FANUC I系列硬件结构

1、第1章 典型数控系统及系统报警的维修技术,1.1 FANUC（日本发那科）数控系统组成及特点,FANUC CNC 产品一览表,高性能数控系统,FS15-B FS15i,中档性能数控系统,4-24轴 复合机床 纳米加工机床 高精密加工机床,3-8轴 0.0001mm加工机床,一般性能数控系统,2-4轴 一般的加工机床 0.001mm,运动控制系统,1-6轴直线插补 传送线或滑台 通用运动控制器,FS16-C FS 16i,FS18-C FS18i,FS0-C,FS21-B FS 21i,FSOi-A FSOiB/C,FSOi Mate,Power Mate,1. 全功能、可靠性CNC FANUC

2、OC系列,CNC单元,显示装置与操作面板,1.1.1 FANUCOC/OD系统组成及特点,具有丰富的加工功能 具有刀具寿命管理、极坐标插补、圆柱插补、多边形加 工等特有的控制功能，并且提供了专用的定制型用户宏 程序，从而能够容易地实现一些特殊的机械加工。 CNC控制伺服轴数 最大为6轴 联动伺服轴数 最大为4轴 主轴控制数和驱动装置 一个模拟量主轴或2个串行数字主轴 采用 系列驱动 具有动态梯形图显示功能 标准型PMC-L：基本指令周期6S ，最大梯形图 步数为5000 ，最大I/O点数为 104/72。 增强型PMC-M：基本指令周期2S ，最大梯形图 步数为8000 ，最大I/O点数为 2

3、08/144。 主要产品 用于车床系列的FANUC Series O-TC，用于铣床、加工中心系 列的FANUC Series O-MC，用于平面磨床系列的FANUC Series O-GSC，用于内、外磨床系列的FANUC Series O-GCC。,FANUCOC 系统的主要控制功能,2. 高可靠性、普及型CNC FANUCOD系列,CNC单元,显示装置与操作面板,3FANUCOC/OD系统数控单元的结构 和功能连接,FANUCOC/OD系统结构示意图,系统主板 :A型(4轴及以下)、B型（5轴及以上） 主CPU : 486微处理器(32位) 电源单元:A、AI、B2 图形显示板(GR):

4、选择部件 PMC扩展板:选择部件 基本轴控制板:2-4轴控制板 系统I/O板:C5、C6、C7 系统存储板:配置系统各种控制软件 宏程序卡（PAS1）:选择部件 远程缓冲卡（JA1/JA2）:选择部件 存储卡/梯形图编辑卡（CE0）:选择部件,功能:主要提供5V、15V、24V、24E直流电源。,(2)系统电源单元（POWER）,+24V :显示器电源。 +24E:系统24V电源。 +5V:CPU、存储器电源。 15V :位置模块电源。,CP1:单相交流电源AC200V输入端。 CP2：AC电压200V输出端（同ON/OFF同步的交流电源输出）。 CP3：主要是电源单元开/关的触点输入信号（O

5、N/OFF）。 CP14：用于附加I/OB2印刷电路板的+24V电源。 CP15：用于单色CRT/MDI单元的+24V电源。 F11、F12：电源单元交流输入熔断器（7.5A）。 F13：24V输出熔断器（3.2A）。 F14：24E输出熔断器（5A）。 F1： 辅助电源输出熔断器(0.3A)。 PIL（绿色）：电源单元控制电路工作时，此指示灯亮。 ALM（红色）：电源单元出现任何故障时，此指示灯亮。,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),(3) 轴板（AX

6、E）的功能及连接,A型伺服接口板 B型伺服接口板,A型接口:是指伺服电动机的串行编码器信号反馈到CNC系统轴板上。 B型接口:是指伺服电动机的串行编码器信号反馈到伺服放大器上。,A型伺服接口轴板的连接图,（5）系统存储板的功能及连接,系统存储板,M27：主轴编码器信号接口,M26：模拟量主轴控制信号（0-10V）,M12：手摇 脉冲发生器,CCX5：CRT视频信号接口,M3：MDI键盘信号,M5：RS-232 串行通信,CPA7：系统数据备份电池（DC4.5V）,（4）系统I/O板的功能及连接,FANUCOC/OD系统的I/O板有三种规格:C5板（M1和M2插口）40点输入和40点输出；C6板

7、（M1、M2、M18和M19插口）80点输入和56点输出；C7板（M1、M2、M18、M19、和M20插口）104点输入和72点输出。系统标准配置为C6板。,系统标准配置为C6板,系统I/O板,（6）系统显示装置和MDI操作键盘的连接,系统操作软键 系统MDI键盘 系统显示装置 系统显示装置 信号接口 信号接口 视频信号接口 电源输入接口,FANUCOTD系统总体连接图,1.1.2高性能、模块化数控系统FANUC16/18/21/OiA系列,FANUC-18系统,FANUC-OiA系统,1）结构形式为模块结构,1. 高性能、模块化数控系统FANUC16/18/21/OiA系列特点,2）可使用编

8、辑卡编写或修改梯形图,3）可使用存储卡进行数据的输入/输出,4）配备了更强大的诊断功能和操作消息显示功能,5）系统具有HRV(高速矢量响应)功能,6）16系统最多可控8轴，6轴联动；18系统最多可控6轴，4轴联动；21系统最多可控4轴，4轴联动。,CNC装置,系统显示装置和操作面板,2. 高品质、 高性能 / 价格比FANUC Series 0iA,(1) FANUCOiA系统主模块及功能连接,:PMC控制模块 :扩展SRAM/ 主轴控制模块 :FROM/SRAM模块 :3/4轴控制模块,FANUCOiA系统主模块的连接,(2) FANUCOiA系统I/O模块及功能连接,系统I/O模块及扩展功

9、能板(选择件),系统电源板,FANUCOiA系统I/O模块的连接,(3) FANUCOiA系统显示装置/MDI键盘的连接,MDI键盘接口 系统操作软键接口 显示器电源接口 视频显示信号接口,1.1.316i/18i/21i/OiB/OiC 系 统,FANUC-16i,FANUC-18i,（分离型系统）,（一体型系统）,FANUC21i系统,目前，我国引进的中高档数控机床的FANUC系统一般为FANUC16i/18i系列，国内数控机床厂家今后中档数控机床的FANUC系统将以FANUCOiB/OiC系列为主。下面iB为例介绍系统的组成及功能连接。,（1）通过使用高速RISC处理器,可以在进行纳米插

10、补的同时,以适合于机床性能的最佳进给速度进给加工。,（2）超高速伺服串行通信(FSSB)。,（3）丰富的网络功能。,（4）进给伺服系统采用高响应向量HRV控制的高增益伺服系统。,（5）主轴控制采用高速DSP控制。,（6）使用专用PMC处理器的高性能PMC高速处理大规模的顺序控制。,（7）实现远程诊断。,1. FANUC16i/18I/21i系统特点,2.具有很高性价比的CNCFANUC Series 0i - MODEL B,售价低廉的功能包提供了很多高效的 CNC功能 最多控制轴数 4 轴 最多控制主轴电机数 2个 可连接的伺服电机 i , Ci 伺服电机 可连接的主轴电机 i , Pi ,

11、 Ci 主轴电机 伺服接口 FANUC 串行伺服总线 (FSSB) 显示单元 7.2” 单色LCD/ 9” 单色CRT 8.4” /10.4”彩色CRT/LCD 显示单元具备PC功能 简单的操作编程支持工具 MANUAL GUIDE 0i 针对磨床的独特控制功能 以太网功能 数据服务器功能,系统主模块,主模块上层功能板,主模块下层功能板,（1）FANUCOiB系统主模块,CB104/CB105、CB106/CB107：为系统内置I/O模块的输入/输出信号接口。,（2）系统内置I/O模块,JA3：机床手摇脉冲发生器接口。,JD1A：系统I/O LINK 串行输入/输出信号接口 。,CD38T：以

12、太网卡（为系统选择件）接口。,（3）FANUC0iB系统连接图,售价低廉的功能包提供了很多高效的 CNC功能 最大控制轴数 4 轴 最大控制主轴电机数 2个 可连接的伺服电机 i S 伺服电机 可连接的主轴电机 i 主轴电机 伺服接口 FANUC 串行伺服总线 (FSSB) 显示单元 7.2” 单色LCD 8.4” /10.4”彩色LCD 显示单元具备PC功能 简单的操作编程支持工具 MANUAL GUIDE 0i 针对磨床的独特控制功能 以太网功能 数据服务器功能,Series 0i - MODEL C是一款具有很高性价比 的超薄一体型CNC系统.该系统功能强大,最多可控制四轴.,3. 具有

13、很高性价比的CNCFANUC Series 0i - MODEL C,1 CP1 2FUSE 3 电源单元 4 JA7A 5 JD1A 6 JA40 7 JD36B 8JD36A 9 CN2 10 CA55 11 CA69 12系统电源风扇 13 系统存储器电池,(1) FANUCOiC系统接口,CP1：系统直流24V输入电源接口。 FUSE：系统DC24V输入熔断器（5A）。 JA7A：串行主轴/主轴位置编码器信号接口。 JA40：模拟量主轴的速度信号接口（010V）。 JD44A：外接的I/O卡或I/O模块信号接口（I/O LINK控制）。 JD36A：RS-232-C串行通信接口（0、1

14、通道）。 JD36B：RS-232-C串行通信接口（2通道）。 CA69A：伺服检测板接口。 CA55A：系统MDI键盘信号接口。 CN2：系统操作软键信号接口。,（2）FANUCOiC系统接口功能,（3）FANUCOi MC系统实际连接,MDI键盘接口,伺服接口,RS-232接口,DC24V输入,串行主轴接口,I/O Link接口,模拟主轴接口,位置编码器接口,独立绝对编码器接线,FANUC OIC 硬件结构,售价低廉的功能包提供了很多高效的 CNC功能 最大控制轴数3 轴 (MB) 2 轴 (TB) 最大控制主轴电机数 1个 可连接的伺服电机 Ci , / i伺服电机 可连接的主轴电机 i

15、 , Ci主轴电机 伺服接口 FANUC 串行伺服总线 (FSSB) 显示单元 7.2寸黑白LCD 9寸单色CRT,0i Mate - MODEL B 是一款具有很高性价比 的CNC系统.该系统功能强大,最多可控制三轴.,4. 具有很高性价比的CNC FANUC Series 0i Mate - MODEL B,(1) 接口功能,(2) FANUC-Oi Mate TB实际接线,售价低廉的功能包提供了很多高效的 CNC功能 最多控制轴数 3 轴 最多控制主轴电机数 1个 可连接的伺服电机 i S 伺服电机 可连接的主轴电机 i 主轴电机 伺服接口 FANUC 串行伺服总线 (FSSB) 显示单

16、元 7.2” 单色LCD,FANUCOi Mate系统是一款具有很高性价比的超薄一体型CNC系统。该系列产品有用于车床的FANUCOi Mate TC，2轴2联动；用于铣床、加工中心的FANUCOi Mate TC，3轴3联动。,5. 性能价格比卓越的CNC FANUC Series 0i Mate C,(1) FANUC-Oi Mate C系统组成,i系列伺服放大器,(2) FANUC-Oi Mate MC系统的连接,FANUC 18i 系列数控系统的连接,系统的组成 FANUC 18i 与 0iC 的硬件结构基本相同，18i 内装式数控系统与0iC 硬件结构相似。18i 分离式数控系统与0

17、iB 的硬件结构相似。 内装式数控系统（18i、0iC），系统均是直接安装在LCD 的后面，连接端子输出入下图示：,#000 #299为P/S报警： 000：系统输入了需要断电再上电确认的参数。 001、002：输入/输出数据的字符TH、TV报警。 100：参数写保护（PWE=1）打开，CAN+RESET同时按下可以解除该报警。 101：系统在编辑程序时，系统掉电。PROGAM+DELET同时，系统上电。 85、86、87：有关串行通信报警。 90：绝对编码器的绝对位置丢失后需要返回参考点操作。,3#：为系统检测装置报警。 4#：为系统伺服报警。 5#：为系统超程报警。 9#：为系统报警。,1

18、.2 FANUCOC/OD系统报警号及维修技术,系统通电,D0462 10,NOT READY,D0462 10,NOT READY,SERV 9046,PMC 8000,现在位置,X 0.000,Z 0.000,SYSTEM ALARM,#910#998,SERVO ALARM,#4,系统启动文件装载及检测过程,1.RAM奇偶校验报警(ALM 910 Low/911 High),系统检查原理: 在FANUC的系统中,存储卡中RAM的数据在读写过程中,都具有奇偶校验检查电路。一旦出现写入的数据和读出的数据的检验位不符时,就会发生奇偶校验报警。,故障的原因及处理方法：,(2)存储器用的后备电池电

19、压偏低。,(1)由于外界的干扰引起的数据报警。,系统断电再重新上电（间隔8分钟）故障消失则为系统干扰故障,(3)系统RAM内软件不良故障。,该故障出现的次数与机床停机时间长短有关。,(4)印刷电路板存储卡不良或系统主板故障。,清除系统RAM的全部数据，（系统上电的同时按下RESET+DEDLE）,伺服公共RAM奇偶检验报警(ALM 912 Low/913 High),故障产生的原因及处理方法: （）由于外界的干扰引起的数据报警 系统断电再重新上电后，该故障消失。 （）系统伺服软件不良 系统伺服软件初始化，该故障消失。 注意：伺服软件初始化前，应该对系统参数进行备份。 （ 3）系统伺服轴卡的故障

20、。 通过更换系统轴板的方法来判别该故障。 （ 4）伺服放大器的故障(对伺服为B型接口而言) 通过更换系统轴板的方法来判别该故障。 （ 5）系统主板不良或存储板不良。更换系统主板或存储板。,3.系统监控报警(ALM 920),系统检查原理: 系统监控定时器是对主CPU的运行进行监控的定时器,每隔恒定时间段,CPU便将定时器复位。检测的主要电路为RS触发器,由系统的时钟使其置位,正常时由CPU进行复位。当CPU以及外围电路发生故障时,CPU不能将其复位,系统发生此类报警。,产生故障的原因： (1)系统主板不良(系统主CPU及主板)。 (2)系统轴控制卡不良 (3)CNC的控制软件ROM不良（系统存储板上的ROM及板故障）