具機幾何精度216

8 1 3工具機定位精度219

8 1 4工具機切削精度221

8 1 5數控工具機精度檢驗操作223

8 2數控工具機主傳動機械結構維護與維修225

8 2 1數控工具機主傳動225

8 2 2數控車床主軸部件的結構225

8 2 3數控鏜銑類工具機的主軸部件典型結構227

8 2 4數控工具機電主軸228

8 2 5主軸的輔助功能228

8 2 6工具機主傳動經常性維護232

8 2 7垂直安裝主軸（重力軸）電動機拆卸時應注意的問題232

8 2 8主傳動故障診斷233

8 3進給系統機械傳動結構維修234

8 3 1數控工具機進給傳動234

8 3 2滾珠絲槓螺母副調整與維護234

8 3 3消除傳動齒輪間隙238

8 3 4導軌副調整與維護241

8 4換刀裝置及其故障診斷249

8 4 1換刀裝置249

8 4 2刀庫與換刀機械手的故障診斷252

8 4 3刀庫與換刀機械手的維護要點252

8 4 4換刀裝置故障診斷實例252

思考題253

第9章 數控系統故障報警與診斷

9 1單元模組（或電路板）報警燈報警256

9 1 1通電後螢幕不顯示256

9 1 2電源單元（PSM）的LED和七段顯示管報警257

9 1 3主軸單元（SPM）LED和七段顯示管報警259

9 1 4伺服放大器單元（SVM）上LED和七段顯示管報警263

9 2系統屏顯報警266

9 2 1系統屏顯報警號266

9 2 2ROM奇偶檢驗錯誤報警（900號報警）267

9 2 3DRAM奇偶檢驗錯誤報警（910號、911號報警）267

9 2 4SRAM奇偶檢驗錯誤（912號、913號報警）267

9 2 5監控電路或RAM奇偶檢驗錯誤（920號、921號報警）268

9 2 6控制側過熱報警（700號報警）269

9 2 7CPU發生錯誤（930號報警）269

9 2 8PMC系統報警（950報警）269

9 2 924V輸入電源異常（960號報警）270

9 2 10在PMC模組內發生了RAM奇偶錯誤或者NMI(970報警)270

9 2 11SLC內NMI報警（971號報警）270

9 3手動進給故障診斷270

9 3 1螢幕界面的位置顯示和實際刀具全都不能運動270

9 3 2螢幕顯示了工具機坐標值的變化，但應該移動的軸不動作273

9 3 3工具機不能運行手動連續進給（JOG）274

9 3 4工具機不能進行手輪運行275

9 4工具機不能自動運行故障診斷277

9 4 1循環啟動燈不亮時，工具機不能自動運行277

9 4 2啟動燈亮，但是工具機不能自動運行278

9 4 3坐標軸只在快速進給定位（G00）時不動作282

9 4 4坐標軸僅在切削進給（非G00）時不動作283

9 4 5自動運行啟動信號關斷（OFF）283

參考文獻286

序言

我國數控工具機行業正處於高速成長期，社會急需數控工具機維修技術人才，本書從數控工具機維修工作的崗位技能出發，著眼於數控維修基本技能，以維修操作技能為導向，介紹了數控工具機維修中需要的數控系統參數的設定、程式數據的傳輸等。圍繞數控工具機故障診斷，介紹了故障分析與處理的過程，闡述數控系統的硬體、可程式工具機控制器（PLC/PMC）、伺服系統以及工具機機械結構的維護與維修，探討了數控系統故障報警及其處理措施等。

生產現場中所使用的數控工具機、數控系統種類繁多，但是數控工具機維修技術在本質上是相同的，對不同數控工具機的故障診斷在思路上是雷同的。本書重點論述配置FANUC數控系統的數控工具機故障診斷，掌握了一種數控系統故障診斷技術，可採用類比、借鑑方法，診斷配置其他類型數控系統數控工具機的故障。

本書結合編者多年維修工作實踐，所選內容著重於實用性和維修操作技能，儘量減少理論論述，力求內容深入淺出，並以圖解的形式講述，圖文並茂，使其可讀性強，可操作性強。本書是數控工具機維修與操作人員的參考資料，也可作為數控技術專業類學生教材和參考書。

本書由徐衡編著。關穎、田春霞、孫紅雨、王雷、趙明久、李超、周光宇、段曉旭、李文杰、欒敏、楊海、湯振宇、趙玉偉、郎敬喜、劉麗華、徐光遠、關崎煒、朱宇新、張元軍等為本書編寫提供了幫助，在此一併表示感謝。

由於編者水平有限，本書的疏漏及不妥之處，懇請讀者批評指正。

編者

201112