数控机床故障诊断与维修：FANUC-0IB系统的硬件课件

典型数控系统的硬件结构及硬件故障的诊断与维修

FANUC--0iB系统的硬件

主讲

黄冈科技职业学院机电汽车工程系

2023/9/81典型数控系统的硬件结构FANUC--0iB系统的硬FANUC-0iB系统的硬件

１．

FANUC--0iB系统的硬件构成

２．系统的综合连线介绍

(2).系统与I/O设备的连接(重点介绍RS-232C接口)(3).系统与主轴单元的连接及控制信号

电源介诏(1).

系统与显示单元及MDI单元的连接(4).

数字伺服连接(进给单元)(5).PMC的物理输入/输出点的连接本节学习内容2023/9/82FANUC-0iB系统的硬件１．FANUC--0iB

FANUC--0iB

系统的硬件

１.FANUC--0iB

系统的硬件构成2023/9/83FANUC--0iB系统的硬件

１.FANUC-

CNC单元

显示装置与操作面板

1.FANUC系统硬件构成2023/9/84CNC单元显示装置与操作面板1

CNC单元

显示装置与操作面板2023/9/85CNC单元显示装置与操作面板2023/存储卡和编辑卡主板2023/9/86存储卡和编辑卡主板2023/8/36系统主模块主模块上层功能板主模块下层功能板FANUC—OiB系统主模块2023/9/87系统主模块主模块上层功能板主模块下层功能板FANUC—OiB

FANUC系统I/O模块系统I/O模块及扩展功能板(选择件)2023/9/88FANUC系统I/O模块系统I/O模块及扩展功能板(选择件CB104/CB105、CB106/CB107：为系统内置I/O模块的输入/输出信号接口。

系统内置I/O模块JA3：机床手摇脉冲发生器接口。

JD1A：系统I/OLINK串行输入/输出信号接口。CD38T：以太网卡（为系统选择件）接口。

2023/9/89CB104/CB105、CB106/CB107：为系统内置I硬件的概要主板I/O板提供主要功能2023/9/810硬件的概要主板I/O板提供主要功能2023/8/31

FANUC--0iB

系统的硬件数控装置组成结构回顾2023/9/811FANUC--0iB系统的硬件数控装置组成结构回顾22023/9/8122023/8/312

FANUC系统配置计算机显示装置和MDI键盘机床操作面板α系列主轴模块α系列进给模块α系列主轴电动机α系列进给伺服电动机CNC装置2023/9/813FANUC系统配置计算机显示装置和MDI键盘机床操作

FANUC系统配置显示装置和MDI键盘机床操作面板

CNC装置α系列伺服单元αC系列伺服电动机主轴电动机变频器计算机2023/9/814FANUC系统配置显示装置和MDI键盘机床操作面

FANUC--0iB

系统的硬件

2.综合连线介绍2023/9/815FANUC--0iB系统的硬件

2.综合连线介绍

FANUC-0iB系统的硬件

2023/9/816FANUC-0iB系统的硬件2023/8/3162.综合连线介绍2023/9/8172.综合连线介绍2023/8/317

接口功能2023/9/818接口功能2023/8/318

FANUC-Oi系统实际接线2023/9/819FANUC-Oi系统实际接线2023/8/319

FANUC系统连接图2023/9/820FANUC系统连接图2023/8/320

FANUC-OiMateTB实际接线2023/9/821FANUC-OiMateTB实际接线2023/8/32

FANUC--0iB

系统的硬件数控装置电源介绍2023/9/822FANUC--0iB系统的硬件数控装置电源介绍202

FANUC-0iB系统的硬件数控系统的电源连接(配合图3-2)2023/9/823FANUC-0iB系统的硬件数控系统的电源连接(配合功能:主要提供＋5V、±15V、＋24V、＋24E直流电源。

系统电源单元（POWER）+24V:显示器电源扩展板电源。+24E:系统24V电源。+5V:CPU、存储器电源及编码器电源。±15V:位置模块电源。2023/9/824功能:主要提供＋5V、±15V、＋24V、＋24E直流电源。AI电源单元B2电源单元2023/9/825AI电源单元B2电源单元2023/8/325电源单元（POWER）的功能连接CP3：机床面板的NC起动和NC停止开关CP1：电源单元输入电压（交流200V、50Hz）CP15：CRT直流电源接口

(DC24V)2023/9/826电源单元（POWER）的功能连接CP3：机床面板的NC起动

图3-2系统连接图2023/9/827图3-2系统连接图2023/8/327

FANUC--0iB

系统的硬件(1).系统与显示单元及MDI单元的连接2023/9/828FANUC--0iB系统的硬件(1).系统与显示单(1).系统与显示单元及MDI单元的连接

FANUC-0iB

系统的硬件

系统可以选配LCD液晶显示器(7.2寸.8.4寸.10.4寸)或CRT显示器(9寸),但两种的显示器和MDI接法不一样。(图3-2.图3-4)

选用LCD时,LCD/MD通过光缆与COP20A接口相连接选用CRT时,CRT和MDI分别与JA1.JA2接口用电气相连接2023/9/829(1).系统与显示单元及MDI单元的连接FANUC-0FANUC—0i多种显示装置

FANUC-0iB系统的硬件

2023/9/830FANUC—0i多种显示装置FANUC-0iB系统的系统显示器(CRT)2023/9/831系统显示器(CRT)2023/8/331

图3-2系统连接图2023/9/832图3-2系统连接图2023/8/332MDI键盘控制电路系统显示电路2023/9/833MDI键盘控制电路系统显示电路2023/8/333

FANUC--0iB

系统的硬件(2).系统与I/O设备的连接2023/9/834FANUC--0iB系统的硬件(2).系统与I/O(2).系统与I/O设备的连接

FANUC-0iB系统的硬件系统主板的接口JD5A.JD5B用来连接串行通讯RS-232C接口的。硬件一样,可通过选择系统参数来确定使用几个或哪一个。2023/9/835(2).系统与I/O设备的连接FANUC-0iB系统

图3-2系统连接图2023/9/836图3-2系统连接图2023/8/336参数的备份1RS—232C接口2接口的连接3.实验2023/9/837参数的备份1RS—232C接口2接口的连接3.实验2023/RS-232C串行接口RS-232C是一种早期出现的异步串行接口,美国电子工业协会标准,C代表最新一次修改,接口共有25条线(4条数据线,11条控制线,3条定时线,7条备用线和未定义线),常用只有9根。传输距离不超过50米。2023/9/838RS-232C串行接口2023/8/3382023/9/8392023/8/3392023/9/8402023/8/3402023/9/8412023/8/341串行通信、并行通信

计算机系统中两个功能模块之间的信息交换有两种方式：并行通信与串行通信。串行通信

是指数据通过一根数据线进行发送和接收，其特征是把各个二进制位连成串，一位一位地传送。并行通信

是指数据的各位通过若干根数据线同时进行发送和接收。2023/9/842串行通信、并行通信计算机系统中两个功能模块之间并行通信及并行接口

并行通信是指两个功能模块之间有多条数据信号传送线，这样两模块之间可以一次同时传送多位数据，传送速度快。由于所需的数据传送线较多，造价高，因此并行通讯适用于近距离、快速数据交换的场合，如微机系统中CPU与存储器、I/O端口之间。完成并行通信的接口电路称为并行接口。2023/9/843并行通信及并行接口2023/8/343串行通信及串行接口

串行通信是指两个功能模块之间只通过一条或两条数据线进行数据交换。发送方需要将数据按二进制位进行分解，一位、一位地分时经过单条数据线传送。接收方需要一位一位地从单条数据线上接收数据，并且将它们重新组装成一个数据。串行通信所需数据线少，在远距离传送时比并行通信的造价低。但是一个数据只有经过若干次以后才可以传送完，速度较慢。

完成串行通信的接口电路称为串行接口。2023/9/844串行通信及串行接口2023/8/3442023/9/8452023/8/345引脚信号名称信号方向说明1DCD(DataCarrierDetect)MODEM→PC数据载波检测2R×D#(ReceiveData)MODEM→PC接收数据3T×D#(TransmitData)MODEM←PC发送数据4DTR(DataTerminalReady)MODEM←PC数据终端准备好，加电后有效5GND(Ground)MODEM─PC地6DSR(DataSetReady)MODEM→PC数据设备准备好，加电后有效7RTS(RequesttoSend)MODEM←PC请求发送8CTS(CleartoSend)MODEM→PC清除待发9RI(RingIndicator)MODEM→PC振铃指示表9芯D型连接器信号名称与引脚分配

2023/9/846引脚信号名称信号方向说明1DCD(DaMR

主复位信号用于对16550的初始化，它应该与系统的RESET信号相连。INTR

中断请求线用于向系统申请中断，如每收到或发出数据16个字节、或数据检测到出错、或线路出错等就向系统请求一次。RD、RD#

读信号用于控制芯片中的RX缓冲器读出操作。两信号任选。2023/9/847MR2023/8/347WR、WR#

写信号用于将数据写入芯片的有关寄存器。两信号任选。SOUT、SIN

串行发送和接收数据线。RCLK、BAUDOUT#

分别为接收时钟和发送器时钟输入信号RTS#、CTS#

分别是请求发送和批准发送。均与调制解调器相连。2023/9/848WR、WR#2023/8/348DTR#、DSR#

分别是数据终端准备就绪、数据通信设备准备就绪。均与调制解调器相连。DCD#（CD#）载波检测线。来自调制解调器，该信号表明有一个设备与系统相连。RI#

响铃指示。由调制解调器置发来的表明有电话铃响。DDIS#

禁止UART写操作。表明系统正在读操作，用于进行读写两个方向的转换。2023/9/849DTR#、DSR#2023/8/349D0-D7

数据总线与系统连接，用于传递数据、命令和状态。XIN，XOUT

主时钟线是由18.432MHz晶振经过10倍分频后连接到芯片上的。OUT1、OUT2

用户自定义引脚。可供UART向调制解调器发命令信号。RXRDY#、TXRDY#

分别为接收器与发送器准备就绪信号。2023/9/850D0-D72023/8/350RS-232C接口的应用

2023/9/851RS-232C接口的应用2023/8/351※系统RS-232串行通信接口2023/9/852※系统RS-232串行通信接口2023/8/352

FANUC--0iB

系统的硬件(3)数控系统与主轴单元的连接及控制信号2023/9/853FANUC--0iB系统的硬件(3)数控系统与主轴单系统提供两种控制方式(见书78页图3-6)

１）串行主轴接口：系统与主轴间采用串行电缆通讯

２）模拟主轴接口：系统向主轴单元提供指令电压及其他控制指令，主轴单元向系统输出其状态

FANUC-0iB

系统的硬件(3)数控系统与主轴单元的连接及控制信号2023/9/854系统提供两种控制方式(见书78页图3-6)１）串行主轴接口主轴控制电路2023/9/855主轴控制电路2023/8/355图3-7串行主轴接口:系统与主轴间采用串行电缆通讯2023/9/856图3-7串行主轴接口:系统与主轴间采用串行电缆通讯2023

图3-2系统连接图2023/9/857图3-2系统连接图2023/8/357图3-8系统与模拟主轴的接口连接及信号

2023/9/858图3-8系统与模拟主轴的接口连接及信号2023/8/3

FANUC--0iB

系统的硬件

(4).数控伺服连接(见书80页图3-9)2023/9/859FANUC--0iB系统的硬件(4).数控伺服连

FANUC--0iB

系统的硬件(5).数控系统PMC的物理输入/输出连接2023/9/860FANUC--0iB系统的硬件(5).数控系统PM(5).数控系统PMC的物理输入/输出连接

FANUC-0iB

系统的硬件

PMC物理输入/输出的连接点是I/O板的接口CB104~CB107,见图3-10,图3-11,RV表示接收电路。DV表示驱动电路,即输出电路。2023/9/861(5).数控系统PMC的物理输入/输出连接FANUC-CB104/CB105CB106/CB107

为系统内置I/O模块的输入/输出信号接口。

系统内置I/O模块上PMC接口

2023/9/862CB104/CB105系统内置I/O模块上PMC接口20I/O连接

内装I/O卡上的接口CB104、CB105、CB106、