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时间:2020-04-17
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1、第五章数控系统故障分析5.1常用数控系统简介5.2数控系统故障分析目前数控系统种类繁多,形式各异,组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。对于不同的生产厂家来说,在设计思想上也可能各有千秋。有的系统采用小板结构,便于板子更换和灵活结合,而有的系统则趋向大板结构,使之有利于系统工作的可靠性,促使系统的平均无故障率不断提高。无论哪种系统,它们的基本原理和构成是十分相似的。数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大部分组成:硬件控制系统是以微处理器为核心,采用大规模集成电路芯片、可编程控制
2、器、伺服驱动单元、伺服电机、各种输入输出设备(包括显示器、控制面板、输入输出接口等)等可见部件组成。软件控制系统即数控软件,包括数据输入输出、插补控制、刀具补偿控制、加减速控制、位置控制、伺服控制、键盘控制、显示控制、接口控制等控制软件及各种参数、报警文本等组成。数控系统出现故障后,就要分别对软硬件进行分析、判断,定位故障并维修。FANUC公司创建于1956年,1959年首先推出电液步进电机。70年代,一方面从Gettes公司引进直流伺服电机制造技术,一方面与西门子合作,学习其先进的硬件技术,1976年成功开发出5系统,后与西
3、门子联合开发出7系统。从这时,FANUC成为世界上最大的专业数控生产厂家。FANUC公司目前生产的CNC装置有:F0、F10/F11/F12、F15、F16、F18。F00/F100/110/120/150系列是在F0/10/11/12/15的基础上加了MMC功能,即CNC、PMC、MMC三位一体的CNC。产品特点:结构上长期采用大板结构,但在新的产品中已采用模块化结构。采用专用LSI,以提高集成度、可靠性,减少体积和降低成本。产品应用范围广。每一CNC装置上可配多种控制软件,适用于多种机床。不断采用新工艺、新技术。如表面安装
4、技术SMT、多层印刷电路板、光导纤维电缆等。CNC装置体积减少,采用面板装配式,内装式PMC(可编程机床控制器)。5.1常用数控系统简介5.1.1FANUC数控系统简介F11系列(1984年)F11系列是FANUC公司20世纪80年代初期开发并得到广泛应用的FANUC代表性产品之一,在80年代进口的高档数控机床上广为采用,因此,它亦是维修中的常见系统之一。同系列的产品有F10/11/12三种基本规格,其基本结构相似,性能与使用场合有所区别。①F11的硬件仍然采用大板结构(主板),主CPU为68000,它也是一种多微处理器控制系
5、统。②硬件尽量采用专用大规模集成电路及厚膜电路(22块),元件减少30%。③CNC系统和操作面板、I/O单元之间采用光缆连接,减少了信号线,抗干扰能力提高。④F11系统既可以带独立安装的电柜,也可进行分离式安装。⑤伺服驱动与主轴驱动一般采用FANUC模拟式交流伺服驱动系统。⑥系统软件可固定式专用软件,最大可以控制5轴,并实现全部控制轴的联动。F0系统(1985年)F0系列是FANUC公司20世纪80年代中后期开发的产品,是FANUC代表性产品之一。是中国市场上销售量最大的一种系统(F0C系列,F0D系列),产品目标是体积小、价
6、格低,其中F0-MC/TC是其代表性产品,F0-MD和F0-TD为F0-MA和F0-TA的简化版(经济型)。①硬件结构采用了传统的结构方式,即在主板上插有存储器板、I/O板、轴控制模块以及电源单元。其主板较其他系列主板要小得多,因此,在结构上显得较紧凑,体积小。②F0系列为多微处理器CNC系统,F0A系列主CPU为80186,F0B系列的主CPU为80286,F0C系列的主CPU为80386.内置可编程控制器(PLC)的CPU为8086。③F0可以配套使用FANUCS系列、α系列、αC系列、β系列等数字式交流伺服驱动系统,无漂
7、移影响,可以实现高速、高精控制。④采用了高性能的固定软件与菜单操作的软功能面板,可以进行简单的人机对话式编程。⑤具有多种自诊断功能,以便于维修。⑥F0i系统采用总线技术,增加了网络功能,并采用了“闪存”(FLASHROM)。系统可以通过Remotebuffer接口与PC相连,由PC机控制加工,实现信息传递,系统间也可以通过I/OLink总线进行相连。⑦F0Mate是F0系列的派生产品,与F0相比是结构更为紧凑的经济型CNC装置。FANUC15/16/18系统F15/16/18/16i/18i系列系统有F-15/16/18、F-
8、15i/16i/18i及FS-150/160/180、F160i/180i等型号,该系列系统是专门为工厂自动化设计的数控系统,是目前国际上工艺与性能最先进的数控系统之一,在美国、日本、欧洲的制造业中已普遍使用。①系统的硬件与微电子技术发展同步,采用了超大规模集成芯片,CPU可
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