數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、故障分析與維修維護和數(shù)控機床編程及加工

2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護一.數(shù)控系統(tǒng)硬件配置二.數(shù)控系統(tǒng)常規(guī)檢查三.數(shù)控系統(tǒng)硬件故障分析四.數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)保護五.數(shù)控系統(tǒng)故障實例分析2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護二.數(shù)控系統(tǒng)常規(guī)檢查外觀檢查：運用感官分析故障連接線路檢查：針對故障部分分析線路連接端及接插件檢查：針對故障檢查端子惡劣環(huán)境下的工作元件檢查：易損部位元件檢查：定期保養(yǎng)部件檢查：電源電壓檢查：2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護三.數(shù)控系統(tǒng)硬件故障分析電源故障：交流電源直流電源電池電源2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護三.數(shù)控系統(tǒng)硬件故障分析顯示故障：數(shù)控系統(tǒng)不能正常顯示的原因很多，當電源故障、系統(tǒng)CPU故障時均可能導致系統(tǒng)不能正常顯示；系統(tǒng)的軟件出錯，在多數(shù)情況下可能會導致顯示混亂或顯示不正常或系統(tǒng)無顯示；當然，顯示系統(tǒng)本身的故障是造成系統(tǒng)顯示不正常的直接原因。因此，系統(tǒng)不能正常顯示時，首先要分清造成系統(tǒng)不能正常顯示故障的原因，抓住主要矛盾，不可以簡單地認為只要系統(tǒng)無顯示就是顯示系統(tǒng)的故障。2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護三.數(shù)控系統(tǒng)硬件故障分析顯示故障：數(shù)控系統(tǒng)顯示不正常，可以分為完全無顯示與顯示不正常兩種情況。當系統(tǒng)電源、系統(tǒng)其他部分工作正常時，系統(tǒng)無顯示的原因，在大多數(shù)情況下是由于硬件故障引起的。而顯示混亂或顯示不正常，一般來說是系統(tǒng)的軟件出錯造成的。當然，根據(jù)不同的系統(tǒng)，在系統(tǒng)軟件故障時，也不排除系統(tǒng)完全無顯示的可能性。2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護三.數(shù)控系統(tǒng)硬件故障分析顯示故障：組成顯示系統(tǒng)的硬件，主要包括電源回路、顯示器、顯示驅(qū)動回路、顯示板、連接電纜等；以上部分的硬件損壞，將導致系統(tǒng)畫面無顯示。

軟件出錯引起的顯示不正常，主要包括系統(tǒng)存儲器(ROM)出錯、RAM出錯、軟件版本出錯等。以上故障會使顯示器混亂(出現(xiàn)亂碼)或顯示不能正常進行(停留在某一頁面)，但在有些系統(tǒng)中(如：SIEMENS810M)也可能使得系統(tǒng)完全無顯示。2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護三.數(shù)控系統(tǒng)硬件故障分析單元故障計算機主板和系統(tǒng)母線顯示模塊（顯卡）輸入/輸出模塊存儲模塊PLC模塊位置控制模塊功能單元模塊2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護三.數(shù)控系統(tǒng)硬件故障分析數(shù)控系統(tǒng)硬件更換方法

——參考FANUC維修說明手冊更換CPU主板更換CNC部分電源保險更換CNC電池方法更換控制單元的風扇電機2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護四.數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)保護 ——參考西門子調(diào)試說明手冊2023/5/10西門子802系列數(shù)據(jù)如何存儲的？機床數(shù)據(jù)、刀具數(shù)據(jù)、零點偏移、設定數(shù)據(jù)、螺距補償、R參數(shù)、零件程序、固定循環(huán)出廠數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)容是系統(tǒng)在出廠時的標準數(shù)據(jù)（機床數(shù)據(jù)的缺省值）備份數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)內(nèi)容是系統(tǒng)在數(shù)據(jù)存儲操作后工作數(shù)據(jù)區(qū)的全部內(nèi)容復制到備份數(shù)據(jù)區(qū)2023/5/10西門子802系列三種啟動方式●方式0正常上電啟動正常上電啟動時，系統(tǒng)檢測靜態(tài)存儲器，當發(fā)現(xiàn)靜態(tài)存儲器掉電，如果做過內(nèi)部數(shù)據(jù)備份，系統(tǒng)自動將備份數(shù)據(jù)裝入工作數(shù)據(jù)區(qū)后啟動；如果沒有系統(tǒng)會將出廠數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)寫入工作數(shù)據(jù)區(qū)后啟動。●方式1缺省值上電啟動以SIEMENS出廠數(shù)據(jù)啟動，制造商機床數(shù)據(jù)被覆蓋。啟動時，出廠數(shù)據(jù)寫入靜態(tài)存儲器的工作數(shù)據(jù)區(qū)后啟動，啟動完后顯示04060已經(jīng)裝載標準機床數(shù)據(jù)報警，復位后可清除報警。

●方式3按存儲數(shù)據(jù)上電啟動以高速閃存FLASHROM內(nèi)的備份數(shù)據(jù)啟動。啟動時，備份數(shù)據(jù)寫入靜態(tài)存儲器的工作數(shù)據(jù)區(qū)后啟動，啟動完后顯示04062已經(jīng)裝載備份數(shù)據(jù)報警，復位后可清除報警。

2023/5/10西門子802系列二種啟動方法●冷啟動即直接給系統(tǒng)加DC24V電源的系統(tǒng)啟動。冷啟動的三種啟動方式是通過系統(tǒng)啟動菜單選擇的?！駸釂蛹聪到y(tǒng)在已啟動運行通過面板選擇的系統(tǒng)重新啟動。熱啟動的三種啟動方式是通過系統(tǒng)軟鍵選擇的。2023/5/10注意！系統(tǒng)工作時是按靜態(tài)存儲器SRAM區(qū)的數(shù)據(jù)進行工作的，我們通常修改的機床數(shù)據(jù)和零件加工程序等都在SRAM區(qū)，SRAM區(qū)的數(shù)據(jù)若不進行備份（數(shù)據(jù)保護）是不安全的，SRAM區(qū)中的數(shù)據(jù)有可能會丟失。2023/5/10機床數(shù)據(jù)如何保護？數(shù)據(jù)保護分為機內(nèi)存儲和機外存儲兩種◎機內(nèi)存儲機內(nèi)存儲即將靜態(tài)存儲器SRAM區(qū)已修改過的有用數(shù)據(jù)存放到高速閃存FLASHROM備份數(shù)據(jù)區(qū)保存◎機外存儲機外存儲即將靜態(tài)存儲器SRAM區(qū)數(shù)據(jù)通過RS232串行口傳輸至電腦保存結(jié)束2023/5/10機內(nèi)存儲通常系統(tǒng)斷電后，SRAM區(qū)的數(shù)據(jù)由高能電容C上的電壓進行保持，可在斷電情況下保持數(shù)據(jù)不少于50小時（一般情況下可在７天左右）。對于長期不通電的機床，SRAM區(qū)的數(shù)據(jù)將丟失。當重新上電時，系統(tǒng)會根據(jù)電容上電壓的情況，在啟動過程中自動調(diào)用備份數(shù)據(jù)區(qū)上一次存儲的機床數(shù)據(jù)（方式3啟動），若沒有做過數(shù)據(jù)存儲則在啟動過程中自動調(diào)用出廠數(shù)據(jù)區(qū)上數(shù)據(jù)（方式1啟動）。機內(nèi)存儲即數(shù)據(jù)存儲功能是一種不需任何工具的方便快速的數(shù)據(jù)保護方法。2023/5/10機外存儲機外存儲分系列備份和分區(qū)備份兩種◎系列備份系列備份是將系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)都按照一定序列全部傳輸備份并含有一些操作指令（如初始化系統(tǒng)、重新啟動系統(tǒng)等）

◎分區(qū)備份分區(qū)備份是將系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)分類進行傳輸備份。2023/5/10系列備份系列備份是將系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)都按照一定序列全部傳輸備份并含有一些操作指令（如初始化系統(tǒng)、重新啟動系統(tǒng)等），其中數(shù)據(jù)包括：機床數(shù)據(jù)、設定數(shù)據(jù)、R參數(shù)、刀具參數(shù)、零點偏移、螺距誤差補償值、用戶報警文本、PLC用戶程序、零件加工程序、固定循環(huán)。系列備份的優(yōu)點是備份方便，只需傳輸保存一個文件就可以。但其中包含一些特殊指令，不同版本的系統(tǒng)間一般不能通用。2023/5/10分區(qū)備份分區(qū)備份是將系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)分類進行傳輸備份。其中可分四大類，每一類都可分別傳輸備份，具體為：1類（零件程序和子程序…）、2類（標準循環(huán)…）、3類（用戶循環(huán)…）、4類（數(shù)據(jù)…）、5類（PLC-應用）。其中帶…符號的類別中又可以選擇某一程序或循環(huán)或數(shù)據(jù)。1類程序和2、3類循環(huán)根據(jù)用戶使用不同其中包含的程序和循環(huán)而不同，這些程序和循環(huán)可單獨分程序或循環(huán)傳輸備份。4類數(shù)據(jù)…內(nèi)包含6個子類機器數(shù)據(jù)、設置數(shù)據(jù)、刀具數(shù)據(jù)、R參數(shù)、零點偏移、絲桿誤差補償，其中這6個子類又可單獨分類傳輸備份。分區(qū)備份的優(yōu)點是備份的文件不分版本，可以通用，方便制造商使用。但其備份文件很多，如備份不全就不能完全恢復系統(tǒng)。2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護五.數(shù)控系統(tǒng)故障實例分析1．按下方向鍵不運動的故障維修故障現(xiàn)象：某配套FANUC0iT的數(shù)控車床，在手動(JOG)操作時，出現(xiàn)按下“+Z”鍵車床不運動，但在其余各方向的手動均正常的現(xiàn)象。

2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護五.數(shù)控系統(tǒng)故障實例分析1．按下方向鍵不運動的故障維修解決辦法：當－Z及其余坐標軸均正常運動的情況下，可以確認數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動器以及手動的速度等均正常，+Z不運動的原因可以大致歸納如下：（1）+Z到達軟件或硬件極限。（2）在伺服驅(qū)動器上加入了正向運動限制信號。（3）+Z方向鍵開關損壞。（4）與Z有關的參數(shù)設定錯誤。通過PLC狀態(tài)診斷檢查發(fā)現(xiàn)，+Z方向信號終為“0”，對應的+Z輸入信號亦為“0”。于該車床的車床操作面板為機床廠自制，檢查發(fā)現(xiàn)，其中的按鍵+Z已經(jīng)損壞，更換按鍵后，車床即恢復正常。

2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護五.數(shù)控系統(tǒng)故障實例分析2．松開方向鍵后出現(xiàn)運動的故障維修故障現(xiàn)象：某配套FANUC0-TD系統(tǒng)的數(shù)控車床，在JOG方式下，按下X軸方向鍵時，坐標軸不運動，但松開X軸方向鍵后，X軸卻開始運動。

2023/5/10數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修維護五.數(shù)控系統(tǒng)故障實例分析2．松開方向鍵后出現(xiàn)運動的故障維修

解決辦法：由于系統(tǒng)無報警，初步判定CNC及伺服驅(qū)動系統(tǒng)均無故障，根據(jù)故障現(xiàn)象分析，應是X軸方向鍵的觸點被接成了常閉觸點引起的。通過測量確認了故障原因，更改觸點連接線后，車床恢復正常。應注意的是：在大多數(shù)系統(tǒng)中，若手動方向信號在操作方式選擇信號“JOG”前已經(jīng)輸入，則系統(tǒng)自動將此信號視為無效，只有在操作方式已經(jīng)轉(zhuǎn)換到“JOG”方式后，手動方向信號才能生效。因此在本車床上，當方向鍵的觸點被接成了常閉觸點時，就會出現(xiàn)按方向鍵點動時坐標軸不運動，而松開后產(chǎn)生運動的現(xiàn)象。

ThankYou!數(shù)控機床編程及加工機械工程實驗教學中心實驗目的通過數(shù)控機床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計算機上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗程序，然后在數(shù)控機床上對工件進行加工；結(jié)合機械加工工藝，實現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機床，數(shù)控機床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機床各坐標的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動機床完成相應的運動。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對程序及首件試加工。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗及試切數(shù)控機床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標準硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運動控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機床控制兩大部分組成。機械工程實驗教學中心OpenSoftCNC軟件介紹機械工程實驗教學中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補G01X(U)_Z(W)_√G02順時針圓弧插補G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時針圓弧插補G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點G27

G28Z軸返回程序零點G28

G92定義絕對坐標系G92X_Z_√2G04延時G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關1有效M20√M21自定義開關1無效M21√8M22自定義開關2有效M22√M23自定義開關2無效M23√9S主軸轉(zhuǎn)速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√OpenSoftCNC軟件介紹在程序管理界面下，可進行有關數(shù)控加工程序文件的各種操作，如讀入程序、編輯修改及查錯編譯等。每一個工件程序由若干個程序段組成；每一個程序段完成一個加工步驟；每一個程序指令有程序段號和若干個指令代碼組成，指令代碼在程序段中的位置可以是任意的，同組指令在同一程序段中不能重復使用；