数控机床故障诊断作业及参考答案

数控机床故障诊断作业及参考答案

情境一

简述FANUC-0i MA系统的组成及各部分功能。

答：FANUC-0i MA系统由CNC装置、主轴驱动单元、进给伺服驱动单元、可编程控制器PMC、系统显示装置和操作面板、辅助控制装置、通信装置等部分组成。

CNC装置是数控系统的核心部分。主要由主CPU、各种存储器、主轴控制模块、伺服控制模块、PLC控制模块、显示卡控制模块等组成。主CPU 通过BUS 总线实现数据的算术运算和逻辑运算及指令的操作控制。存储器用来存储系统程序（CNC控制软件、数字伺服控制软件、PLC控制软件和梯形图、宏程序执行软件等）和用户程序（CNC参数、PLC参数、加工程序、刀具补偿量及用户宏变量等）。主轴控制模块通过子CPU实现对主轴的位置、转速及功能指令的控制。伺服控制模块由子CPU（FANUC系统的1个子CPU 控制2个轴）通过BUS总线与数字伺服装置通信，实现对数控机床进给轴的位置、速度及电动机电流的控制。PLC 控制模块由PLC控制的CPU、存储器、PLC管理软件及控制电路等组成，FANUC 数控系统的PLC均采用内装型PLC（又称PMC），通过PMC可实现数控机床的辅助控制及PMC轴的控制。显示卡控制模块为数控机床的显示装置（CRT/LCD）提供视频信号，新型数控系统把图形显示功能芯片及MDI信号信息功能芯片和显示卡做成一体，通过FSSB 总线与CNC 装置进行通信控制。

主轴驱动单元由主轴放大器、主轴电动机、主轴传动机构、主轴位置和速度检测装置（主轴编码器）等组成。实现数控机床主轴的速度和位置控制、主轴与进给轴的同步控制、主轴准停与定向控制。

进给伺服驱动单元由伺服放大器、伺服电动机、机械传动组件和检测装置等组成。实现数控机床进给装置的速度与位置控制。

可编程控制器PMC除了实现机床的各种辅助功能的控制之外，新型数控系统还可实现数控机床的附加轴的PMC控制。

系统显示装置用来显示各种信息及图形画面。操作面板的功能是实现操作者与CNC装置及机床的人机对话。

数控机床辅助控制装置有数控机床的液压或气动系统、润滑系统、排屑系统、自动换刀系统、自动交换工作台控制系统等。用来实现数控机床的辅助控制。

通信装置。CNC系统通过通信接口与计算机进行各种数据的交换，实现加工程序的在线编辑与在线加工及各种数据的备份与恢复。

情境二

1、FANUC-0C和FANUC-0D系统的不同点有哪些？

答：FANUC-0D系统和-0C系统的主要区别是：

（1）0D系统进给伺服轴配置为3轴3联动，系统主轴配置为一个串行数字主轴或一个模拟量主轴。

（2）0D系统不支持图形显示板、特制宏程序盒及扩展PMC板控制功能。

（3）0D系统只能采用RS-232数据传输，不能实现远程DNC1和DNC2数据传输。

（4）0D系统控制软件进行了简化，取消了极坐标插补、圆柱插补、多边形插补等功能软件。

2、FANUC-0C/0D系统通常有几部分组成?说明各部分的功能？

答：通常由主板、存储器板、I/O板、伺服轴控制板和电源组成。

主板：主CPU在该板上。主CPU用于主控。系统启动的引导文件的芯片也在该板上。主板左侧有LED指示灯。

存储器板：用于存储机床的控制逻辑程序，系统和机床参数，零件加工程序。

I/O板：是CNC单元与机床侧输入输出信号的接口。

伺服轴控制板：提供各轴的进给指令，接受各轴电动机、编码器（或光栅尺）的位置信号。

电源：主要提供+5V、±15V、+24V、+24E直流电源。

3、FANUC-16/18/21/0iA系统和 FANUC-0C/0D系统在控制功能和结构上有何变化？

答：系统由主模块和I/O模块组成。

系统主模块包括系统主板和各种功能小板（插接在主板上）。系统主板上安装有系统主CPU、系统管理软件存储器ROM、动态存储器DRAM、伺服1/2轴的控制卡等。功能小板有用来实现PMC 控制的PMC模块、用来存储系统控制软件/PMC 顺序程序及用户软件（系统参数、加工程序、各种补偿参数等）的FROM/SRAM 模块、用于主轴控制（模拟量主轴或串行主轴控制）的扩展SRAM/主轴控制模块

以及3/4伺服控制模块。

系统 I/O模块内有系统用的电源单元板（为系统提供各种直流电源）、图形显示板（可选配件）、用于机床输入/输出控制的DI/DO、系统显示（视频信号）接口、通信接口（JD5A、JD5B）、MDI控制接口及手摇脉冲发生器控制接口等。

FANUC-0iA系统功能特点：

（1）系统CNC结构形式为模块结构。

系统CNC模块除了主CPU及外围电路之外，还集成了DRAM模块、FROM/SRAM 模块、PMC控制模块、存储器和主轴模块、伺服模块等。

（2）可使用编辑卡或编程软件编辑梯形图。

（3）可使用存储卡进行系统数据的备份和回装。

（4）配备了更强大的诊断功能和操作消息显示功能，便于发生故障时查找原因及资料信息。

（5）系统具有HRV功能，更完善的自动补偿功能，有利于提高零件的加工精度。

（6）FANUC-0iA系统最多可控4轴，4轴联动，只有基本单元，无扩展单元。

（7）系统可以选配硬盘实现远程存储在线加工。

4、说明FANUC-16i/18i/21i系统的特点。

答：（1）通过使用高速RISC处理器,可以在进行纳米插补的同时,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）通过伺服调整软件实现伺服的优化处理

（8）存储卡的数据通信和在线加工功能

（9）实现远程诊断。

5、FANUC-0i Mate B/0i Mate C与FANUC-0iB/0iC系统有何不同？

答：（1）取消了FANUC-0i B/0iC 的扩展功能槽板、系统内置的 I/O 模块。