第4章CNC故障维修200例,cnc是什么意思

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第4章CNC故障维修200例 4.1电源故障维修50例4.1.1电源不能接通故障维修30例系统控制电源不能正常接通,这是数控机床维修过程中经常遇到的故障之
一,维修时必须从电源回路上入手。
在早期的FANUC系统(如:FS6、FS11、FS0等)中,系统及I/O单元的电源一般采用FANUC电源单元
A、B、B2等,这种形式的系统,为了对系统的电源通/断进行控制,一般都需要配套FANUC公司生产的“输入单元”模块(模块号:A14C-0061-B101~B104),通过相应的外部控制信号,进行数控系统、伺服驱动的电源通、断控制。
在FANUC0等系统中,则比较多地采用输入单元与电源集成一体的电源控制模块FANUCAI,其输入单元的控制线路与电源电路均安装于同一模块中。
对于FANUC系统出现电源不能接通的故障,在维修过程中,如能完整地掌握FANUC输入单元的工作原理与性能,对数控机床的维修,特别是解决系统、伺服电源通/断回路的故障有很大的帮助。

1.FANUC输入单元的故障维修12例图4-1~图4-3为FANUC输入单元模块(A14C-0061-B101~B104)的实测电气原理图,可以供维修参考。
为了便于与实物对照、比较,图中各元器件的代号均采用了与实物一致的代号,而未采用国家标准规定的代号(下同)。
FANUCAI电源单元中的电源接通/断开控制回路与FANUC输入单元相似, 图4-3FANUC输入单元ON/OFF控制电源回路 图4-1为输入单元的主回路,由图可见,外部电源经输入端子TPl的
U、V、W端加入,其中的一路经接 触器LC2、熔断器F4、F5、F6输出,作为伺服驱动器的电源。
另一路经熔断器P1、F2、接触器LCl从端 子TP3的200A、200B输出,作为数控系统的输入电源。
输入单元本身的控制电源U1、V1亦来自熔断 器F1、F2的输出端。
接触器LC2的线圈,直接连接于接触器LCl的主触点后,因此,伺服驱动器的电源接通必须在系统的输 入电源已经接通(接触器LCl吸合)的情况下,才能正常接通。
图中的SKI、SK2为RC(0.1μF/200Ω)吸收器,在线路中作为过电压保护与抗干扰器件。
图4-2为输入单元本身的辅助控制电源回路,U1、V1经变压器降压、DSl全波整流以及Ql、ZDl组成的 稳压环节,为输入单元本身提供DC24V辅助电源。
当DC24V电源正常后,发光二极管PIL正常发光。
图4-3为输入单元的电源通、断控制回路,它由中间继电器RYl、AL、接触器LCl等组成。
线路中综合考 虑了电柜门互锁、MDI/CRT单元上的电源ON/OFF控制、外部电源通/断(E-ON/E-OFF)控制、系统电源模 块的报警(
P.ALM信号)等多种条件,为用户使用提供了便利。
由图4-3可见,输入单元的电源通、断控制过程如下: 1)通过系统MDI/CRT单元上的系统ON按钮S1或外部电源接通(E-ON)按钮S3,使RYl得电; 2)RYl的常开触点使LCl得电,图4-1中主回路系统电源(200A/200B)加入; 3)通过LCl得电,200A/200B使LC2得电,图4-1中主回路的伺服驱动主回路电源(SU、SV、SW)加入。
在图4-3中,输入单元的电源接通条件如下: 1)电柜门互锁(DOORl/DOOR2)触点闭合; 2)外部电源切断E-OFF(S4)触点闭合; 3)MDI/CRT单元上的电源切断OFF按钮S2触点闭合; 4)系统电源模块的无报警,
P.ALM触点断开。
图4-1~图4-3中各主要元器件的型号、规格见表4-
1,表中的数据为实物测绘数据,根据系统的不同, 可能略有区别。
表4-1FANUC输入单元主要元器件参数一览表 图上代号 名称 型号及参数 生产厂家 序号 1LCl 直流中间继电器 MJ3C-DC24(10A) OMRON 线圈电压:DC24V 2LC2 交流接触器 PMC-3(50A) FUJI 线圈电压:AC200V 3SKl、SK2 过电压抑制器 DCR2-10D500.1μF/200Ω MARCON 4Q1 晶体管 2SCl983=60V,Ic=3A SANKEN Pc=30Whfe≥200 5AL、RYl 直流中间继电器 MY4Z-DC24(3A) OMRON 线圈电压:DC24V 6DSl 全波整流桥 S1RBA20200V/30A SHINDENGEN 7ZDl 稳压管 22EB4Vz=22VP=400mW NEC Iz=5mA 8D1、D2 二极管 IS953VRM=35VI0=100mA NEC 9PIL 发光二极管 ˋSEL301GIf=40mA(绿) SANKEN 10ALM 发光二极管 SELl01WIf=40mA(红) SANKEN 例
1.外部200V短路引起的故障维修 故障现象:某配套FANUC6M的立式加工中心,在长期停用后首次开机,出现电源无法接通的故障。
分析及处理过程:对照以上原理图4-
1,经测量电源输入单元TPl,输入U/V/W为200V正常,但检查
U 1、V1端无AC200V。
由图4-1可见,其故障原因应为F1、F2熔断,经测量确认F1、F2已经熔断。

步检查发现,输入单元的TP3上200A/200B间存在短路。
为了区分故障部位,取下TP3上的200A、20 0B连线,进行再次测量,确认故障在输入单元的外部。
检查线路发现200A、200B电缆绝缘破损。
在更 换电缆、熔断器F1、F2,排除短路故障后,机床恢复正常。

2.RC吸收器短路引起的故障维修故障现象:一台配套FANUC-6M系统的立式加工中心,在加工过程中突然停电,再次开机后,系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:对照以上原理图,检查机床电源输入单元,发现发光二极管PIL不亮,检查熔断器F1、F2已经熔断。
通过测量,确认该机床的200A/200B间存在短路。
为了迅速判定故障部位,维修时断开了端子TP3的200A/200B的连接,再次测量发现短路现象依然存在,因此判定故障存在于输入单元内部。
对照原理图4-
1,首先测量F1、F2的输出端U1、V1,确认无短路;因此,故障范围被缩小到SKl、SK2、LC2上。
逐一检查以上各元器件,最终确认故障是由于RC吸收器SKl短路引起的。
取下SKl,并更换同规格(0.1μF/200Ω)RC吸收器后,故障排除,机床恢复正常工作。

3.“电源断开”信号引起的故障维修故障现象:某配套FANUCllM的立式加工中心(自立型电柜),在车间进行日常维护后,系统电源无法接通。
分析及处理过程:经检查该机床电源输入单元的熔断器Fl~F6均正常;输入电源正确;发光二极管PIL正常发光,图4-2中的E/O端DC24V正常。
但按下S1按钮,LCl/LC2均不吸合。
对照图4-3进行线路测量、检查,发现电柜门互锁开关(触点DOORl/DOOR2)开路。
进一步检查发现,电柜门开关中有一个开关损坏,经更换后,机床恢复正常。
类似故障:某配套FANUC6M的立式加工中心,开机时发现系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:对照原理图4-
3,经上例同样检查,发现该机床输入单元的COM与EOF间开路。
对照机床电气原理图检查发现,该机床在COM与EOF间加入了主轴驱动器报警触点,由于此触点断开,引起了系统电源无法加入。
在排除主轴单元故障后,机床恢复正常。

4.ON/OFF信号不良引起的故障维修故障现象:某配套FANUCllM的卧式加工中心,开机时发现系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:经检查,输入单元的发光二极管PIL灯亮,但LCl/LC2未吸合。
对照原理图4-
3,测量发现图中MDI/CRT单元上的电源切断OFF按钮S2触点断开。
进一步检查发现系统的OFF按钮(S2)连接脱落,重新接线后,机床恢复正常。
类似故障:某配套FANUCllM的卧式加工中心,开机时系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:经检查输入单元中的发光二极管PIL灯亮,但按下MDI/CRT上的ON按钮(S1),LCl/LC2不吸合。
对照原理图4-
3,经测量发现0V与COM间、门互锁触点、AL触点均可靠闭合,+24V电源正常,但按下S1仍无法接通系统电源。
由此初步判断其故障是由按钮S1故障或连接不良引起的。
维修时通过短接线,瞬间对EON-COM端进行了短接试验,CNC电源即接通。
由此证明,故障原因在S1或S1的连接上。
进一步检查发现,故障原因是S1损坏,经更换后,机床即恢复正常。

5.电源模块故障引起的故障维修故障现象:某配套FANUC6M的立式加工中心,开机时发现系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:经检查,输入单元PIL灯与ALM灯均亮,由原理图4-3可知,引起故障的原因可能是来自CPl-5/6的+24V/±15V/+5V电源模块报警。
当CPl-5/6接通后,由于中间继电器AL的吸合,使RY1互锁,RYl无法吸合。
为了确认,维修时暂时断开了CPl-5、6间的连接,再次进行试验,ALM灯灭,CNC可以起动(CRT上显示报警),证明了故障原因。
通过对电源单元进行必要的维修处理(有关电源单元的维修,参见本节后述),排除电源模块故障后,机床恢复正常。

6.偶然性过电流引起的故障维修故障现象:某配套FANUC6M的立式加工中心,开机时发现系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:经检查,该机床输入单元的发光二极管PIL不亮,内部无DC24V电压,对照原理图42可知,可能的原因为Q1、DSl、C1与F3等元器件不良。
逐一检查以上元器件,发现输入单元的F3已经熔断,其他元器件均无故障。
更换F3后开机试验,机床随即恢复正常,证明故障是偶然性的过电流引起的。

7.电源缺相引起的故障维修故障现象:一台配套FANUC6ME的立式加工中心,在机床加工时,出现快速运动过程中发生碰撞,引起机床的突然停机,再次开机后,系统显示ALM401,伺服驱动器主回路无法接通。
分析及处理过程:FANUC6M系统出现ALM401报警的含义是伺服驱动器的“VRDY”信号断开,即:驱动器未准备好。
根据伺服驱动系统的故障分析方法(详见本书第5章),检查3轴驱动器的主回路电源输入,发现只有V相有电压输入。
逐级测量主回路电源,最终发现输入单元的伺服主回路熔断器F4、F6熔断,在确认驱动器无损坏的前提下,换上F4、F6后,机床恢复正常工作。

8.主轴电动机互锁引起的故障维修故障现象:一台配置SIEMENS6M系统的进口立式加工中心,开机调试时,发现系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:SIEMENS6M系统是SIEMENS与FANUC公司合作生产的产品,系统除采用S5-130WBPLC代替FANUC6M的连接单元外,其余部分与FS6M完全相同。
根据输入单元的原理图4-3进行分析测量,确认故障原因为输入控制电路的外部电源切断触点COM-EOF间开路所至。
对照机床电气控制原理图分析,检查该机床外部电源切断触点的闭合条件,发现其中的直流主轴电动机励磁回路的欠电流继电器动作,导致了COM-EOF断开。
排除主电动机故障后,触点闭合,再次起动机床,电源正常接通。

9.PLC未运行引起的故障维修故障现象:一台配置SIEMENS6M系统的进口立式加工中心,机床到厂后第一次开机,发现系统的电源无法正常接通。
分析及处理过程:系统同上例,根据输入单元的原理图分析测量,确认故障原因为输入单元的ON/OFF控制电路的外部触点COM-EOF开路。
对照机床电气控制原理图分析、检查,发现COM-EOF触点闭合条件中包括了PLC(S5-130WB)的输出信号,作为系统起动的互锁条件,由于此信号无输出,引起了触点的断开。
进一步检查PLC,发现该PLC中的运行开关在出厂时被置于“STOP”位,整个PLC未正常运行,根据PLC的说明,通过以下步骤重新启动PLC:1)按住PLC的“Restart”键并保持,将PLC的运行开关拨至“RUN”位,PLC的“RUN”、“STOP”灯同时亮;2)在不松开“Restart”键的前提下,等待PLC的指示灯“RUN”灭,“STOP”亮;3)松开“Restart”键,再次将PLC的运行开关拨至“STOP”,然后再拨至“RUN”:4)PLC的“RUN”、“STOP”再次同时亮,等待数秒后,再次变成只有“STOP”亮:5)第三次将PLC运行开关拨至“STOP”,然后再拨至“RUN”:6)PLC的“RUN”、“STOP”第三次同时亮,等待数秒后,PLC上的“STOP”灯灭,“RUN”灯亮,PLC完成重新启动过程。
通过以上操作,PLC开始运行,互锁触点开始闭合,开机后,机床可以正常工作。
例10.PLC互锁引起的故障维修故障现象:一台配置SIEMENS6M系统的进口立式加工中心,机床在程序试运行过程中,突然停机,再次开机时发现系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:机床型号及系统规格同上例,经与上例同样的分析,确认故障是由于PLC输出互锁引起的。
检查PLC工作正常,但操纵台上的“急停”指示灯不停地闪烁,表明机床进入了“急停”状态。
进一步检查随机提供的PLC程序,发现“急停”指示灯不停闪烁的原因是由于工作台的超极限引起的。
在关机状态下,通过手摇X轴滚珠丝杠(机床上本身设计了紧急退出的手动装置),X轴退出限位后,重新起动机床,故障排除,机床恢复正常工作。
例11.24V保护引起的故障维修故障现象:一台配置SIEMENS6M系统的进口立式加工中心,在夹具调试过程中突然停机,再次开机时,电源无法正常接通。
分析及处理过程:机床型号及系统规格上例,经过与上例同样的分析检查,确认故障原因是由于PLC的互锁触点动作引起的。
在本例中,检查PLC处于正常运行状态;机床工作台未超程;但PLC互锁输出的中间继电器未吸合。
进一步检查发现,PLC上的DC24V/2A输出模块中的全部输出指示灯均不亮,但其他输出模块(DC24V/0.5A)上的全部指示灯正常亮,由此判定故障原因是S5-130WB的DC24V/2A公共回路故障引起的。
检查该模块的全部输出信号的公共外部电源DC24V为“0”,24V断路器跳闸。
进一步测量发现,夹具上的24V连接线碰机床外壳,导致了断路器的跳闸重新处理后,合上DC24V断路器,机床恢复正常工作。
例12.PLC地址错误引起的故障维修故障现象:一台配置SIEMENS6M系统的进口立式加工中心,在用户使用时,发现电源无法正常接通。
分析及处理过程:机床型号及系统规格同例11,经分析检查,确认故障原因为PLC引起的互锁。
在本例中,检查PLC输出,确认PLC的互锁信号无输出。
对照PLC程序与机床电气原理图,逐一检查PLC程序中的逻辑条件,发现可能引起PLC互锁的条件均已满足,且PLC已正常运行,输出模块上的公共24V电源正常,排除了以上可能的原因。
为了确认故障部位,维修时取下PLC输出模块进行检查,经仔细检查,发现故障的原因是模块地址设定错误引起的。
对于SIEMENSS5-130WB的输入、输出模块,需要通过设定端进行模块地址设定。
在本机床上,用户在机床出现其他故障时,曾调换过PLC的输出模块,但在调换时,未考虑到改变模块的地址设定,从而引起上述报警,恢复地址设定后,故障排除,机床可以正常起动。
维修体会与维修要点:1)FANUC6/11等系统电源控制,由于采用了“输入单元”进行电源通/断控制,因此,其控制线路比直接电源加入型系统要复杂。
通过测绘输入单元的电气原理图,再对照原理图进行维修是最有效、最可靠的方法。
2)由于输入单元的控制电压种类较多,在进行测量维修处理,特别是作“短接”试验时,必须十分谨慎,防止损坏控制元器件。
3)根据个人的维修经验,FANUC6/11等系统的电源输入单元的元器件,除熔断器外,其他元器件损坏的几率非常小,维修时切勿轻易更换元器件。
4)在某些机床上,由于机床互锁的需要,使用了外部电源切断信号,这时应根据机床电气原理图,综合分析故障原因,排除外部电源切断的因素,才能起动。

2.FANUCAI电源模块通/断控制故障维修8例例13.浪涌吸收器不良引起的故障维修故障现象:某配套FANUC0MC的立式加工中心,在外部突然断电后再开机时,出现系统电源无法正常接通的故障。
分析及处理过程:经检查,该机床的系统采用了输入单元集成式FANUCAI电源单元(A16B-1211-0100),其外形以及与外部的连接如图4-4所示。
AI电源单元是FANUC公司生产的输入单元与电源集成一体的电源控制单元,它既具有普通FANUC系统电源单元(如:FANUC电源单元
A、电源单元
B、B2)的功能,又具有前述的FANUC输入单元的系统电源通/断控制功能。
这种模块体积小,使用方便,可靠性好,因此在数控机床上使用较多。
FANUCAI电源单元的输入/输出连接如下:CPl:AC200V(220V/230V/240V)电源输入;CP2:与系统电源ON/OFF同步的AC200V(220V/230V/240V)电源输出:CP3:电源单元的控制信号输入,包括:系统电源ON/OFF开关触点输入(ON、OFF、COM);外部报警信号触点输入(AL、OFF);电源单元报警输出(FA、FB);CPl2:向主板提供的+5V、+15V、-15V、+24V、+24VE电源输出;CPl5:向CRT提供的+24V电源输出。
模块正面有PIL(绿)与ALM(红)两只指示灯,指示灯状态的含义如下:PIL(绿):电源指示灯。
当外部AC电源加入,且内部输入单元的DC24V辅助控制电源电压正常时,指示灯亮。
ALM(红):报警指示灯。
灯亮时表明电源单元内部存在故障或外部报警信号(AL、OFF)触点闭合。
FANUCAI电源单元的系统、伺服电源接通/断开控制部分的原理如图4-
5、图4-6所示。
图4-5AI电源模块主回路原理图由图4-5可见,外部电源经输入端子CPl的
R、S端加入,经熔断器P11、F12(7.5A),浪涌电压吸收器VSll、继电器触点RY3、RY4,控制AC200V。
这一AC200V电压,经CP2上的200R、200S端输出到模块外部,使外部获得与电源单元同步接通/断开的200V控制电压。
在通常情况下,CP2上的AC200V输出电压用来接通伺服驱动的主接触器MCC,从而实现伺服驱动器和系统的同步通/断控制。
在电源单元内部,200V(200R、200S)控制电压又经电源滤波器NFl、二极管整流桥DSl、滤波电容C12、C13产生开关电源的直流母线电压(V+/V-)。
输入单元内部的DC24V辅助控制电压、开关主电源的DCl5V控制电压,由单独的集成开关电源控制模块M11进行控制。
M11的开关信号经变压器T1输出,通过D1整流、C2滤波以及ZDl、Q1组成稳压环节,在A24上获得DC24V的输入单元辅助控制电压。
当DC24V电源正常后,发光二极管PIL正常发光。
同时,24V辅助控制电压又经过熔断器P1(0.3A)、浪涌电压吸收器VSl以及ZD2、Q3、C4组成的稳压、滤波环节产生用于开关主电源的DCl5V控制电压A15。
图4-6为AI内部输入单元的电源通、断控制回路,它由中间继电器RYl~RY5、RYl2等组成。
其原理与FANUC6/11所使用的FANUC输入单元相类似,线路中考虑了MDI/CRT单元上的系统电源ON/OFF控制、外部报警(
E.ALM信号)、内部电源模块的报警等多种条件,为用户使用提供了便利。
由图4-6可见,AI内部输入单元的电源通、断控制过程如下:1)通过系统MDI/CRT单元上的系统ON按钮使RY2~RY4得电;2)RY3、RY4的常开触点闭合,AC200V电源(200R、200S)接通,开关电源主回路开始工作,产生系统所需要的DC5V、DC24V、DC±15V等电源电压;3)通过CP2上的200R、200S输出,可以同时接通外部的主接触器MCC,接通伺服驱动电源。
输入单元的电源接通条件如下:1)MDI/CRT单元上的电源切断OFF按钮触点闭合;2)外部报警触点断开、系统内部开关主电源DC5V、DC24V、DC±15V无故障。
注:在外部报警触点闭合或内部开关主电源故障时,通过电源单元内部的电压监控电路,将使继电器RYl2接通,并通过晶闸管CRl接通报警继电器RYl,断开系统电源。
在本例中,经检查发生故障时,图4-5中的熔断器F11、F12已熔断。
再进一步测量发现,熔断器F11、F12间发生短路,原因是浪涌电压吸收器VSll短路。
由于当时无备件,为了保证机床的正常生产,维修时暂时取下了浪涌电压吸收器VSll,并更换F11、F12后,机床故障排除。
例14.主接触器短路引起的故障维修故障现象:某配套FANUC0MC的数控铣床,在加工过程中突然断电,再开机时,系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:经检查,图4-5中的熔断器F11、F12已熔断:通过测量,
R、S间无短路,证明浪涌电压吸收器VSll以及辅助电源控制模块M11无故障。
但200R、200S间存在短路现象,表明故障是由于NFl、DSl或外部200R、200S间的短路引起的。
为了判别短路部位是在电源单元内部或外部,当时拔下了插头CP2,断开了200R、200S与外部的连接。
通过检查发现短路消失,确认AC200V短路是由于外部200R、200S短路引起的。
进一步检查200R、200S上的各元器件,最终找到故障原因是由伺服主接触器发生短路引起的,更换接触器及F11、F12后,故障排除,机床恢复正常。
例15.整流桥不良引起的故障维修故障现象:某配套FANUC0M的数控铣床,在加工过程中,车间突然断电,恢复供电后开机,系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:分析过程同前例,经检查,图4-5中的熔断器F11、F12已熔断;通过测量,
R、S间无短路,证明浪涌电压吸收器VSll以及辅助电源控制模块M11无故障。
拔下了电源模块的插头CP2测量,在本例中短路现象未消失,则确认AC200V短路原因在电源单元内部。
进一步检查发现,二极管整流桥DSll短路,由于当时无FANUC备件DSll,为了保证机床的正常生产,维修时直接利用了同规格的二极管整流桥进行取代,经过重新安装,并更换F11、F12后,机床故障排除。
例16.控制模块M11不良引起的故障维修故障现象:某配套FANUC0MC的数控铣床,在加工过程中突然断电,重新开机,系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:分析过程同前,经检查,图4-5中的熔断器F11、F12已熔断;换上熔断器F11、F12,再次测量电源进线
R、S,发现线路中存在短路;但浪涌电压吸收器VSll正常。
测量开关电源次级回路无故障,显然,短路原因在内部输入单元的集成开关电源控制模块M11上。
直接更换FANUC备件后,机床故障排除。
例17.外部报警引起的故障维修故障现象:某配套FANUC0T的数控车床,正常关机后,开机出现系统电源无法起动的故障。
分析及处理过程:经检查,该机床电源单元的发光二极管PIL与ALM灯同时亮。
由原理图4-6可知,PIL指示灯亮,证明内部输入单元的辅助DC24V正常,引起故障的原因是来自系统内部的+24V/±15V/+5V电源模块报警或外部报警信号
E.ALM接通,使继电器RYl吸合,引起RY2~4的互锁而无法吸合。
进一步检查发现,故障原因来自外部报警信号
E.ALM接通。
根据机床电气原理图,逐一检查外部报警信号
E.ALM的接通条件,最终确认故障是由于液压电动机过载引起的,排除液压电动机故障后,机床恢复正常。
例18.熔断器不良引起的故障维修故障现象:某配套FANUC0T的数控车床(二手设备),初次开机时,系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:经检查,该机床电源单元的发光二极管PIL不亮,电源单元的熔断器F1已熔断。
由于机床为二手设备,故又对照原理图4-
5,逐一测量电源模块内部线路与各相关元器件C2、D1、Q1等,在确认无误后,通电测量输入单元的辅助控制电源A24端子上的DC24V正常,F1的输出端与A0间无短路,初步判定电源单元无故障。
更换FANUC备件F1后,故障排除,电源正常接通。
例19.ON/OFF信号不良引起的故障维修故障现象:某配套FANUC0T的数控车床(二手设备),初次开机时,系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:经检查发现输入单元的发光二极管PIL灯亮,表明电源模块输入正常。
但按下系统电源起动按钮,伺服主回路接触器未能够正常接通。
对照原理图4-
6,测量发现图中MDI/CRT单元CP3上的COM-OFF间开路,根据机床的实际连接,逐一检查线路,最终找出原因是电源切断OFF按钮触点断开。
进一步检查发现系统的OFF按钮连接脱落,重新接线后,机床恢复正常。
例20.外部互锁引起的故障维修故障现象:某配套FANUC0T-Mate-E的数控车床,开机时,系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:经检查发现输入单元的发光二极管PIL灯亮,但按下系统电源起动按钮,伺服主回路未接通。
测量发现图中MDUCRT单元上的电源切断OFF与COM间断开,但操作面板上的CNCOFF按钮动作正常。
由于维修现场无机床电气原理图,只能根据实际机床接线检查。
检查发现,该机床电源单元的COM(CP3-3)与OFF(CP3-2)间通过了辅助线路进行连接,COM与EOF间串联了面板上的CNCOFF按钮常闭触点、电柜门开关触点、主轴传动系统防护门开关等多个接通条件。
逐一检查以上条件,在确认全部条件都满足,COM与EOF间触点闭合后,重新起动,机床恢复正常。
维修体会与维修要点:1)FANUC电源单元AI由于体积小、可靠性高,在0系列系统中使用较广。
在该单元的电源不能接通的故障维修中,通过测绘内部输入单元的电气原理图,再对照原理图进行维修是最有效、最可靠的方法。
2)由于电源单元AI体积小、控制电压种类较多,在进行测量维修处理,特别是更换元器件时,必须十分谨慎,以防止损坏其他控制元器件。
3)除以上实例中的常见故障现象外,电源单元AI可能发生的故障还有以下几种可能的原因与现象:①F11、F12熔断,其原因有:a)系统开关电源主回路的开关管D14、D15损坏:b)系统开关电源主回路的开关管续流二极管D33、D34损坏;c)整流回路的滤波电容器C12、C13损坏;d)电源模块内部直流主回路的短路;e)辅助控制电源一次侧短路,等等。
②F1熔断的其他原因:a)系统输入单元辅助电源回路的稳压、滤波器件Q3、ZD2、C4损坏;b)浪涌电压吸收器VSl损坏;c)控制信号ON/OFF、外部报警信号、AC电源等接线的错误;d)电源模块内部15V电源短路;e)电源模块内部15V电源滤波电容C4损坏,等等。
以上故障在实际系统中发生次数较少,有关维修的内容可参见本章后述。

3.YASKAWAJ50系统电源不能接通故障维修5例例21.中间继电器不良引起的故障维修故障现象:某配套YASKAWAJ50L的数控车床,开机时系统显示器亮,但伺服驱动主电源无法正常接通。
分析及处理过程:YASKAWAJ50M/L系列数控系统,是日本安川公司20世纪90年代中期在该公司MX3系统基础上开发的小型化、精简型控制系统,其最大控制轴数为4轴,可采用CRT或液晶显示器。
系统硬件采用了大规模集成电路、16位CPU,CNC与PLC集成一体化;软件功能与FANUC0系统相近。
由于系统体积小(仅为MX3的1/3),可靠性高,通过与该公司生产的∑系列交流伺服驱动配套使用,可以获得较高的性能价格比,在中小型、普及型数控机床上,有一定数量的应用,J50系列产品中的J50M用于数控镗、铣、磨床或加工中心,J50L用于数控车床。
该产品在国内由大连大森公司引进生产,产品型号为R2J50,近年来在国内市场上取得了较大的份额,产品在普及型机床上应用较广。
本机床中的故障现象为电源无法正常接通,因此,其故障维修应从系统的电源输入回路进行分析、处理。
YASKAWAJ50M/L数控系统的电源单元功能与FANUCAI电源单元类似,采用了输入单元与电源模块一体化结构形式。
系统电源接通可以通过系统操作面板的电源ON/OFF开关或外部系统ON/OFF开关进行控制。
J50M/L系统与电源接通/断开有关的信号以及系统生产厂家推荐的ON/OFF 图4-7J50系统ON/OFF控制线路图控制线路图如图4-7所示。
图中各元器件的含义如下:PON:系统MDI/CRT操作面板上的CNCON按钮(系统内部ON信号);POFF:系统MDI/CRT操作面板上的CNCOFF按钮(系统内部OFF信号);TON:来自机床侧的CNCON按钮(外部ON信号);TOFF:来自机床侧的CNCOFF按钮(外部OFF信号);NCMX:系统电源单元的内部各电源工作正常时的输出信号:SVMX:系统电源单元的内部工作正常,伺服允许接通的输出信号:*TESP:来自机床侧的CNC急停输入信号;*TOLD:来自机床侧的外部过载输入信号。
电源单元AC200V加入后,系统电源接通控制的步骤如下:1)按下操作面板的内部CNCON按钮,起动系统,CRT显示报警ALM310,表明系统电源已经接通。
2)系统电源单元的输出信号NCMX接通;NCMX触点一般用于接通伺服驱动器的控制回路电源(图中未画出)。
3)再次按下操作面板的内部CNCON按钮,系统电源单元的输出信号SVMX接通。
4)通过SVMX触点接通伺服驱动器的主回路(图中未画出),此时,若CNC与伺服驱动器无故障,系统的起动过程结束。
电源的断开过程如下:1)按下操作面板的内部CNCOFF按钮,输出信号NCMX、SVMX均断开。
2)若来自机床侧的CNC急停输入信号*TESP断开,则输出信号SVMX断开,切断伺服主回路电源。
当系统采用外部电源ON/OFF控制时,其电源接通控制的步骤同上。
内部/外部电源通断控制的选择通过系统主板PC50上的SW2、SW3选择开关进行,通过SW2、SW3的设置可以选择使用内部电源ON/OFF控制、外部电源ON/OFF控制或同时使用内部/外部电源ON/OFF控制这三种不同的控制形式。
在本例的机床上,采用的是以上标准的电源ON/OFF控制线路。
根据故障现象分析,由于CNC已经正常接通,而伺服主回路未接通,因此故障原因应在系统电源单元的外部。
进一步检查发现,该机床NCMX输出中间继电器脱落,重新安装后,故障排除,机床电源正常起动。
例22.ON/OFF信号引起的故障维修故障现象:某配套YASKAWAJ50L的数控车床,开机时系统电源与伺服驱动电源均无法正常接通。
分析及处理过程:经检查该机床的系统电源单元AC200V输入电压正常,但按系统操作面板上的ON/OFF按钮,无法接通系统电源。
根据上例同样的分析,可以初步判定故障原因在系统内部的ON/OFF控制回路。
进一步检查发现,该机床操作面板上的NCOFF按钮连接插头脱落,重新连接后,故障排除,系统电源正常起动。
例23.时间继电器损坏引起的故障维修故障现象:某配套YASKAWAJ50L的数控磨床,开机时系统电源接通,但伺服驱动主电源无法正常接通。
分析及处理过程:经检查,该机床的系统电源单元AC200V输入电压正常,但按系统操作面板上的ON/OFF按钮,无法接通系统电源。
对照机床电气原理图,发现该机床的电源ON/OFF线路设计较完善,经简化后的CNC电源控制回路如图4-
8、图4-9所示。
图中各元器件的作用如下: 1)SQl-
1、SQl-2为机床工作台超程限位开关。
2)QFl、QF2、QF3分别为机床的伺服主回路、液压电动机、主轴系统过载保护开关。
3)SAl为机床工作台超程限位取消开关。
4)KM4为伺服主回路接触器。
图4-9电源单元控制线路图由图可见,该机床同时使用了内部/外部电源ON/OFF控制,而且通过时间继电器KTl的延时动作,自动实现了系统原来所需要的二次按CNCON的动作。
根据原理图可知,其电源接通动作步骤如下:1)在图4-8中,按下操作面板的内部CNCON按钮,系统电源单元的输出信号NCMX使中间继电器KAl0接通。
2)在图4-9中,KAl0触点使时间继电器KTl接通,并进行延时。
3)KTl的延时时间到,延时触点接通,使得中间继电器KAl接通。
4)KAl常开触点又接通了图4-8中的电源单元的外部CNCON信号TON。
5)由于电源单元的外部CNCON被接通,相当于系统加入了第二次CNCON信号,从而使得系统电源单元的输出信号SVMX接通KAl1。
6)KAll的常闭触点断开图4-9中的中间继电器KAl,电源单元的外部CNCON信号被TON断开,使图4-8中与TON连接的常开触点KAl实际上起到了按钮的作用。
7)在图4-9中,KAll的常开触点同时接通接触器KM4,伺服驱动器主回路接通。
8)接触器KM4的常闭触点断开时间继电器KTl,完成电源加入动作。
9)在机床工作台超程时,在图4-9中,KAl2失电,通过KAl2的常开触点,使图4-8中的急停输入信号*TESP、外部电源OFF信号TOFF同时断开,切断系统电源与伺服回路电源输入。
从以上分析可知,本机床在按下系统操作面板CNCON按钮后,系统电源正常加入,但伺服主回路未得电,因此故障原因在第二次加入CNCON信号回路上。
为了验证,维修时在系统接通后,若再次按下系统操作面板CNCON按钮,伺服主回路被接通,由此确认,机床故障原因在第二次加入CNCON信号控制回路上。
进一步检查发现,该机床的时间继电器损坏,更换时间继电器后,机床恢复正常。
例24.外部互锁引起的故障维修故障现象:机床同上例,该机床在自动加工过程中,突然出现系统断电,再次开机后,电源无法接通。
分析及处理过程:根据故障现象,测量机床电源模块的输入AC200V正常,但按下面板上的NC-ON按钮,图4-8中的KAl0、KAll均不动作,由此可以判定故障可能的外部原因是电源单元的TOFF触点断开或*TESP信号断开;内部原因是电源模块不良。
检查机床的强电控制回路,发现开机后KAl2未吸合,逐一测量图4-9中的与KAl2线圈串联的触点,最终发现故障是由于液压泵过载(QF2跳闸)引起的。
排除液压系统的故障,伞上QF2后重新开机,机床恢复正常工作。
例25.超程引起的故障维修故障现象:机床同上例,该机床在X轴执行回参考点的过程中,突然出现系统断电,再次起动后系统电源无法正常接通。
分析及处理过程:故障分析过程同上,在本例中,经检查确认,电源无法接通的原因是由于工作台的“超程”引起的KAl2断开。
合上图4-9中的“超程解除”开关SAl,机床恢复正常起动,退出“超程保护”后检查,发现故障原因是由于“参考点减速”挡铁安装存在松动,使参考点位置发生了偏移,导致了机床“超程”。
重新固定挡铁后,机床恢复正常。

4.SIEMENS系统电源不能接通故障维修5例例26.3M系统风机监控引起的故障维修故障现象:一台配套SIEMENS3M系统的进口卧式加工中心,开机时出现CNC电源无法接通的故障。
分析及处理过程:SIEMENS3M系统的外部电源控制要求十分简单,只要CNC的+24V电源输入正常,NC-ON触点短时间接通,在正常情况下即可以起动系统。
测量系统电源模块(6EV3054-3500)的外部电源输入端C1、D1间DC24V正常,但电源模块上的DC5V为
0,表明故障是由电源模块引起的。
通过直接短接电源模块上的NC-ON触点(
G、H脚)试验,发现系统电源仍然无法接通电源,由此确认故障与外部起动条件无关。
进一步测量检查,发现电源模块上的
E、F脚开路,分析原因与内部风机监控有关,直接短接
E、F脚试验,系统即可起动。
更换风机后,机床恢复正常。
例27.8M系统PLC模块不良引起的故障维修故障现象:一台配套SIEMENS8M系统的进口卧式加工中心,开机时出现CNC电源无法接通的故障。
分析及处理过程:检查系统各组成模块的状态指示灯,发现PLC停止灯亮,表明PLC未工作,PLC的全部输出为“0”;检查后确认,故障与外部起动条件无关。
取下PLC模块(6ES5925-3KAll)检查,发现该模块上的一片集成电路(74LS244)不良,更换后机床恢复正常。
例28.880M系统位控模块不良引起的故障维修故障现象:一台配套SIEMENS880M系统的立式加工中心,开机时出现CNC电源无法接通的故障。
分析及处理过程:检查系统电源模块的5V指示灯不亮,测量系统电源模块的外部电源输入端DC24V正常;NC的全部起动条件均满足;风机监控正常;确认故障与外部起动条件无关。
电源模块故障与电源模块本身不良或CNC不良有关,为了确认故障部位,维修时将电源模块从系统中拔出后,再次进行进一步试验。
试验表明,此时电源模块即可以正常起动,从而确认故障在CNC内部。
通过逐一取下CNC各组成模块,进行多次试验,最终确认故障是由于其中的一块位置测量模块不良引起的5V过载。
对测量模块进行维修后,系统即可起动。
例29.810M系统ON信号不良引起的故障维修故障现象:一台配套SIEMENS810M系统的卧式加工中心,开机时出现CNC电源无法接通的故障。
分析及处理过程:SIEMENS810M系统的外部电源控制要求十分简单,只要CNC的+24V电源输入正常,只需短接CNC电源模块上的NC-ON端,即可以起动系统。
维修时通过短接CNC电源模块上的NC-ON端试验,发现系统可正常接通电源,由此确认故障是由于系统电源接通(NC-ON)回路故障引起的。
进一步检查发现,该机床数控系统的外部条件未满足,根据机床电气原理图,逐一检查,在满足系统起动条件后,重新起动CNC,系统正常起动。
例30.840C系统外部不良引起的故障维修故障现象:一台配套SIEMENS840C的进口立式加工中心,开机时出现系统电源无法接通的故障。
分析及处理过程:根据该机床的特点,在正常情况下,只要一合上主开关,CNC即可接通,检查机床电气原理图发现系统电源与机床主电源间只有断路器保护环节。
检查断路器未跳闸,但上、下端均无AC220V电源,进一步检查发现,该机床三相进线电源中1L3缺相,原因是车间配电柜内的熔断器熔断。
在测量确认线路无故障后,换上熔断器,再次开机,机床恢复正常工作。
维修体会与维修要点:1)数控机床由于采用的控制系统品种较多,电源接通、断开的控制要求各不相同,对于不同的机床、不同的系统,维修时应根据机床与系统的实际情况,分别进行处理。
2)机床维修者必须熟悉各种系统的电源通/断控制要求,维修时做到心中有数。
3)对于控制较复杂的机床,不仅要掌握系统的电源ON/OFF要求,而且还必须对照机床电气原理图进行维修处理,若非万不得已,不宜改变机床的原操作方式与原设计功能。
4)维修数控机床应是多方位的,既要掌握系统生产厂家推荐的线路与控制方法,还必须根据机床、系统的实际情况灵活处理,不可教条。
4.1.2电源模块(单元)故障维修20例
1.FANUC电源模块故障维修10例例31.浪涌吸收器引起的故障维修故障现象:某配套FANUC6M的立式加工中心,在工件加工过程中,系统突然断电,机床关机后,无法重新起动机床。
分析及处理过程:经检查,该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮。
根据本章4.1.1节分析可知,电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮的原因是系统电源模块存在报警。
测量系统电源模块(A14B-0061-B002),发现输出+5V、+15V、-15V、24V全部为0V,且电源模块的输入熔断器F11、F12熔断,换上熔断器后,测量发现电源输入存在短路现象。
因此,初步判断开关电源的一次侧存在短路故障,必须根据原理图,找出短路原因,排除故障后才能起动机床。
FANUC6电源模块A14B-0061-B002的原理框图如图4-10所示,图中各主要元器件的作用如下:F11、F12:输入熔断器,主回路短路保护元件。
VSll:浪涌吸收器,用于吸收交流输入侧的瞬间高压。
NFll:输入滤波器,对输入交流电源进行滤波。
DSll:单相全波整流桥,整流产生直流母线电压。
当输入电压为AC200V时,通过DSll整流以及C12、C13的滤波稳压,可以在直流母线上获得DC210~230V左右的直流电压。
C12、C13(220μF/400V):直流母线滤波电容。
R11(2Ω/20W):与RYll常开触点并联,作为起动电流限流电阻,开机瞬间由于RYll触点断开,R11串联接入直流母线主电路,限制开关主电路的冲击电流;+24V输出正常后,RYll吸合,通过RYll常开触点短接限流电阻。
SHll:调试、测量用短接设定端子,通过断开SHll可以使Q14、D24、Q15、D25与整流电路分离。
Q14、Q15:开关电源功率驱动管,作为开关电源主变压器输出驱动。
D24、D25:续流二极管,在驱动管Q14、Q15关断时,对电源变压器进行续流。
M11、T11、D11、C17(330μF/25V):电源模块辅助电源控制及驱动环节。
主要由集成电路PS01,以及辅助开关电源驱动部分的输出驱动、放大环节的Q24、Q25、C14、C15、C16等元器件(图中未画出)组成,用于产生电源模块用的DCl0V基准电压与DCl5V辅助控制电压。
M12、T12:开关电源主回路PWM前级驱动。
主要由集成电路PS04,以及用于前级驱动进行驱动、放大的Q11、Q12、Q13、D12、D13等器件(图中未画出)组成,作为开关电源主变压器输出驱动管Q14、Q15的开关控制信号输入。
T13、D27、R23(91Ω):开关电源一次侧电流检测环节(实际线路中,还包括C63、ZDl9等元器件,图中未画出)。
DSl2、CHll:+24V电源整流、控制回路,CHll为整流输出平波电感。
实际线路中,还包括R24、R25(200Ω/2W)、C26(1000pF/1200V)等元件,图中未画出。
Q19:用于+24VPWM输出电压的调节与控制。
实际线路中,还包括Q20、D30、D31、D32、D44、ZDl5、C32、R38~R43等元器件,图中未画出。
CRl3、Q16、C26~C30(1000μF/35V):DC24V输出电压调节、滤波环节。
实际线路中,还包括Q17、Q18、D28、D29、ZDl3、ZDl4、C31、C27、R28~R37等,图中未画出。
R26(75mQ/5W):DC24V输出过电流检测。
实际线路中,还包括R27(200mΩ/5W)等元件,图中未画出。
RGll、CRll:由HAl7815集成稳压器等组成的DCl5V稳压环节。
实际线路中,还包括。
D33、D34、D35、 ZDl6、C33、C34、C61、R44、R51/R52(13Ω/3W)等元器件,图中未画出。
DSl3/14/15:+5V
电源整流回路。
实际线路中,还包括C40、C41、R46/R47(10Ω/lW)等元件,图中未画 出。
CRl4、C43~C47(2200μF/10V):DC5V输出电压调节、滤波环节。
实际线路中,还包括ZDl8、C42、R49 等元器件,图中未画出。
R48(4mΩ/20W):DC5V输出过电流检测。
实际线路中,还包括R48(20mΩ/20W),图中未画出。
R50(1Ω/20W)、Q21:+5V虚拟负载。
实际线路中,还包括R87、R88,图中未画出。
CHl2、D36、C36(470μF/50V):-15V电源整流回路。
实际线路中,还包括C37,图中未画出。
CRl2、RGl2:DC-15V由HAl7815集成稳压器等组成的DC-15V稳压环节。
实际线路中,还包括D37、
D 38、ZDl7、C38、C39、C62、R45等元器件,图中未画出。
M13:基准电压调整、开关主电源PWM控制、DC5V、DC24V电压调整与电源单元监控环节。
主要由集 成电路HAl6630G、R68/C97组成的PWM基准160kHz三角波生成环节等元器件组成。
VRll:DCl0V基准电压调整。
, VRl2、R72、R73、R75、R76.DC5V电压调整环节。
M14、S1~S8、D41:电压监控环节。
主要由集成电路VC02、“电压检测撤消”设定端子S1~S7组成。
当 S1~S7全部插入(通常情况)时,全部电压监控功能生效;取下相应的设定端子,该电压监控功能取消。
Q22.电源单元准备好信号(EN)输出驱动,在电源单元全部输出电压、辅助电压正常时,EN输出为“1”(
T TL高电平):当电源单元任何一路输出电压出现故障或外部报警信号(ALA、ALB触点闭合)输入时,EN输 出为“0”(TTL低电平)。
实际线路中,还包括D43、R79~R82等元器件,图中未画出。
Q23:电源单元OFF信号(*PF)输出驱动,当电源单元正常工作时,*PF输出为“1”(TTL高电平)。
实际线 路中,还包括R83~R86等元件,图中未画出。
RYl2:电源单元报警输出继电器,当任何一路输出电压出现故障或外部报警信号时,继电器接通,它
般作为输入单元的“互锁”信号。
它与电源单元的进线熔断器F11、F12的辅助触点并联后,在插头CP34- 5/6脚输出电源故障信号 (触点);在系统中,一般都作为输入单元的报警输入信号。
ALA、ALB:外部报警触点输入,在外部出现报警时,通过触点闭合ALA、ALB。
电源模块主要元器件的型号见表4-
2。
表4-2电源模块主要元器件一览表 名称 型号 备注 图上代号 M11 集成电路 PS01 M12 集成电路 PS04 M13 集成电路 HAl6630G M14 集成电路 VC02 RGll、RGl2 集成稳压电路 HAl7815PB
或:μPC14315HA VSll 浪涌吸收器 ENB4010-14Z DSll 单相全波整流桥 ESAC06-06S5VB60 DSl2 整流桥 ESAD33-02CV DSl3、14、15 整流桥 ESAD01—004S30SC4 D39~43、27、29、 二极管 IS953 图中未全画出 D11、D32 二极管 V09C 图中未画出 D30、D31 二极管 V19G 图中未画出 D20~25 二极管 U19E 图中未全画出 D28、34、35、37、38
二极管 V06C 图中未画出 D36 二极管 ERD33-02 图中未画出 D12~19 二极管 ER061-004 图中未全画出 D33、45 二极管 U05C 图中未画出 D44 二极管 1SSl22H 图中未画出 ZDl4 稳压管 2.7EB 图中未画出 ZDl5 稳压管 3.9EB 图中未画出 ZDl8、19 稳压管 6.2EBl 图中未画出 ZDl6、17 稳压管 16EB3 图中未画出 ZDl3 稳压管 30EB2 图中未画出 ZDll 稳压管 75EB 图中未画出 Q18、22、23 晶体管 2SAll52 图中未全画出 Q11、16、25 晶体管 2SCl983 图中未全画出 Q13 晶体管 2SCl983-
O 图中未画出 Q12 晶体管 2SCl983-
R 图中未画出 Q14、15 晶体管 2SC3046 Q19 晶体管 2SC2333 Q24 晶体管 2SCl247AF-
B 图中未画出 Q17、20 晶体管 2SC639S 图中未画出 Q21 晶体管 2SDl027 CRll-CRl4 晶闸管 CSM5B2 VRll、VRl2 电位器 5kΩ RYll 继电器 NC2D-P-DC24V RYl2 继电器 LADl-DCl2 根据以上原理图可以判定:F11、F12
间存在短路的原因可能是由于VSll或NFll、DSll损坏而发生短路。
经检查,本例中为VSll短路,更换后,机床恢复正常(当维修过程中,若无备件,以先取消VSll,临时使 用)。
例32.整流桥不良引起的故障维修 故障现象:某配套FANUC6M的立式加工中心,由工厂自发电供电,工件加工过程中,系统突然断电, 显示消失,机床停机后无法重新起动机床。
分析及处理过程:经检查,该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮,表明电源模块存 在故障。
检查输入熔断器
F11熔断,换上熔断器后测量,发现电源输入存在短路现象。
故障分析过程同上例,对照原理图检查发现VSll短路,DSll整流桥损坏,更换后机床恢复正常。
例33.功率管不良引起的故障维修 故障现象:某配套FANUC6M的立式加工中心,在加工过程中,车间突然断电,恢复供电后,无法重新 起动机床。
分析及处理过程:经检查,该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮,表明电源模块存 在故障。
检查电源模块输入熔断器
F11、F12熔断,测量电源输入存在短路。
故障分析过程同例31,对照原理图检查各元器件,确认VSll、NFll、DSll均正常,因此判定故障发生在开 关电源的一次侧驱动部分。
断开SHll后,测量驱动输出Q14、Q15、D24、D25,发现Q14的CE极短路,更换Q14(2SC3046)后, 短路消失,开机后机床恢复正常。
例34.续流二极管不良引起的故障维修 故障现象:某配套FANUC6M的立式加工中心,在加工过程中,机床突然断电,再次开机,无法重新起 动机床。
分析及处理过程:经检查,该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮,表明电源模块存 在故障。
检查电源模块输入熔断器
F11、F12熔断,测量电源输入存在短路。
故障分析过程同例31,对照原理图检查,发现VSll、NFll、DSll均正常,因此判定故障发生在开关电源的 一次侧驱动部分。
断开SHll后,测量驱动输出Q14、Q15、D24、D25,发现Q15的CE极短路。
取下Q15测量,发现Q15正常,线路中的短路仍然存在,由此确认短路是由续流二极管D25故障引起的, 更换D25(U19E)后,短路消失,开机后机床恢复正常。
例35.过电流检测电阻不良引起的故障维修故障现象:某配套FANUC6M的立式加工中心,在加工过程中,机床突然断电,再次开机,无法重新起动机床。
分析及处理过程:经检查,该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮,表明电源模块存在故障。
检查电源模块输入熔断器F11、F12正常。
对照原理图检查各元器件,发现VSll、NFll、DSll、Q14、Q15、D24、D25均正常,电源模块一次侧无短路,判定故障发生在开关电源的二次侧。
为了迅速判断故障部位,维修时依次取下短接设定端S1、S2、S4、S5,当取下S5后,故障消失,由此判定故障发生在DC24V电源回路。
进一步检查发现,线路中的DC24V电流检测电阻R26不良,引起了24V过电流保护回路动作。
更换R26后,机床恢复正常。
维修体会与维修要点:1)根据个人的维修经验,在FANUC系统中,电源单元故障的原因多发生在电网供电不良的地区。
由于加工过程中的外部突然断电或在工厂自发电供电的情况下工作,是引起电源单元故障的主要原因。
2)在一般情况下,电源单元的故障以进线的浪涌吸收器(VSll)的故障居多。
当VSll故障,但维修现场无器件时,为了保证机床的正常生产,通常的做法是暂时取消VSll,确保机床的使用,待备件到位后,再予以更换。
3)在电网电压波动太大(特别是自发电的场合),偶然也有整流桥、开关管、续流管损坏的情况。
对于以上器件,在无备件时,一般可以直接利用其他同规格的整流桥、开关管、续流管进行替代。
在安装尺寸不同时,有时也可以将整流桥安装到电源单元的外部。
4)FANUC不同的系统中,电源模块的型号有所不同,常见的电源单元有如下规格:①FANUCl0系统用电源单元:A16B-1210-0510;②FANUCll系统用电源单元:A16B-1210-0560;③FANUCl2系统用电源单元:A20B-1000-0770;④FANUC0系统用电源单元A:A16B-1211-0850⑤FANUC0系统用电源单元B:A16B-1212-0110:⑥FANUC0系统用电源单元AI:A16B-1212-0100(常用)。
以上电源单元的基本组成与工作原理与FANUC6系统相似,不再赘述,发生故障的情况亦基本类似,为了便于维修人员参考,附录B中提供了以上常用电源单元的原理框图,可以供维修时参考。
例36~例38.外部24V短路的故障维修例36.故障现象:某配套FANUC0TD的数控车床,开机时系统出现报警ALM950:FUSEBREAK(+24E,F14)。
分析及处理过程:该机床配套的电源单元是FANUCAI型电源单元,报警提示非常明确,指示了机床故障的原因是由于系统电源单元的熔断器F14熔断。
根据系统提示,直接检查F14,确认已熔断。
进一步检查,确认系统24E与0V以及地之间未发现短路,直接更换F14(5A)后,机床恢复正常。
例37.故障现象:某配套FANUC0TD的数控车床,开机时系统出现报警ALM950:FUSEBREAK(+24E,F14)。
分析及处理过程:同上分析,根据系统提示检查系统电源单元的熔断器F14已经熔断。
进一步检查发现,+24E与0V及地之间存在短路。
由于+24E是系统提供给外部的24V电源,因此,可以初步判定故障在机床侧。
在该机床上,+24E被用于操作面板上的按钮、指示灯,机床上的开关输入,以及电柜内的触点输入等多种场合。
为了确定短路的大致范围,维修时逐一取下了系统I/O信号连接插头M1、M2、M18、M19、M20进行检查。
检查发现当取下M1或M18后,短路消失,从而确认短路发生在M1或M18上。
由系统的连接手册可知,M1为系统+24E的总输出端(M1的29-32脚),在M1连接、M18取下时短路消失,可以判定短路发生在M18的输入信号上。
取下M18后,对其输入信号进行逐一测量,最后找到短路原因是由于车床尾架压力继电器对地短路引起的,更换压力继电器后,机床恢复正常。
例38.故障现象: 某配套FANUC0TE的数控车床,在工件装卸过程中,机床突然断电,再次开机,无法重新起动机床。
分析及处理过程:经检查,该机床配套的电源单元为FANUCAI,检查电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮,表明电源单元存在故障,检查系统电源单元的熔断器F14已经熔断。
对照AI电源单元原理图检查,发现系统提供给外部的+24E与地之间存在短路。
由于+24E是系统提供给PMC外部输入/输出信号的24V电源,可以初步判定故障在机床侧。
通过上例同样的分析检查,对其输入信号进行逐一测量,最后找到短路原因是由于车床脚踏开关对地短路引起的,重新连接后,机床恢复正常。
本例故障的实质与上例相同,但由于早期的FANUC系统无ALM950报警显示,因此必须通过检查指示灯状态以确定故障部位。
例39.保护二极管接反引起的故障维修故障现象:某配套FANUC0T的数控车床,由于PMC输出中间继电器损坏,使得机床的尾架向前动作无法进行,经电工更换后,重新起动机床,工作正常。
但在操作尾架向前后,机床突然断电,系统无法正常启动。
电工检查后发现系统电源单元的熔断器F14已经熔断,经测量,外部的+24E与0V之,间未短路,电工重新换上其他机床的熔断器F14后,再次操作尾架向前后,机床又断电,电源单元的熔断器F14再次熔断。
分析及处理过程:现场检查,测量外部的+24E与0V之间确实未短路,经了解该机床在更换中间继电器前,F14未熔断,故障发生是由于更换了中间继电器后引起的,因此,首先检查了中间继电器的连接。
经检查发现,该机床在更换中间继电器时,将继电器线圈两侧并联的保护二极管方向接反,当尾架向前信号输出,PMC内部晶体管导通后,引起+24E与0V之间通过保护二极管短路,使F14熔断。
例40.操作面板不良引起的故障维修故障现象:某配套FANUC0TD的数控车床,在机床操作过程中,机床突然断电,再次开机,系统显示报警ALM950。
分析及处理过程:本例中的报警同例36,但经过彻底检查,确认系统的全部输入、输出无短路,换上FUl4后,机床恢复正常;但几天后,故障又重复出现。
现场检查,仍然未发现故障部位。
但由于故障重复出现,经询问操作人员,了解到故障都是在程序试运行,并在改变进给倍率时出现,因此初步确定故障与倍率开关有关。
检查发现该机床配套的操作面板为机床生产厂家自制,在用力转动时,面板上的波段开关存在松动,且连接线存在对地短路的可能性。
对波段开关进行重新连接,并加绝缘处理后,故障不再发生。
维修体会与维修要点:1)FANUC电源单元的+24E熔断器熔断,是数控机床维修过程中经常遇到的问题之
一,这一故障引起的原因一般与系统本身无关,属于系统外部故障。
2)+24E为系统提供外部(机床侧)输入、输出信号使用的电源,F14熔断器熔断,一般是由机床侧的输入、输出信号对地短路引起的。
3)为了确定短路的大致范围,维修时可以通过逐一取下系统I/O信号连接插头M1、M2、M18、M19、M20等,进行检查,以缩小故障范围。
4)一般来说,机床侧的可动部位的接线(如:车床的脚踏开关、操作面板上的波段开关),液压、冷却系统的输入、输出信号是容易引起短路的场合,维修时可进行重点检查。
5)继电器线圈两侧并联的保护二极管方向,必须引起维修人员的特别注意,更换时必须十分仔细,防止出错。

2.SIEMENS电源模块故障维修6例例41.810M熔断器不良引起的故障维修故障现象:某配套SIEMENS810M的立式加工中心,在加工过程中,机床突然断电,再次开机,系统无显示,机床无法重新起动。
分析及处理过程:SIEMENS810M系统的外部电源控制要求十分简单,只要CNC的+24V电源输入正常,只需要短接CNC电源模块上的NC-ON端,即可以起动系统。
经检查,该机床系统的强电的起动回路正常,系统的电源输入DC24V正常,且通过短接系统输入的NCON触点,系统仍然无法正常工作,因此判断故障的原因在系统上。
测量系统的+5V电源,发现无电压输出,但系统的风机正常转动。
由此初步判定故障原因在系统的电源控制回路。
为了维修方便,测绘了810M的电源控制回路如图4-11所示。
图4-11810M的电源控制原理图 图4—11中各主要元器件的作用如下:F1:系统电源输入熔断器,电源主回路短路保护元件。
F2:风机电源输入熔断器,风机短路保护元件。
L2、L3:风机电源滤波电感。
Z1:输入滤波器,对输入DC24V电源进行滤波。
V16-保护二极管。
C23:直流输入滤波电容。
U2:带封锁输入的DC24V/DC5V转换集成电路模块。
V12、V3、C21:DC5V输出电压调节、滤波环节。
实际线路中还包括C8、C9、C10、C11、C21、L1、V7、R16~R19等元器件,图中未画出。
V15、N3、C24、C25:DC5V辅助电压输出、滤波环节。
实际线路中,还包括C22、V14、等元器件,图中未画出。
N4、R61、R62'DC5V基准电压与DC2.5V参考电压输出环节。
实际线路中,还包括C32、C32等元器件,图中未画出。
N2、U1:电压监控回路。
实际线路中,还包括C7、C30、C19、C20、C14、R47、R46、R34、R36、R37~R43、R20、R53、R54、R48、V17、V8、D28、H1、H2等元器件,图中未画出。
电源部分主要元器件的型号见表4-
3。
表4-3电源部分主要元器件一览表 图上代号 名称 型号 F1 熔断器 4A/250V F2 熔断器 1.6A/250V L2、13 电感 3μ
H V3 晶体管 BCY79/V111 V6 二极管组 BYS24-25 C2l 电容 1000μ
F C23 电容 1500μ
F C24 电容 220μ
F C25 电容 22MF U1 集成运放电路 LM339 U2 集成电路 PSA55-
7 V12 晶闸管 TYN7165 N1、N2 集成电路 TL7705A N3 集成稳压电路 LM340 N4 集成稳压电路 MCl403 D19 集成电路 MC555 SIEMEN
S810M由于使用的是DC24V电源,因此电源回路相对比较简单,故障原因多数是内部熔断器、 保护二极管等元器件损坏。
在本例中,根据以上原理图,经检查发现,系统中的熔断器F1熔断,且UE与0V间无短路,更换后系统 恢复正常。
例42.810M滤波电容不良引起的故障维修 故障现象:某配套SIEMENS810M的加工中心,在加工过程中,机床突然断电,再次开机,系统无显示, 机床无法重新起动。
分析及处理过程:故障检查情况同上例,经检查,外部电源输入DC24V正常,且通过短接NC-ON触点, 系统仍然无法正常起动,因此判断故障的原因在系统电源模块上。
根据图4-11,经检查发现,系统中的C23不良,更换后系统恢复正常。
例43.810M集成稳压电路不良引起的故障维修 故障现象:某配套SIEMENS810M的立式加工中心,开机系统无显示,机床无法重新起动。
分析及处理过程:故障检查情况同前例,经检查,系统的电源输入DC24V正常,通过短接NC-ON触点, 系统仍然无法正常工作。
测量系统的+5V电源,发现无电压输出,但系统的风机正常转动。
根据原理图,逐一检查电源模块各部分的控制线路,经检查发现,系统中的F1熔断,测量发现UE与0V 间存在短路。
进一步检查发现,集成稳压器N3(LM340)损坏,更换后系统恢复正常。
例44.810M内部5V过载引起的故障维修 故障现象:某配套SIEMENS810M的立式加工中心,开机调试时,发现系统电源无法正常接通。
分析与处理过程:故障检查情况同例42,经检查发现该机床DC24V输入正常,通过短接NC-ON触点, 系统仍然无法正常起动,测量系统+5V电源,发现本例中此电压在开机的短时间内有输出,但几秒钟后, +5V电压即断开。
根据810M电压的特点,可以初步确认,故障是由于+5V电源过载引起的,为了确认故障部位,维修时 逐一取下系统各组成模块,并对系统进行接通试验。
经试验发现当取下了系统位置控制板后,CNC即能 正常起动,由此确认故障是由于位置控制板5V存在过载引起的。
为了进一步确认故障是由位置控制板本身或外部连接引起的,维修时再通过逐一取下位置控制板上的各 插头进行试验,最终发现当X轴编码器反馈插头插上后,CNC即发生故障,从而确认了故障是由于X轴 位置反馈系统引起的,检查X轴测量反馈线的连接,发现编码器的+5V连接错误,重新连接后,系统可 以正常起动。
类似故障:某配套SIEMENS810M的卧式加工中心,在自动加工过程中,突然停机,再次起动系统,电源无法正常接通。
分析与处理过程:经检查,本例中的电源故障与上例相似,+5V电压在开机的短时间内有输出,但几秒钟后,+5V电压即降至0V。
经与上例同样的分析与处理,发现故障是由于主轴编码器引起的,检查机床主轴编码器的连接,发现该机床由于主轴编码器电缆固定不正确,已被拉断,引起了+5V的局部短路,重新更换主轴编码器电缆后,机床恢复正常工作。
例45.810M电源模块本身不良引起的故障维修故障现象:某配套SIEMENS810M的卧式加工中心,在自动加工过程中,突然停机,再次起动系统,电源无法正常接通。
分析与处理过程:经检查,本例中的电源故障与例42相似。
但经取下各系统模块试验,仍未发现存在+5V过载的模块,直至将电源模块拔出,与系统断电后,故障现象依然不变,从而确认故障是由电源模块本身引起的。
直接更换同规格的电源模块备件,系统故障排除,机床恢复正常。
例46.8T系统电源模块ON回路不良引起的故障维修故障现象:某配套SIEMENS8T的数控磨床,在自动加工过程中,突然外部停电,再次起动系统,电源无法正常接通。
分析与处理过程:经检查,系统电源模块(MSl41)的L1、L2间无AC220V电压。
根据机床电气原理图检查,发现进线熔断器已经熔断。
在测量AC220V无短路的前提下,换上进线熔断器,输入电压恢复,但电源仍然无法起动。
进一步检查确认,系统起动的全部外部条件都已经满足,测量NC-ON触点动作,初步判定电源模块内部存在故障。
取下电源模块(MSl41)检查,发现NC-ON回路中的只稳压管不良,更换后,系统恢复正常。
维修体会与维修要点:1)SIEMENS810M由于使用的是DC24V电源,因此电源回路相对比较简单,故障原因多数是内部熔断器、保护二极管等元件损坏。
2)判定810系统电源是否存在故障的方法较简单,可以在系统加入DC24V电源后,通过直接短接系统的NC-ON触点进行检测。
短接后若系统正常起动,显示器工作,证明系统电源单元无故障;否则应对系统电源单元进行维修。
3)由于810风机与系统在内部采用了独立的供电回路,因此,即使风机正常工作,只能代表外部DC24V供电正常,但不能代表系统内部电源的工作正常(参见图4-11)。
4)SIEMENS其他型号的数控系统(如:SIEMENS3、8、850、880等),其电源控制方式与SIEMENS810系列基本相同,维修时可以参照进行。

3.其他系统电源模块故障维修4例例47.PLASMA系统电源故障引起机床失控的故障维修故障现象:某配套PLASMA系统的5轴加工中心,在加工过程中,机床突然出现
X、Y、Z轴同时快速运动,导致机床碰撞,引起刀具与工件的损坏。
分析及处理过程:机床在加工过程中突然失控,坐标轴快速运动,此类故障通常破坏性较大,属于严重故障,维修时应特别注意,对于半闭环系统应立即脱开伺服电动机与编码器的联接,防止机床再次失控,才能进行进一步的诊断。
仔细分析故障可能的原因,坐标轴突然失控的原因通常是由于位置环开环引起的,当某一轴出现以上问题时,故障一般是由于该轴伺服系统的位置测量系统故障引起的。
但在本机床上,由于机床的所有轴同时出现以上问题,因此故障原因应与系统公共部分有关。
考虑到机床的全部位置编码器供电均由统一的电源模块进行,如果电源模块的+5V不良,将导致系统的三轴位置环的同时故障。
仔细测量机床的电源模块并与同类机床比较,该机床的+5V电源在空载时,电压正常:但连接负载后测量发现,该电源模块在输出电流为4A时,输出电压降到4.25V;输出电流为10A(额定输出)时,输出电 压降到2V。
但在正常的机床上,在输出电流为10A(额定输出)时,输出电压仍然保持5V。
由此确认本故障与电源模块有关。
直接更换电源模块后,机床恢复正常。
例48.YASKAWAJ50M系统电源的故障维修故障现象:某配套YASKAWAJ50M的加工中心,在机床维修后,再次开机时,机床无法正常起动。
分析及处理过程:检查该机床数控系统,发现系统电源模块的+24V、+5V电源报警灯亮,表明系统电源部分存在报警。
为了诊断故障部位,取下系统电源模块到I/O模块FC810、系统到MDI/CRT单元JSP50-2的电源连接,再次开机,电源模块+24V、+5V报警消失;逐一安装以上两模块的电源,最终发现电源报警是由于MDI/CRT单元JSP50-2引起的。
检查MDI/CRT单元JSP50-2的电源连接,发现该模块的电源输入插头CN5无定位装置,即:插头在交换方向后仍然可以插入插座中。
仔细测量系统电源模块与MDI/CRT单元JSP50-2的连接,事实上存在插接错误,更换插座方向后,故障排除,机床恢复正常。
例49.GE2000系统驱动管不良引起的故障维修故障现象:某配套GE2000系统的数控车床,在开机时由于车间突然断电,引起停机;重新开机后,系统无法起动。
分析及处理过程:经检查与测量,发现该机床GE2000系统的电源模块上的+5V电压空转时为5V(正常),但在开机后仅为2.3V,表明电源模块不良。
通过现场测绘系统电源模块的电气原理图,并根据原理图用示波器逐级测量、分析开关电源的信号波形,最终确认故障原因是由于开关电源的驱动管Q2不良引起的,更换同规格大功率管后,故障排除,机床恢复正常。
例50.GE2000系统集成稳压电路不良引起的故障维修故障现象:某配套GE2000系统的数控车床,在自动加工过程中,突然停电;重新起动机床,系统无法起动。
分析及处理过程:经测量检查,该机床故障是GE2000系统的电源模块中的+5.5V辅助控制电压不良引起的。
根据测绘的原理图分析,故障原因是由于电源模块上的集电稳压电路AI(LM317)不良引起的,更换LM317后机床恢复正常工作。
4.2系统显示故障维修25例数控系统不能正常显示的原因很多,当电源故障、系统CPU故障时均可能导致系统不能正常显示;系统的软件出错,在多数情况下可能会导致显示混乱或显示不正常或系统无显示;当然,显示系统本身的故障是造成系统显示不正常的直接原因。
因此,系统不能正常显示时,首先要分清造成系统不能正常显示故障的原因,抓住主要矛盾,不可以简单地认为只要系统无显示就是显示系统的故障。
当由于系统电源、系统出错等原因造成系统不能正常显示时,应首先对其他相关部分进行维修处理,具体可参见本书有关章节内容,本节中仅介绍显示系统本身故障的维修实例。
数控系统显示不正常,可以分为完全无显示与显示不正常两种情况。
当系统电源、系统其他部分工作正常时,系统无显示的原因,在大多数情况下是由于硬件故障引起的。
而显示混乱或显示不正常,一般来说是系统的软件出错造成的。
当然,根据不同的系统,在系统软件故障时,也不排除系统完全无显示的可能性。
组成显示系统的硬件,主要包括电源回路、显示器、显示驱动回路、显示板、连接电缆等;以上部分的硬件损坏,将导致系统画面无显示。
软件出错引起的显示不正常,主要包括系统存储器(ROM)出错、RAM出错、软件版本出错等。
以上故障会使显示器混乱(出现乱码)或显示不能正常进行(停留在某一页面),但在有些系统中(如:SIEMENS810M)也可能使得系统完全无显示。
有关软件出错引起的显示不正常故障的维修,可参见本章第4.3节“CNC单元故障维修40例”的有关内容。

1.FANUC系统显示故障维修10例例51.3M系统显示模块不良引起的故障维修 故障现象:配套FANUC3M的数控铣床,开机后CRT无显示。
分析与处理过程:经检查,测量CRT工作电源、CRT的同步分离电路以及行、场同步输出电路均正常,系统除显示外的其他部分工作正常,但系统射频无输出。
根据以上分析,判定故障在系统的显示控制PC-II模块上,更换PC-II模块后,系统显示恢复正常。
例52.3M系统显示电源不良引起的故障维修故障现象:配套FANUC3M的数控铣床,开机后CRT无显示。
分析与处理过程:经检查,该机床系统与CRT的连接正常,但显示系统的电源DC24V、DCl5V均只有5V左右,初步判断故障原因在电源模块上。
FANUC3M电源模块的原理与FANUC0系统十分相似,经检查,电源模块的DC24V输出整流电容存在虚焊现象,重新安装后,显示恢复正常。
例53.显示页面不能变化的故障维修故障现象:配套FANUC6M系统的数控铣床,开机后CRT只显示位置画面,其余画面均不显示。
分析与处理过程:经检查,系统除显示页面不能改变外,其他部分工作均正常,且在这种情况下,系统完全可以正常工作,由此判定系统、显示均无故障,故障原因应在页面选择与页面转换上。
进一步仔细检查,发现系统MDI控制板(A20B—0007—0030)的位置显示按钮触点损坏,显示状态被固定在位置页面。
维修时取下了MDI面板上的薄膜,重新修理按钮后,系统页面可以正常转换。
类似故障:配套FANUC0TA系统的数控车床,程序输入时的“T”键无法输入、显示,其余功能全部正常。
分析与处理过程:经检查发现,系统除“T”键无法输入、显示,其余功能全部正常;且在这种情况下,系统完全可以正常工作,由此判定系统、显示均无故障,故障原因应在MDI输入键上。
进一步仔细检查,发现系统MDI控制板的“T”按钮触点损坏,使“T”键无法输入、显示。
通过取下MDI面板上的薄膜,重新修理按钮后,系统恢复正常。
例54.显示保护熔断器故障维修故障现象:一台采用FANUC-BESK7CM数控系统的加工中心,机床通电起动后,机床能正常工作,但荧屏显示器无显示。
分析与处理过程:机床动作正常,但CRT无显示,说明故障仅在显示装置及其相关电路。
通过检查发现,显示器的熔断器(1.0A)已经熔断,但经检测,CRT控制回路未发现异常。
换上一只普通lA熔芯后,通电后又立即熔断。
为检查其原因,将电流表串在电源回路内进行通电测量,结果表明显示器的工作电流极小,仅为20mA~0.5A左右,且CRT可以正常显示。
但是当拆除电流表,换上熔芯后,现象又再次发生。
考虑到系统显示器与电视机相似,熔断器熔断的原因可能是由于CRT回路的冲击电流引起的。
最后采用了电视机用熔断器,显示器恢复正常。
例55.0TD显示电缆引起的故障维修故障现象:某配套FANUC0TD的数控车床,在经过假期后,首先开机,发现系统无显示。
分析及处理过程:由于本机床在放假前工作正常,并正常关机,初步认为系统与机床不应有零部件的损坏,维修时重点检查了系统与显示器的连接电缆。
经检查发现,该机床的显示电缆(CCX5—CNl)被老鼠咬断,重新连接后机床恢复正常。
例56.0MC显示电缆引起的故障维修故障现象:某配套FANUC0MC的加工中心,在用户调试时首次开机,发现系统无显示。
分析及处理过程:由于本机床在出厂前工作正常,初步认为系统与机床不应有零部件的损坏,故障可能是由于运输过程中的振动、颠簸引起的。
维修时检查了系统与显示器的连接电缆。
经检查发现,该机床的显示器电源电缆(CPl5—CN2)脱落,重新连接后机床恢复正常。
例57.显示页面的调整故障现象:某配套FANUC0MA的加工中心,在经过长期使用后,系统显示逐渐变暗,特别是PLC梯形图显示模糊。
分析及处理过程:由于本机床工作正常,无故障,系统仅仅是显示逐渐变暗,PLC梯形图显示模糊;所以维修只须针对显示器进行,重新调整显示器的“辉度”电位器后,显示变亮,机床显示恢复正常。
类似故障:某配套FANUC0TE的数控车床,在经过长期使用后,系统显示出现页面上下幅度变小。
分析及处理过程:由于本机床工作正常,无故障,系统仅仅是显示页面上下幅度变小;所以维修只须针对显示器进行,重新调整显示器的“场幅”电位器后,显示恢复正常。
例58.10M系统显示电缆故障的维修故障现象:一台配套FANUCl0M系统的加工中心,CRT画面的字符显示时有时无。
分析与处理过程:经检查,发现该机床的操纵台在转动一定的角度后,系统显示可以恢复正常,因此,初步判定故障是属于电缆线的安装、接触不良等原因引起的。
通过检查CRT信号电缆,发现信号电缆线的其中一根线已经断开,重新连接后,机床恢复正常。
例59.11系统CPU板显示“A”的故障维修故障现象:日本进口插齿机,配套FANUCll系统,在自动循环方式突然停止工作,CRT无显示,主板上的7段显示器显示报警“A”。
分析及处理过程:7段显示器报警“A”,表示MDI/CRT单元的连接异常。
对于此类故障,通常应先检查MDI/CRT的连接器和光缆,然后再检查主板。
经检查,发现本机床以上部分均不存在问题,机床故障无法消除。
为此,再对CRT进行了检查,经检查发现,CRT的24V电源有短路现象。
进一步检查发现:CRT单元的熔断器F21/F22(3.2A)已经熔断,CRT电源单元上的电容器C29(1000F/35V)短路,驱动晶体管Q15(C3164)已被击穿。
更换备件后,系统恢复正常。
从本例可看出,数控系统的报警提示对分析故障原因是有帮助的。
但是,报警提示也有其局限性,它不可能将所有故障的原因进行确认。
所以,在排除故障时,应该根据报警提示,再结合实际故障现象来进行综合分析,不可受到提示的约束,而放弃对系统其他相关部分的检查。
例60.1lM统CPU板显示“C”的故障维修故障现象:某配套FANUC11M的加工中心,在机床工作过程中,系统经常出现死机,页面无法转换,系统CPU板显示“C”。
分析及处理过程:在FANUC11M,当系统主板出现报警“C”时,则说明MDI/CRT板出错(由于机床已经正常工作了多年,不可能是MDI/CRT单元配置错误);考虑到故障的偶发性,初步判定故障原因在MDI/CRT与主板的连接上。
重新整理、连接MDI/CRT单元的光缆、电缆后,故障现象消失,机床恢复正常。

2.SIEMENS系统显示故障维修6例例61.3M系统接口模块不良引起的故障维修故障现象:某配套SIEMENS3M4B的加工中心,机床加工过程中,显示器突然无显示。
分析及处理过程:SIEMENS3M系统无显示的原因有两方面:一是系统硬件故障,是系统软件出错;对于后者,一般可以通过对系统的初始化进行恢复(详见后述)。
检查系统各主要模块的指示灯状态,电源模块5V指示正常;CPU模块(6FXll22-03840)上的监控指示灯正常(不亮),则表明故障原因在CRT或操作面板接口模块(03731)上。
检查CRT电源正常,CNC与MDI/CRT间的连接可靠,排除了外部原因。
通过互换法,最终确认故障原因是操作面板接口模块(03731)不良,更换后显示恢复正常。
例62.8M系统5V监控引起的故障维修故障现象:某配套SIEMENS8M的加工中心,机床加工过程中,偶尔显示器无显示,重新开机后,通常又可以恢复正常。
分析及处理过程:由于故障偶尔出现,关机后又可以恢复,初步认为系统无硬件损坏。
在发生故障时,检查系统操作面板上的MS401接口模块,发现内部无5V工作电压。
考虑到故障的偶发性,分析原因与5V监控回路有关。
通过调整5V调节电位器,机床经多次起动,均可以正常工作,但不久故障又重复出现。
经过详细了解,在调整了5V以后,故障频率已经降低,但仍然未彻底消除。
为了保证机床的正常工作,维修时根据5V监控原理,在确认对系统无影响的情况下,更换了5V监控电路的电阻,适当扩大了5V的允许变动范围,故障不再出现。
例63.880系统无显示的故障维修故障现象:某配套SIEMENS880M的加工中心,机床加工过程中,显示器突然消失,再次开机后无显示。
分析及处理过程:检查系统各主要模块的指示灯状态全部正常,甚至在无显示的情况下,机床仍然能够手动移动,证明故障仅仅在系统的显示部分。
取下CRT检查,经检查发现,CRT上的高压包的一个线圈接头烧断,重新连接后故障排除,机床恢复正常。
例64.810系统显示突然消失的故障维修故障现象:某配套SIEMENS810M的加工中心,机床加工过程中,显示器突然无显示。
分析及处理过程:810M系统无显示的原因有两方面:一是系统硬件故障,二是系统软件出错;对于后者,可以通过对系统的初始化进行恢复。
为了判别故障原因,维修时对系统进行初始化处理:按住系统面板上的诊断键(有“眼睛”标记的键),接通电源起动系统,但系统仍然无初始化页面显示。
由此可以判定,系统的显示器损坏,更换显示器后,机床恢复正常。
例65.810系统显示驱动不良的故障维修故障现象:某配套SIEMENS810M的加工中心,机床加工过程中,显示器突然变成水平一条亮线。
分析及处理过程:由于本机床工作正常,无故障,系统仅仅是显示器突然变成水平一条亮线,所以维修只须针对显示器进行。
数控系统的显示器驱动电路与电视机原理相同,本故障属于显示的场偏转与场输出电路故障,经检查该显示器的场输出管损坏,更换场管后,显示恢复正常。
类似故障:某配套SIEMENS810M的加工中心,机床加工过程中,显示器突然变成垂直一条亮线。
分析及处理过程:由于本机床工作正常,无故障,系统仅仅是显示器突然变成垂直一条亮线,所以故障属于显示的行偏转与行输出电路故障。
经检查该显示器的行输出管损坏,更换后显示恢复正常。
例66.810系统页面不能转换的故障维修故障现象:配套SIMENS810M的加工中心,开机后CRT停留在位置显示页面,无法进入其他任何显示页面。
分析与处理过程:经检查,系统除显示页面不能改变外,其他部分工作均正常,且在这种情况下,系统完全可以正常工作,由此判定系统、显示均无故障,故障原因应在页面选择与页面转换上。
进一步仔细检查,发现系统的位置显示软功能件被卡住,未能复位,重新拉出后,系统页面可以正常转换。
维修体会与维修要点:1)根据个人的维修经验,在FANUC系统中,系统无显示的硬件方面原因,除公共电源单元的故障外,一般都是由于连接不良引起的;显示回路、显示板元器件损坏的故障情况非常少,因此维修时重点应检查系统与显示器的连接电缆。
2)在SIEMENS系统中、无显示的故障偶然有发生。
硬件方面,由于810显示器与系统一体,因此,基本上可以排除连接方面的故障原因;显示回路、显示板元器件损坏的故障情况偶然存在,因此维修时重点应检查显示器本身。
3)数控系统的显示器驱动电路与电视机原理相同,故障多属于显示的行、场输出电路,维修可以参照电视机的有关维修方法。
4)对于一般的显示不良故障,如:亮度、辉度、同步、幅度等问题,通过对显示器的调节即可以解决,调节方法与电视机的调整相同。
CRT无显示的一般诊断方法如下:①接通电源数分钟,再关闭CRT,若显示器上有光斑,则证明CRT有光栅,可以排除显示器电源回路的故障:若CRT无光斑,则属于显示器无光栅,应重点检查显示器电源(一般为DCl2V)、系统公共电源回路(DC24V)。
②若CRT有光栅,但无显示,则可以通过调节CRT的“辉度”电位器,观察显示器是否会出现画面变白。
若画面无变化,则故障原因可能在“辉度”调节、控制回路,这时应重点检查“辉度”调节、控制回路的有关电路与元器件。
③若调节“辉度”电位器后,画面变白,但显示器无画面显示,则可以确定显示器正常,故障原因在显示器的视频信号输入上,可以按以下步骤,通过逐级测量视频信号,检查故障原因。
④检测系统视频信号(在部分FANUC系统中,CRT控制板上带有直接视频信号的测量端VIDEO),若系统无视频信号输出,则属于系统CRT接口板故障,应更换CRT接口板或对CRT接口板进行维修。
⑤若系统有视频信号输出,则故障原因应在显示调节单元上,这一单元的结构与普通电视机的电路相似,一般情况下,可以对其进行元件级的维修处理。
⑥对于显示器图像的稳定性、辉度、同步性能、幅度等方面的调节,可以直接通过显示单元的“辉度”、“对比度”、“水平同步”、“垂直同步”、“场幅”、“行幅”、“线性”等调节电位器与偏转磁铁进行调整,其维修、处理方法与普通电视机相同。

3.其他系统显示故障维修9例例67.LJ-10T系统无显示的故障维修故障现象:配套LJ-10T的数控车床,开机后CRT无显示。
分析与处理过程:经检查发现,系统与CRT的连接以及系统电源正常,初步判断故障原因在显示器本身的控制电路中。
测量CRT工作电源(DCl2V)发现,当显示器不工作时,DCl2V正常,但在CRT工作以后,实际电压只有DC5V左右。
进一步测量发现,CRT电源输入正常,但集成稳压器(AN7812)输出电压为DC5V。
更换AN7812后,显示恢复正常。
例68.LJ-10T系统视频信号无输出的故障维修故障现象:配套LJ-10T的数控车床,开机后CRT无显示。
分析与处理过程:经与上例同样的检查,测量CRT工作电源DCl2V正常,但显示器无视频信号输入。
进一步检查发现,系统MTB板上的视频信号输出回路的一只电容器对地短路;更换后,显示恢复正常。
例69.LJ-10T同步分离电路故障的维修故障现象:配套LJ-10T的数控车床,开机后CRT无显示。
分析与处理过程:经与上例同样的检查,测量CRT工作电源DCl2V正常,但显示器无视频信号输入。
进一步检查发现,系统(MTB板)上的视频信号输出正常,显示器有光栅。
因此,初步判定故障原因在CRT的同步分离电路上。
该系统的CRT同步分离电路原理如图4-12所示,经测量发现,行、场同步输出信号 正常,但射频信号无输出。
对照原理图检查发现,视频信号在R1、R2连接处无信号,但C1、C2正常,由此判定故障在R2上。
测量发现,R2对地短路,更换后,显示恢复正常。
图4-12CRT同步分离电路原理图类似故障:配套LJ-10T的数控车床,开机后CRT无显示。
分析与处理过程:经以上同样的检查,测量CRT工作电源DCl2V正常,系统(MTB板)上的视频信号输出正常,显示器有光栅。
因此,判定故障原因在CRT的同步分离电路上。
对照原理图检查发现,行、场同步输出信号正常,但射频信号无输出。
而视频信号在C307、C306连接处仍然有信号,但射频信号无输出,由此判定故障在C306、R301上。
测量发现,R301断开,更换后,显示恢复正常。
例70.NUMl020T系统显示不能变化的故障维修故障现象:某配套NUMl020T系统的数控车床,开机后发现CRT屏幕显示页面不能变化,引起死机。
分析与处理过程:数控机床发生死机的原因通常与系统软件、信号线的屏蔽等原因有关。
在NUM系统中,对CRT到NC的传输电缆屏蔽线要求较严,如果没有按要求连接屏蔽线,容易造成CRT的显示死机。
在本机床上,经检查故障原因为CRT到NC的传输电缆的屏蔽线脱落,重新焊接后,机床恢复正常。
例71.HEIDENHAINTNC355B无显示的故障维修故障现象:某配套HEIDENHAINTNC355B的数控铣床,机床加工过程中,显示器突然无显示。
分析及处理过程:由于本机床无显示,所以维修首先只须针对显示器进行。
经检查,示器有光栅,但无图像,分析故障原因是行输出电路故障。
经测量检查后确认,原因是内部集成电路TDA-2594损坏,更换后,显示恢复正常。
例72.HEIDENHAINTNC355B显示不稳定的故障维故障现象:某配套HEIDENHAINTNC355B的数控铣床,显示器显示不稳定,图形上下移动。
分析及处理过程:由于本机床工作正常、无故障,系统仅仅是显示不稳定,页面上下移动,因此维修只须针对显示器进行。
重新调整显示器的“同步”电位器后,显示恢复正常,但不久页面又上下移动。
根据以上现象判断显示器同步电路存在故障,经认真检查发现,显示器的同步电路存在虚焊,重新焊接后,显示恢复正常。
例73.FAGOR8030系统无显示但机床仍然工作的故障维修故障现象:某配套FAGOR8030的立式加工中心,在机床加工过程中,系统突然无显示,但机床加工仍然未停止;重新开机后,系统无显示。
分析及处理过程:由于机床在无显示的情况下工作仍然正常,可以认为故障原因仅仅是显示器本身的原因。
为了验证,在无系统显示的情况下,按照通常的操作步骤,依次进行操作,发现机床仍然可以运动,由此确认故障仅仅是显示器本身的原因。
经检查发现,该机床的显示器电源、连接电缆均正常,排除了外部原因。
重新更换显示器后,机床恢复正常。
例74.FAGOR8030系统显示时有时无的故障维修故障现象:某配套FAGOR8030的立式加工中心,在机床加工过程中,系统显示自动消失,但机床加工不停止。
重新开机后,系统又出现,正常显示:但连续工作数小时后,显示又消失。
分析及处理过程:分析故障与计算机的屏幕自动保护动作十分相似,但由于FAGOR8030系统并无此功能,且按下面板上的任意键,显示均无法恢复,故确认CRT存在故障。
经检查发现,该机床的显示器电源、连接电缆均正常;重新更换显示器后,机床恢复正常。
类似故障:某配套FAGOR8050的龙门加工中心,在机床加工过程中,系统突然无显示,但机床加工不停止。
故障出现后,重新开机,系统又出现正常显示;但工作数小时后,显示又消失。
分析及处理过程:故障现象与分析过程同上,虽然数控系统不同,但故障现象与原因完全一致,处理后机床恢复正常。
例75.FAGOR8050系统显示时有时无的故障维修故障现象:某配套FAGOR8050的龙门加工中心,在机床加工过程中,系统突然无显示。
重新开机后,系统无显示;但在等待数小时后,显示又可以恢复正常,此后工作数小时,显示再度消失。
分析及处理过程:本例故障与例74相似,经检查可以确认,该机床的显示器电源、连接电缆均正常;排除了外部原因。
由于FAGOR8030/8050的显示器故障现象较普遍,虽然各显示器的故障情况有所不同,但一般均为显示器本身的原因。
直接更换显示器后,机床恢复正常。
维修体会与维修要点:在初期的FAGOR3030、8050系统中,显示器无显示的故障十分普遍,其故障现一般象有:①在加工过程中,显示突然消失,重新开机后,系统又出现正常显示:但工作数小时后,显示又消失。
②在加工过程中,显示突然消失,重新开机后,系统无显示。
在FAGOR3030、8050系统中,以上故障一般都是显示器本身的损坏、故障,因此,维修时重点应检查显示器本身或直接进行更换。
特别是对于重新开机显示又可以恢复的情况,通常也与外部原因无关,应直接进行显示器的更换。
4.3CNC单元故障维修40例4.3.1系统软件故障维修10例
1.FANUC系统软件出错故障维修6例例76.6M系统ALM901报警的维修故障现象:某配套FANUC6M的加工中心,在机床工作过程中,系统出现ALM901磁泡存储器报警,多次开机故障不能消除。
分析及处理过程:在FANUC6中,当出现系统报警ALM901、ALM905、ALM906时,说明磁泡存储器发生了故障,这时可以通过对磁泡存储器的初始化操作进行清除。
磁泡存储器的初始化操作步骤如下:1)从系统上取下磁泡存储器板,从存储器板上(或从需要更换的新存储器板上)读取不良环信息(如:012、024、042等,这些信息被记录在磁泡存储器板的标签上,不良环的数量与信息内容,根据存储器板的不同有所区别)。
2)重新安装上磁泡存储器板(在系统断电的情况下进行)。
3)按住“-”与“.”键,同时接通系统电源,CRT出现以下画面:IL—MODE1TAPE2MEMORY3ENPANE4BUBBLE5PC—LOAD6RAMTEST4)按MDI面板的数字键
4,选择磁泡存储器初始化模式;CRT显示以下画面:BUBBLEINITIALIZEFUNCTIONKEY1WRITEBYTAPE2WRITEBYMANUAL3DISPLAYLOOPDATA4ORIGINRETURNTOIL—MODE5)按MDI面板的数字键
2,选择手动写入模式,CRT显示以下画面:BUBBLEINITIALIZEMAKEBMU—SWITCHON6)将主板上的BMUFREEMODE开关打到ON位置,CRT显示以下画面:BUBBLEINITIALIZESTEPlINPUT=INPUT:INPUTLOOPDATA DELET:CLEARALLDATASTART:WRITEBUBBLE7)用数字键键入不良环信息,并按INPUT键输入,当输入错误时,可以利用DELET、CAN键清除后,重新输入;当不良环信息超过1个时,需要多次输入,直到全部不良环信息输入完成。
8)按START键,进行不良环信息的写入,CRT显示以下画面: BUBBLEINITIALIZEDEVICEl012024042DEVICEl0390520689)将主板上的BMUFREEMODE开关打到OFF位置。
10)断开系统电源;再次接通系统。
11)重新输入系统参数。
在本机床中,经以上处理后,报警仍然存在,因此,基本可以排除参数错误的原因,估计故障是由于磁泡存储器本身不良引起的,为此,更换了系统的磁泡存储器板。
换上新的磁泡存储器板后,再次对存储器进行了初始化处理,其步骤同上。
经过以上处理后,系统恢复正常。
例77.6M系统ALM908、ALM911报警的维修故障现象:一台卧式加工中心机床,配套FANUC6M系统,在机床较长时间未开机后,开机时出现908和911号报警。
分析及处理过程:在FANUC6中,当出现系统报警ALM908、ALM911时,说明磁泡存储器故障和RAM奇偶出错。
通过对磁泡存储器的初始化操作进行清除,故障仍然无法消除;然后采用替换法,确认磁泡存储器与主控制板都存在故障。
更换磁泡存储器板与主板后经上例同样的操作,故障排除,机床恢复正常。
分析本机床造成损坏的原因,可能是该加工中心处于湿度较大的地区,CNC系统电柜内部很多地方已经锈蚀,机床又未能经常、及时进行去除潮湿处理,从而引起了主板、存储器板的损坏。
例78.0TD显示出现乱码的故障维修故障现象:某配套FANUC0TD的数控车床(二手设备),在强电线路维修完成,更换电池单元电池,系统电源正常后,开机显示器显示乱码。
分析及处理过程:由于本机床为二手设备,机床已经长常时间没有使用,维修时电池单元电池已经完全失效,估计系统内部RAM数据已经出错。
因此,必须对系统RAM进行初始化处理。
同时按住系统操作面板的“DELETE”与“RESET”键,接通系统电源,对系统的参数、用户程序存储器进行总清,系统显示报警页面。
继续操作系统面板上的其他功能键,系统页面显示恢复正常。
例79.OMC系统ALM911报警的维修故障现象:某配套FANUC0C的加工中心,系统电源接通后显示器系统报警ALM911,显示页面不能正常转换。
分析及处理过程:FANUC0系列系统出现ALM911报警的原因是系统RAM出现奇偶校验错误,这一报警多发生于系统电池失效或不正确的更换电池之后,但偶尔也有因电池的安装不良,外部干扰,电池单元连线的碰壳、连接的脱落等偶然因数影响RAM数据。
在本例中,由于机床故障前曾经对机床其他电器进行过维修,估计偶然因数影响系统内部RAM数据出错的可能性较大。
同时按住系统操作面板的“DELETE”与“RESET”键,接通系统电源,对系统RAM进行初始化处理后,重新输入参数与程序,机床恢复正常。
例80.0TD系统ALM930报警的维修故障现象:ALM930为系统存储器ROM报警。
某配套FANUC0TD的数控车床(二手设备),系统电源接通后,显示器显示ALM930,系统CPU报警灯L1、L2亮,显示页面不能转换。
分析及处理过程:由于本机床为二手旧设备,机床在原使用单位故障后,已经闲置多时,并经过多次维修与转手。
根据机床其他部位情况检查,零、部件缺损较多,系统中电源单元的熔断器等部件都已经遗失,电池单元电池已经被取走,因此,估计系统内部元器件亦有缺损。
考虑到系统报警ALM930与系统存储器卡有关,维修时对存储器板进行了检查,发现系统内部控制程序ROM已经全部被取走。
根据系统的主板与存储器板的型号,重新配置系统ROM后,系统显示恢复正常。
例81.0TD系统ALM998报警的维修故障现象:某配套FANUCOTD的数控车床(二手设备),系统电源接通后,显示器显示ALM998,系统CPU报警灯L1、L2亮,显示页面不能转换。
分析及处理过程:系统报警ALM998为系统ROM奇偶校验错误报警,该报警可以提示ROM的出错部位。
在本例中,报警的提示为:ROMNO:OBl,表示系统ROMOBl奇偶校验错误。
考虑到本机床为二手旧设备,机床已经闲置多时,并经过多次转手,估计系统内部元器件有缺损。
维修时对存储器板进行了检查,发现系统内部ROM已经被取走。
重新配置系统ROMOBl后,系统显示恢复正常。

2.SIEMENS系统软件出错故障维修4例例82.810无显示、面板指示灯同时亮的故障维修故障现象:某配套SIEMENS810M的加工中心,系统电源接通后,显示器无显示,面板上的“报警”、“未到位”、“进给保持”、“循环运行”指示灯同时亮。
分析及处理过程:810M系统面板上的“报警”、“未到位”、“进给保持”、“循环运行”指示灯同时亮,代表系统自检出错,系统无法正常启动。
其原因可能是系统CPU板或系统软件出错。
为了判别故障原因,可以对系统进行初始化处理。
按住系统面板上的诊断键(有“眼睛”标记的键),接通电源起动系统;在系统起动时,面板上方的4个指示灯闪烁;然后系统显示初始化页面;结束系统初始化后,机床恢复正常。
例83.880M无显示、面板错误指示灯亮的故障维修故障现象:某配套SIEMENS880M的加工中心,系统工作时,显示器无显示,面板上的“?
”指示灯亮;关机后再次起动,系统无显示,面板上的“?
”指示灯亮。
分析及处理过程:880M系统面板上的“?
”指示灯亮,表明系统存在报警,但检查系统硬件无故障。
从故障现象分析,原因应属于软件出错,但由于系统无显示,无法判别故障原因。
此类故障的解决一般可以通过对系统进行初始化处理排除。
根据880使用说明书,对系统进行初始化处理,经系统初始化后,机床恢复正常。
例84.880M无显示、面板指示灯亮循环跳动的故障维修故障现象:某配套SIEMENS880M的加工中心,开机后面板上的“报警”、“未到位”、“进给保持”、“循环运行”指示灯循环跳动,显示器无显示。
分析及处理过程:SIEMENS880M的加工中心,开机后面板上的“报警”、“未到位”、“进给保持”、“循环运行”指示灯循环跳动,代表系统自检出错,系统无法正常启动,其原因可能是系统CPU板或系统软件出错。
此类故障的解决一般可以通过对系统进行初始化处理排除。
在本机床上,通过对系统进行初始化处理,并格式化用户存储器(USERMEMORYCLEAR)后,机床恢复正常。
例85.PRIMO-S显示乱码的故障维修故障现象:配套SIEMENSPRIMO-S的数控滚齿机,开机后系统显示(数码管)混乱,机床无法正常开机。
分析与处理过程:SIEMENSPRIMO-S的数控系统是SIEMENS公司早期生产的经济型系统,系统结构非常简单,可以控制3轴,系统CPU为Intel8085。
检查系统硬件无故障,根据故障现象分析,原因应届于软件出错。
根据SIMENSPRIMO-S说明书,按住M键,同时接通数控系统电源,系统恢复正常显示,检查发现系统内部参数混乱。
重新输入参数后,系统恢复正常。
维修体会与维修要点:1)在FANUC系统中,系统无显示的软件方面原因,一般以存储器出错居多;此类故障,通过按住系统操作面板的“DELETE”与“RESET”键,同时接通系统电源的初始化操作,对系统的参数、用户程序存储器进行总清后,系统显示可以恢复正常。
但是,由于存储器的初始化,将使系统的参数、加工程序等内容全部清除。
因此,在机床正常加工时,必须事先做好加工程序、参数等RAM数据的记录工作,便于维修时的机床恢复。
2)在SIEMENS810系统中,情况与FANUC系统类似,当软件出错时,也需要进行初始化操作,但可以保留RAM数据。
为了防止在初始化操作过程中,对系统的参数、用户程序存储器可能进行的总清,初始化操作应按照以下步骤进行:①按住系统面板上的诊断键(有“眼睛”标记的键),同时接通系统电源,系统显示初始化页面。
②按下系统功能键“INITIALCLEAR”,选择初始化操作。
③系统显示初始化内容选择页面。
注意:这时切不要选择其中的任何一项内容!
否则,对应的选择内容将被清除!
④按下系统功能键“SETUPENDPW”,进行系统初始化操作。
⑤系统在完成初始化操作后,恢复正常工作状态。
4.3.2系统硬件故障维修10例
1.FANUC系统硬件故障维修4例例86.7T系统只能输入少量程序段的故障维修故障现象:一台采用FANUC7T系统的数控立车,在输入较短的程序,如10个程序段时,系统能正常工作;但输入的程序大于30个程序段时,系统则出现T08000001报警。
分析及处理过程:FS7系统的T08000001报警,为系统存储器的奇偶出错报警。
由于它出现在输入加工程序时发生,所以初步判定故障原因在MEM板(即01GN715号板)上。
FANUC7系统的RAM由17片HM43152P芯片组成,通过对它们进行诊断,发现第一组和第二组的诊断数据在第10位上出现错误,说明第10位RAM芯片故障(该芯片位于MEM板的A36位置上)。
更换后,故障排除,机床恢复正常。
例87.7T系统部分键不能输入的故障维修故障现象:一台采用FANUC7T系统的数控车床,在输入加工程序时发现一旦输入FXXXX时,系统就显示输入无效。
分析及处理过程:FANUC7CT数控系统的MDI/DPL面板由键盘驱动电路、显示器及显示译码电路等部分组成。
所有键盘上的按键均通过74LS07驱动器接到地址总线上,其中
F、S、
T、M、
Q、M这6个字母键用同一芯片。
进一步检查发现按这6个键中任一键,都无输入显示,对该芯片外加+5V电源进行逻辑关系测试,结果发现该芯片损坏;更换芯片,故障排除。
例88.10T主板出现报警“B”的故障维修故障现象:一台车床,配置FANUC10T系统,CRT无显示,主板上报警指示“B”统“WATCHDOG”灯亮。
分析及处理过程:经检查,并通过互换处理确认,本机床的故障原因是主板存在故障。
经更换主板(A16B-1010-0041),并对系统进行初始化处理,重新输入NC参数、PC参数后,机床即恢复正常工作。
例89.6M系统ALM086报警的维修故障现象:某采用FANUC6M系统的卧式加工中心,当系统与计算机通过RS232口通信时,发生ALM086号报警(传送异常或I/O设备异常)、ALM085报警(读入数据的位数不对或波特率不对),以及传送的程序发生程序段丢失现象,且无规律性。
分析及处理过程:根据085、086号报警信息,首先检查了计算机和数控设备的通信配置,但未发现问题。
然后检查了计算机和数控设备的输入、输出接口,发现接口亦正常,从而排除了设备故障的可能:检查QHCAM-APT通信软件,它在其他机床上工作正常,因此也不应存在问题。
由此初步认为故障应在连接电缆上。
通过检查通信电缆,发现电缆存在短路现象,打开RS232通信插头,检查发现插头连接不良;重新焊好后,故障消除。

2.SIEMENS系统硬件故障维修6例例90.PRIMO-S系统CPU故障维修故障现象:配套SIEMENSPRIMO-S的数控滚齿机,开机后系统无显示(数码管),机床无法正常开机。
分析与处理过程:经检查,系统的电源输入正常,由于系统无任何显示,无法进行CNC检查。
由于系统结构简单,打开系统后检测,发现系统CPU没有正常工作。
考虑到系统简单,且CPU为通用型号,直接拆除CPU,而且为了方便今后维修,对CPU安装了插座。
更换CPU后,数码管显示恢复正常,重新输入参数后,系统恢复正常。
例91.PRIMO-S系统电池故障维修故障现象:配套SIEMENSPRIMO-S的数控滚齿机,开机后系统显示(数码管)混乱,机床无法正常开机。
分析与处理过程:根据SIEMENSPRIMO-S说明书,按住M键,同时接通数控系统电源,发现系统参数混乱;重新输入参数后,系统进行正常显示,机床恢复正常工作。
但在本例中经关机后,故障又重新出现,由此判断故障原因是系统的RAM无法记忆,测量系统电池发现只有0.5V左右,已经完全失效。
重新更换电池后,系统恢复正常。
例92.PRIMO-S系统RAM故障维修故障现象:配套SIEMENSPRIMO-S的数控滚齿机,开机后系统显示(数码管)混乱,机床无法正常开机。
分析与处理过程:根据SIEMENSPRIMO-S说明书,按住M键,同时接通数控系统电源,发现系统参数混乱。
重新输入参数时,发现面板输入的参数无法进入CNC记忆,系统参数无法恢复。
由于系统的电池已经更换,并经再次测量,系统的电池正常,由此初步判定故障原因在系统存储器上。
打开系统、直接拆除系统存储器,并安装了插座。
更换存储器后,数码管显示恢复正常;重新输入参数后,系统恢复正常。
例93.8M系统CPU模块I/C、S报警灯亮的故障维修故障现象:配套SIEMENS8M的进口加工中心,开机后系统无显示,机床无法正常开机。
分析与处理过程:检查系统各控制模块的状态指示灯,发现NC-CPU模块(MSl00)上的I/C与S报警灯亮,操作面板上的“FAULT”指示灯亮,表明系统硬件故障。
IEMENS8M系统NC-CPU模块(MSl00)上的I/C与S报警灯亮,通常与系统的位置测量模块(MS250)有关。
维修时,通过互换法确认了以上判断。
取下该模块检查发现,其中的集成电路D186(74LS245)不良,更换同型号的集成电路后,系统恢复正常工作。
例94.802D系统PROFIBUS连接出错的故障维修故障现象:配套SIEMENS802D系统的数控铣床,开机时出现报警:ALM380500、400015、400000、025201、026102、025202:驱动器显示报警号ALM599。
分析与处理过程:根据系统诊断说明书,检查以上报警的内容如下:ALM380500:PROFIBUSDP驱动器连接出错;ALM400015:PROFIBUSDPI/O连接出错;ALM400000:PLC停止;ALM025201:驱动器1出错;ALM025202:驱动器1出错,通信无法进行;ALM026102:驱动器不能更新;伺服驱动器ALM599:802D与驱动器之间的循环数据转换中断。
鉴于本机床的系统报警众多,维修时必须分清主次,否则维修工作将难以开展。
根据以上报警内容与发生故障时的现象观察,首先进行了如下分析:①开机时,伺服驱动器可以显示“RUN”,表明伺服驱动系统可以通过自诊断,驱动器的硬件应无故障。
②系统初始化完成后,驱动器“使能”信号尚未输出,系统就出现报警;并且,驱动器亦随之报警。
根据以上两点,可以暂时排除伺服驱动器的原因,而且由于伺服驱动的使能信号尚未加入,从而排除了由于电动机励磁产生的干扰,由此判定故障是由系统引起的。
③系统报警ALM400015(PROFIBUSDPI/O连接出错)与ALM400000(PLC停止)分析,ALM400015(PROFIBUSDPI/O连接出错)属于硬件故障报警,如果系统的I/O单元工作正常,即使是ALM400000(PLC停止),一般也不会引起系统产生硬件报警。
综合以上分析,报警的检查应重点针对I/O单元(PP72/48)进行。
经检查,该机床的I/O单元(PP72/48)指示灯“POWER”不亮,表明I/O单元无DC24V。
测量外部供电DC24V正常,I/O单元内部全部熔断器都正常,由此初步判定故障原因在DC24V的输入回路或外部DC24V与I/O单元的连接上。
进一步检查I/O单元与外部24V的连接,发现I/O单元电源连接端子的接触不良,重新连接后,I/O单元的“POWER”、“READY'’指示灯亮,系统报警消失,机床恢复正常工作。
例95.802D系统I/O模块出错的故障维修故障现象:配套SIEMENS802D系统的数控铣床,开机时出现报警:ALM380500、400015、400000、025201、026102、025202,驱动器显示报警号ALM599。
分析与处理过程:同上例,经检查,该机床I/O单元(PP72/48)指示灯“POWER”不亮,表明I/O单元无DC24V。
测量外部供电DC24V正常,I/O单元内部全部熔断器都正常,由此初步判定故障原因在DC24V的输入回路或外部DC24V与I/O单元的连接上。
检查I/O单元与外部24V的连接,发现I/O单元线路板上的电源连接端子上有DC24V,但在经过了熔断器F7后,24V电压消失。
因单独测量熔断器F7正常,由此判定故障原因是熔断器F7接触不良引起的;进一步检查发现,线路板上的F7虚焊,重新焊接后,I/O单元的“POWER”、“READY”指示灯亮,系统报警消失,机床恢复正常工作。
4.3.3系统外部干扰引起的故障维修10例
1.FANUC系统外部干扰引起的故障维修1例例96.1lM系统主板报警“F”的故障维修故障现象:一台配套FANUC11M数控系统的加工中心机床,在正常加工过程中,CRT突然无显示,主控制板上产生“F”报警。
分析及处理过程:从系统的CRT无显示现象分析,可以检查CRT单元本身,CRT单元的连接,CRT单元的电源电压等部分。
但经检查,以上部件以及CRT控制板等均未发现问题,可以初步判定系统CRT单元正常。
根据系统主板上提示的“F”报警分析,故障可能的原因有连接单元的连接不良、连接单元故障、主控制板故障、I/O板故障等。
但是,经认真检查,上述原因在本机床上都不存在。
排除以上原因后,再次对系统进行了详细的检查,最后发现它是由于系统的外部电源+5V连接不良造成的故障。
重新连接后,机床恢复正常。

2.SIEMENS系统外部干扰引起的故障维修7例例97~例100.3M系统电源不良引起死机的故障维修例97.故障现象:某配套SIEMENS3M的立式加工中心,在使用过程中经常无规律地出现“死机”、系统无法正常起动等故障。
机床故障后,进行重新开机,有时即可以正常起动,有时需要等待较长的时间才能起动机床;机床在正常起动后,又可以恢复正常工作。
分析及处理过程:由于该机床只要在正常起动后,即可以正常工作;且正常工作的时间不定,有时可以连续进行数天,甚至数周的正常加工;有时却只能工作数小时,甚至几十分钟,故障随机性大,无任何规律可寻,此类故障属于比较典型的“软故障”。
鉴于机床在正常工作期间,所有的动作、加工精度都满足要求,而且有时可以连续工作较长时间,因此,可以初步判断数控系统本身的组成模块、软件、硬件均无损坏,发生故障的原因主要来自系统外部的电磁干扰或外部电源干扰等。
一般来说,数控系统、机床、车间的接地系统的不良;系统的电缆屏蔽连接的不正确;电缆的布置、安装的不合理;系统各模块的安装、连接、固定的不可靠等因数是产生“软故障”的主要原因。
维修“软故障”时,应主要针对以上各方面进行必要的检查与诊断。
在排除了以上基础工作缺陷造成“软故障”的原因后,维修时应重点针对系统的电源输入回路与外部电源进行。
根据以上分析,维修时首先对数控系统、机床、车间的接地系统进行了认真的检查,纠正了部分接地不良点;对系统的电缆屏蔽连接,电缆的布置、安装进行了整理、归类;对系统各模块的安装、连接进行了重新检查与固定等基础性的处理。
经过以上处理后,机床在当时经多次试验,均可以正常起动。
但由于该机床的故障随机性大,产生故障的真正原因并未得到确认,维修时的试验并不能完全代表故障已经被彻底解决,有待于作长时间的运行试验加以验证。
实际机床在运行了较长时间后,经操作者反映,故障的发生频率较原来有所降低,但故障现象仍然存在。
根据以上结论,可以基本确定引起机床故障的原因在输入电源部分。
对照机床电气原理图检查,系统的直流24V输入使用的是普通的二极管桥式整流电路供电,这样的供电方式在电网干扰较严重的场合,通常难以满足系统对电源的要求。
最后,采用了标准的稳压电源取代了系统中的二极管桥式整流电路,机床故障被排除。
例98.故障现象:某配套SIEMENS3M的加工中心,在使用过程中经常无规律地出现“死机”、系统无法正常起动等故障。
机床故障后,进行重新开机,又可以恢复正常工作。
分析及处理过程:机床故障现象与分析过程同上例。
可以初步判断数控系统本身的组成模块、软件及硬件均无损坏,发生故障的原因主要来自系统外部的电磁干扰或外部电源干扰等。
在对机床进行了上例同样的基础性检查与处理后,故障现象有所好转但未能完全消除。
对照机床电气原理图检查发现,系统的直流24V输入使用的是三相全波二极管桥式整流电路加大容量滤波电容的供电方式,在电压输出正确的情况下,可以满足系统的要求。
进一步检查发现,该机床的DC24V输入电压在正常工作时为DC29V左右,接近了系统允许的输入极限值(系统允许输入极限为DC20-30V),在这种情况下,电源的少量波动就可能导致电源电压的超差。
由于该机床电气设计时,24V电源进线变压器采用的是多抽头可调式变压器,可以进行输入电压的调整。
维修时对其输出端进行了调换,由3-ACl7V输出换到3-ACl4V,使DC2

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