伺服系统的故障诊断与维修1.ppt

1、第五章数控操纵系统故障诊断，一、数控操纵系统简介二、数控操纵系统自诊断三、数控操纵系统诊断方法和数控工作母机回基准点故障四、数控工作母机主轴驱动系统故障诊断五、数控工作母机进给驱动系统故障诊断六、数控机床位置检测系统故障诊断，目前数控系统种类繁多，形式各异这些个的结构特征来源于系统初期设定修订的基本要求和工程设定修订的构想。 根据制造商的不同，在修订思想上也可能各有千秋。 某系统采用小板结构，便于更换板和灵活耦合，某系统面向大板结构，有利于系统工作的可靠性，不断提高系统的平均无失效率。 在任何一种系统中，它们的基本原理和配置都非常相似。 数值操纵系统由控制系统硬件和软件操纵系统两大部分组成：控

2、制系统硬件以微处理器为核心，大规模IC集成电路芯片、音序器、伺服驱动单元针织面料、伺服电机、各种投入产出设备(显示器、控制面板、 作为投入产出软件操纵系统的数控软件由数据投入产出、插补控制、手工工具校正控制、加减速控制、位置控制、伺服控制、牛鼻子板控制、显示控制、接口控制等控制软件，以及各种残奥仪表、警报文本等构成。 数值操纵系统发生故障时，必须分析、判断各硬件和软件，定位故障，进行修理。 作为一名好的数控设备维修人员，必须具备电子电路、零配件、计算机硬件和软件、接口技术、测控技术等方面的知识。数值操纵系统概要、数值操纵系统中具有代表性的主要有FANUC公司系统、SIEMENS公司系统、MIT

3、SUBISHI公司系统、A-B公司系统、FAGOR公司系统等主要介绍： FANUC系统、SIEMENS系统、 MITSUBISHI系统结构：从大板结构向模块化结构，经常进行数值操纵系统的介绍，(一) FANUC数值操纵系统的介绍FANUC公司成立于1956年，1959年发表了电液步进大头针电动机。 70年代，在从Gettes公司引进直流伺服电机制造技术的同时，与西门子合作，学习了其先进的硬件技术，在一九七九年成功开发出了5个系统，随后与西门子共同开发出了7个系统。 从此，FANUC成为世界上最大的专业数控制厂商。 FANUC公司目前生产的CNC装置为F0、F10F11F12、F15、F16、F

4、18。 F00F100110 120150系列包括计算机数字控制(CNC )、PMC和MMC三个二进制位，在F010111215中添加了多媒体卡多媒体内存条(MMC )功能。 产品特点：虽然结构上采用有日子大的板结构，但新产品已采用模块化结构采用专用LSI (大规模集成大IC集成电路)，提高集成度、可靠性、减小体积、降低成本的产品应用范围很广。 每个CNC装置可搭载多个控制软件，适合多个工作母机持续采用新工艺、新技术。 表面贴装技术表面装载技术(SMT )、多层印刷电路板、光缆等CNC装置的体积减少，采用面板组装式、内置式PMC (可程序设计师设备插座支重轮)、FANUC6系统(1979年)在

5、70年代末和80年代初期的数控机床FS6和西门子6的系统构成基本相同(合作品)，除了伺服电机、PLC采用西门子公司的产品外，其馀部分采用完全相同的硬件大板结构，上面插入电源模块、存储板等小板，电脑CPU采用8086， 该CNC系列为多处理机操纵系统，其主电脑CPU、PMC及格拉夫快速显示的电脑CPU均采用8086伺服驱动系统FANUC直流驱动系统，用脉冲编码器进行位置检测，构成半闭环位置操纵系统， 系统一般具有独立安装的配电盘，在配电盘内安装系统主要零配件(例如CNC装置、伺服驱动、输入用户针织面料、电源用户针织面料)主轴的这个用户针织面料是分开的安装方式，一般安装在供电盘内的系统软件是固定式

6、专用软件中国80年代进口的数控机床， 所有FS6系统都大量组合采用，目前许多组合FS6的工作母机正在使用中，这些个设备进入故障多发期，因此，数控机床维修中的常见系统之一F3简化版(经济)另注： Fs6 F9强化版(1980年)，F11系列(1984年) F11系列是FANUC公司在20世纪80年代初期开发、广泛应用的FANUC代表产品之一，由于在80年代进口的高级数控机床中被广泛采用，因此该系列的产品有F101112三个基本规格，其基本构造相似，性能和使用状况不同。 F11的硬件仍为大板结构(主电脑CPU为68000，这也使得多处理器操纵系统硬件采用尽可能专用的大规模IC集成电路和厚膜电路(2

7、2布摇滾乐)，零配件减少30，CNC系统与操作面板、I/O单元之间形成光缆可分离安装伺服驱动器和主轴驱动器一般采用FANUC天线计程仪式交流伺服驱动器系统软件固定式专用软件，最多控制5轴，实现所有控制轴的联动，F0系统(1985年) F0系列由FANUC公司在1985年代后半期是中国市场上销量最大的系统(F0C系列、F0D系列)，产品目标是小型低价格，其中F0MC/TC是其代表性产品，F0MD和F0TD是F0MA和F0TA的简化版(经济)。 硬件构成采用将内存板、I/O板、轴控制模块、电源UC针织面料插入主机板的传统构成方式。 由于其主机板比其他系列的主机板要小得多，所以结构紧凑，小型F0系列

8、采用多微处理器CNC系统，F0A系列的主电脑CPU为80186，F0B系列的主电脑CPU为80286，F0C系列的主电脑CPU为80386 .音序器(内置的F0可与FANUC S系列、系列、c系列、系列等数字交流伺服驱动系统组合使用，可实现不受漂移影响、高速、高精度控制的高性能固定软件和采用菜单操作的软件功能面板，是简单的人机具有多种自我诊断功能的系统通过远程缓冲器接口与PC连接，用PC控制加工，实现信息传递，系统之间也通过I/O Link男低音连接的F0 Mate是F0系列的派生产品，是比F0更紧凑、更经济的CNC装置。 FANUC151618系统f 151616 i18 I系列系统有F15

9、1618、F15i16i18i以及FS150160180、F160i180i等型号，该系列系统是为工厂自动化而修订的数值操纵系统，是当前国际上技术和性能最先进的数值操纵系统的一部分系统的硬件与微电子技术的发展同步，采用超大规模集成芯片，电脑CPU为80486或奔腾系列处理器，有64二进制位RISC芯片等，系统零配件采用立体化、高密度的实现方式(FANUC公司的专利技术)，除了主机板外， 印刷线路板按物理功能划分为小模块，用户易于扩展系统，维护方便，体积小的F15采用模块式传真男低音结构，采用多电脑CPU操纵系统，主电脑CPU采用68020，又采用一个子电脑CPU，PMC 轴控制、格拉夫快速控制

10、、通讯和自动编程也分别采用8.4in或9.5 in tft (薄膜晶体管薄膜晶体管型)彩色液晶显视器，系统可以安装I系列数字交流伺服系统， 主轴控制通过可采用I系列主轴驱动系统F151618系列系统的I/O link (串行口)接口，也可连接各种外围设备。 并通过DNC1或DNC2接口与Cell Controller或以太网连接，由上位机控制，实现工厂自动化，以及F1618系统的整体结构图、FANUC30i-MODEL A、日本FANUC的最新高级控制支重轮， 目前配置最高的数控特点：1.最大操纵系统为10系统(频道)2.最大轴数和最大主轴配置在40轴，其中进给轴为32轴，主轴为8轴，最大同时

11、控制轴数为24轴/系统3 .最大PMC系统数为3系统，最大I/O点数为4096点/4096点4 .可预读段最多为1000段。FANUC系统、F0系列数控装置为多微处理器系统F0A系列主电脑CPU:80186； F0B系列主电脑CPU:80286； F0C系列主电脑CPU:80386； 内置可编程控制器(PMC ) 电脑CPU:8086。 F0系列数控装置适用于中小型数控机床。 FANUC系统、F10、F 11、F12系列有m、t、TT等型号m型：用于加工中心、成形铣刀盘、钻床。 t型：车床用TT型：用于双信息帧车床。 F10、F11系列的主机板采用大主板结构，其他主板和模块采用小主板插入主机板

12、。 F12系列的所有基板都分别安装在两块基板上。 F10、F 11、F12系列为多处理机系统，主机板显示芯片和PMG的电脑CPU为6800。 FANUC系统、F15系列采用32位色自动智能型(AI )数控装置结构：模数化多星空卫视(FANUCBUS )男低音主电脑CPU为68020，PMC、轴控制、图形控制、通信、自动编程功能均可由各自的CPU F15系列构成215轴系统， 适用于大型工作母机、多系统和多轴控制、FANUC系统，F16系列的功能位于F15系列和F0系列之间的构成：32位色采用多主男低音的32位色CISC (complexinstructionsetcomputer )处理器RI

13、SC (reduction FANUC系统、F18系列是在F16系列之后发售的32位色数控装置，功能在F15系列和F0系列之间，但低于F16系列。 特点：能进行4轴伺服和2轴主轴控制。西门子系统、西门子数控装置有sinumerik3、8、810、820、550、880、805、840等系列数控装置，每个系列都有适合不同加工类型的工作母机数控装置。 结构： SIEMENS数控装置采用模块化结构，具有接口诊断功能和数据通讯功能；(二) SIEMENS数值操纵系统简介SIEMENS是一家生产数值操纵系统的著名厂家， SINUMERIK的CNC数控装置主要有SINUMERIK 388108208508

14、05840系列等，SIEMENS 810820系统SIEMENS 810820是西门子公司于20世纪80年代中期开发的CNC、PLC一体型操纵系统，适用于普通车、成形铣刀、 适用于磨床的控制，系统结构简单，体积小，可靠，是80年代末、90年代初的数控机床厂810和820的区别只是显视器，810是9in单色显示，系统电源是24V。 820是12in单色或彩色显示，系统电源为交流220V，其佗硬件、软件部分完全一致，810820最多6轴(其中2个可以控制为主轴)，3轴连动系统为电源、显视器、电脑CPU板、存储器(MEMEPROMRAM ) 硬件采用多种LSI和专用IC集成电路主电脑CPU为8018

15、6 PLC，最多128点输入64点输出，用户群计程仪容量为12KB，PLC采用STEP5语言计程仪编程， SIEMENS 3系统SIEMENS 3系统是西门子公司80年代初期研发的中速全功能数值操纵系统，西门子公司销量最大的系统，采用20世纪80模块结构，电脑CPU模块、NC内存模块、操作面板接口、NCPC连接模块， 伺服测量电路、PLC计程仪编程接口、逻辑模块、扩展设备接口、PLC存储器和各种I/O等17模块组成的3个系统的机箱根据配置、类别、型号，采用因特尔8086 电脑CPU的轮廓轨迹控制CNC系统，系统为4 任意三轴联动PLC采用SIMATIC S5的PLC130B，投入产出点各512

16、点采用12in彩色显示器或9in单色显示器，SIEMENS 850880 850880是西门子80年代末期开发的工作母机和柔性制造系统。 适合高性能、复杂的工作母机FMS、CIMS的需要。 多电脑CPU轮廓控制的CNC系统。 1986年西门子公司采用数控三系统电路板标准(高230mm )、数控PLC双通讯端口RAM耦合方式、英特尔80186 电脑CPU芯片，生产850系统，该PLC还在130WB或150U 1988年沿袭了对850系统的缺陷， 在公布了80186的数控880后，推主电脑CPU采用80386的880GA2型系统，850880系统的基本结构一般由操作面板、主底盘车、工作母机控制板3大部分构成，用两个机架支撑两排中央控制器，中央控制器在数控电脑CPU、SV 电脑CPU (伺服CPU 包括COMCPU (通讯)的插件扩展模块提供有校正测量电路模块、存储器模块、NC 电脑CPU 24、SV 电脑CPU 24、PLC投入产出板以及扩展用户针织面料和接口针织面料的面板12英寸彩色显示器， 全功能牛鼻子板及2个串行用户计程仪程序存储器RAM容量为128KB、EPROM容量为128KB、用户数据存储器RANM容量为488的计时器256、计数器128个是采用SINNEC HI总成连接方式的计算机网络， SIEMENS 80