数控系统不能上电的故障诊断.docx

任务1 数控系统不能上电的故障诊断【任务目标】1、了解FANUC 0i D数控系统的配置；2、掌握数控系统的电源控制线路；3、掌握数控系统黑屏类故障的排除方法；4、能够排除数控系统不能上电的故障。【任务描述】有一台YL559数控车床，配备FANUC 0i TD数控系统，机床上电后，数控系统一直处于黑屏状态，如图4-1-1所示。本次任务的工作是找出故障原因并能排除故障。图4-1-1 故障现象【资讯计划】一、资料准备要完成本任务中的故障诊断及排除工作，需要配备以下资料：1、FANUC 0i D数控系统硬件连接说明书；2、FANUC 0i D数控系统维修说明书；3、YL559数控机床电气原理图；4、故障记录单。二、工具、材料准备 要完成本任务中的故障诊断及排除工作，需要配备以下工具和材料，具体见表4-1-1。表4-1-1 工具和材料清单清单名称规格单位数量工具万用表UT33B块1螺丝刀一字把1螺丝刀十字把1尖嘴钳200mm把1剥线钳TU-5022把1电烙铁ST只1材料焊锡1mm2卷1松香盒装盒1导线1.5 mm2m5记号管白色m2三、知识准备1、FANUC 0i D数控系统目前北京FANUC生产的FANUC 0i D数控系统有加工中心/铣床用的0i MD/0i mate MD 和车床用的0i TD/ 0i mate TD，各系统的配置如表4-1-2所示：表4-1-2 0i D 数控系统配置系统型号 应用机床放大器电机0i D 最多5轴0i MD加工中心，铣床等i 系列的放大器i 系列的放大器iI,iS系列iI, iS 系列0i TD车床i 系列的放大器i 系列的放大器iI,iS系列iI, iS 系列0i Mate D 最多4轴0i Mate MD加工中心，铣床i 系列的放大器iS 系列0i Mate TD车床i 系列的放大器iS 系列注：对于i 系列, 如果不配FANUC 的主轴电机, 伺服放大器是单轴型或双轴型, 如果配主轴电机，放大器是一体型(SVSPM)。2、CNC上电回路分析FANUC 0i D数控系统使用DC24V电源，数控系统获得电源、正常工作后，会进入系统版本号显示屏幕，系统进入初始化的过程。CNC所需要的外部DC24V电源可使用开关电源。机床上的开关电源是把AC220V输入电源整流成输出为DC24V的稳压电源。在FANUC数控系统中，此电源是外购件，FANUC不负责此电源的维修。图4-1-2为开关电源实物图。图4-1-2 开关电源FANUC 0i D数控系统的电源电压范围为DC24V10%（21.6V26.4V），即电源电压的瞬间变化和波动范围要求在10%以内。图4-1-3为YL559数控车床系统供电原理图。外部电网引线为三相AC380V电源，经总开关QF1引入机床。三相进线中的两根线1L1和1L3经QF1、FU1、QF2接入控制变压器TC1的输入端。AC380V的电源经过变压器TC1变压后转换成AC220V，然后再经过开关电源整流成DC24V的稳压电源，给数控系统供电。图4-1-3 YL559系统供电原理图3、数控系统不能启动的故障分析每当数控机床出现故障时，维修人员往往都会首先观察CRT上显示的报警信息提示，借助于检查PMC的工作状态信息窗口进行诊断，或通过对梯形图的动态分析来确定故障发生的部位。但是，当数控系统出现不能正常启动，CRT出现黑屏时，维修人员在排除故障时就会失去“眼睛”，使排故变得棘手。通常来说，出现此类故障的原因有以下几种情况：（1）CRT黑屏故障的表现形式为机床电源接通后，CRT及伺服单元无任何显示，机床不能进行任何动作。这种故障多数是由于：电源侧故障； CNC主板电源线路故障。（2）机床电源接通后，CRT没有显示，但输入单元有硬件报警，系统电源LED灯亮，或电源单元有报警（数显或LED灯亮），机床不能进行任何动作。在这种情况下，可以认为CRT本身没有故障，故障可能是： 与系统电源单元相关的电缆接触不良； 系统电源单元自身故障； 与系统电源单元有关的某一路负载存在对地短路现象； I/O接口板故障； 系统软件故障。（3）机床电源接通后，CRT没有显示，但机床仍能正常地执行手动或自动操作。这表明系统的控制及驱动部分正常。故障仅限于： 与CRT单元显示有关的电缆连接不良； 输入CRT单元的电压不正常；CRT显示器自身故障。4、故障诊断前的工作数控机床发生故障时，操作人员应首先停止机床，保护现场，然后对故障进行尽可能详细的记录，并及时通知维修人员。故障记录可以为维修人员排除故障提供第一手资料，应尽可能详细，主要记录内容如下：(1) 故障发生时的情况记录对于本例，故障现象为机床通电后，按下数控系统的“启动”按钮，系统黑屏，无反应，系统电源指示灯不亮，除此之外，无其它异常现象。(2) 故障发生的频繁程度记录对于本例，机床从昨天开始一直存在此故障。(3) 故障的规律性记录对于本例，该故障无规律，周围的数控机床没有发生同一故障。(4) 故障时的外界条件记录对于本例，发生故障时周围的环境温度正常，周围没有强烈的振动源存在，输入电压在机床允许的波动范围内。故障维修前，根据故障现象与故障记录，对照机床、系统说明书进行各项检查以便确认故障原因，检查项目包括：（1）机床的工作状况检查：包括机床的调整情况，机床工作条件是否满足，安装是否合理等。（2）机床运转情况检查（3）机床和系统之间的连接情况检查检查电缆是否有破损，电缆拐弯处是否有破裂或损伤情况；电源线与信号线布置是否合理，电缆连接是否正确、可靠。（4）CNC装置的外观检查是否在电气柜门打开的情况下运行数控系统；切削液或切削粉末是否进入柜内；空气过滤器清洁情况是否良好；电源单元的熔断器是否熔断。维修时检查的原始数据越多，记录越详细，维修就越方便，应根据本单位的实际情况，编制一份故障维修记录表，在系统出现故障时，操作者可以根据故障维修记录表的要求及时填入各种原始数据，供维修时参考。【任务实施】根据诊断思路，进行诊断，步骤如表4-1-3所示。表4-1-3 诊断步骤序号操作步骤图示1观察故障现象为机床电源接通后，CRT无任何显示，电源指示灯不亮，初步判断为电源侧故障2确认电源电压和频率（QF1进线1L1、1L2、1L3为380V左右，即380V10%，以下同）3总电源开关QF1的导通性检查（QF1的出线2L1、2L2、2L3为380V）4熔断器FU1的输入和输出检查5QF2的输入和输出检查6QF3的进线4L1和4L3线路检查（4L1和4L3应为380V）7QF3的导通性检查（测量出线U41和W41间电压是否为380V）8变压器TC1的输入端U41、W41线路检查（测量变压器TC1的输入端U41、W41是否为380V）9变压器TC1的性能检查（测量出线U42、W42间电压是否为220V左右，即220V10%，以下同）10开关电源输入检查（检查进线U42、W42间电压是否为220V）11开关电源输出检查（检查出线5、0间电压是否在21.6V26.4V之间）12继电器KA9线路检查（测量继电器KA9的动合触点5和0之间的电压是否为24V）13继电器KA9的导通性检查（继电器KA9得电，动合触点6和7之间的电压是否为24V）14NC电源输入端检查是否为24V，结果显示为0V15NC电源输入线路检查（断电用万用表电阻档检查，发现开路，故障定位通过上述诊断发现，出现系统黑屏，不能启动，是由于系统存在断路造成的，属于电源故障，而电源故障是系统不能启动的最常见的一种故障。上述诊断过程是按照数控系统的供电线路逐一检查各线路来确定故障点的，实际诊断时是否有更简洁的方法呢？故障确定后，可按照如下步骤进行维修，如表4-1-4所示。表4-1-4 维修步骤序号操作步骤图示1剥线（工艺要求：线头长短合适，不能伤线）2连线（工艺要求：两端连接后，必须在连接处上焊锡）3测量（断电测量，电阻为0）4包线（焊完后，必须用绝缘胶布包线，不允许有导体露出）5整线（工艺要求：电线