fanuc数控机床常见电气故障诊断与维修
【摘要】数控机床是现代化企业的必备设施，是生产加工企业的发展基础。随着科技的不断进步，一些机械设备日新月异，呈现出多样的形态。但是在企业的生产应用过程中，设备随着年限的增加，一些零部件难免出现这样或那样的故障，因此针对不同的设备、不同的零件，都会采取不同的排除方案。本文以FANUC数控机床作为研究的对象，具有一定的代表性，是现代高科技产物的体现。论文从数控机床的发展进行入手，接着对电气元件进行了细致的分析，最后针对故障中常见的导致因素，提出了一系列的解决措施，虽然每个措施不一定能尽善尽美，但是在故障发生后，希望能对设备的维修起着关键性的作用。
目录
引言 1
一、绪论 2
（一）数控机床的发展趋势 2
（二）数控机床电气元件组成 2
（三）数控机床电气元件的作用 2
（四）数控机床元件控制分析 3
二、数控机床自动换刀装置控制及常见故障分析 6
三、机床传动间隙误差的调整及补偿 7
四、控机床返回参考点控制常见故障分析 8
五、电源维护及故障诊断 8
总结 10
参考文献 11
谢辞 12
引言
数控机床的发展，是人类进步的体现，也是现代化的必然产物。但是随着各行业领域对于零件的要求越来越高，也就直接影响到机械设备的加工精度。为了企业多样化的需求，设备也在不断更新换代。经济效益好、操作简便是现代数控机床本质。
数控设备的不断完善，也间接的让设备的效率越来越高。但是机械化设备毕竟属于技术衍生物，在加工的时候，还是会出现故障。由于目前我国的专业维修人才较少，因此企业生产过程中一旦出现故障，就容易导致生产的停滞，而工作人员如果对简单的故障维修不精通的话，则会造成企业经济效益的损失。所以企业需要培养这方面的人才，需要精通的员工作为后盾。
一、绪论
（一）数控机床的发展趋势
数控机床最早出现在美国，当时是因为军工需要，进行研发的设备，1952年数控铣床最早诞生，随着铣床的应用领域范围在不断扩大，在随后的发展中，其性能被不断改进，它在一定程度上满足了社会的需求，也是时代的产物。后期的各个国家，在原先的基
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
础上不断改进，不断增加新的技术元素。
如今的发达国家和发展中国家更注重工业机械化，不断的省却人力物力，用高精尖的技术，为自动化的发展添砖加瓦。特别是一些发达国家的竞争较为激烈，很多电子化、信息化的功能被加以运用。如今机床的强大，也能间接的显示出一个国家的技术水平和综合实力，因此对于中国来讲，如何更好的发展数控机床、如何更好地服务企业和市场，将是一个具有挑战性的课题。
数控机床电气元件组成
数控机床电气元件主要有电源模块、主轴模块、伺服模块、接触器、空气开关、继电器、熔断器、24V电源模块、变压器、小型I/O模块等等。（如图11所示）
图11 FANUC数控机床组成图
数控机床电气元件的作用
电源模块（如图12所示）的作用：为数控机床的各个元件、零件提供电源，是机床工作的前提。
图12电源模块图
主轴模块（如图13所示)：用于控制主轴电动机。
图13主轴模块
伺服模块(如图14所示）：主要是根据机床的指令和程序进行零件的加工；
图14伺服模块
接触器：主要是针对交流和直流电路的自动控制，实现自动化的操作。
变压器：将电压的数值转换为适合机床工作的交流电压。
（四）数控机床元件控制分析
PLC的控制在目前的各行各业都得到了比较广泛的应用，数控机床中也采用了PLC的相关技术此，此技术的应用被称之为PMC，他的英文名字全称叫做Programmable Machine Controller，也就是所谓的数控机床嵌套的PLC控制方式，这也是FANUC与SIMENSE两个数控系统的最大区别之处。CNC（computer numerical control）在目前的数控机床的技术应用中基本处于核心的位置，机床是直接的生产执行机构，PMC主要完成的任务是则是将CNC与最终的执行机构数控机床相连接。数控机床PMC的信息传递如图15所示：
图15数控机床PMC的信息传递图
下面主要介绍了数控机床PMC控制相关的分析，主要有以下的三点：一是数控机床自动换刀的PMC控制分析，二是数控机床工作状态开关PMC控制分析，三是数控机床润滑系统PMC控制分析。
1.数控机床自动换刀PMC控制分析
现在的数控机床基本上都安装了自动换刀这一技术装置，这对大批量生产来讲可以节省很大一部分的换刀时间，提高了生产的效率，降低了生产的成本，可以为企业发展创造更多的效益和收入。从加工的工艺层面上来说，由于是程序控制下的机器动作换刀，使得定位更加的精准，加工的质量上也会提高好几个档次，产品的质量也会更上一层楼。
自动换刀的技术方式主要包括以下的两部分相关内容：第一部分是T控制，也就是根据加工需求的进行选刀；第二部分则是MO6控制指令，也就是选好刀之后要换上加工所需要的刀具。
2.数控机床工作状态开关PMC控制分析
数控机床的状态开关如图32所示：
图32数控机床的状态开关
手动连续进给状态（JOG）：在这一个工作的状态下，通过持续不间断按下操作面板上的进给轴及其方向选择开关按钮的方式，能够实现使刀具沿着轴的所选方向连续移动。
机床返回参考点（REF）:在这个状态下，能够很好的实现手动返回机床参考点的操作的良好目的，通过这个操作之后，CNC系统便可以轻松的确定机床的零点位置。
DNC的状态（RMT）：在这一状态下，一般的话可以运用加工纸带程序亦或者是经过RS232串口通信技术与上位机也就是所说的计算机进行通信，以实现对数控机床的在线加工的目的。
表31 系统工作状态与信号的组合
系统状态
系统工作状态
ZRN
DNCI
MD4
MD2
MD1
G43.7
G43.5
G43.2
G43.1
G43.0
程序编辑EDIT
0
0
0
1
1
自动运行MEM
0
0
0
0
1
手动数据输入MDI
0
0
0
0
0
手轮进给HND
0
0
目录
引言 1
一、绪论 2
（一）数控机床的发展趋势 2
（二）数控机床电气元件组成 2
（三）数控机床电气元件的作用 2
（四）数控机床元件控制分析 3
二、数控机床自动换刀装置控制及常见故障分析 6
三、机床传动间隙误差的调整及补偿 7
四、控机床返回参考点控制常见故障分析 8
五、电源维护及故障诊断 8
总结 10
参考文献 11
谢辞 12
引言
数控机床的发展，是人类进步的体现，也是现代化的必然产物。但是随着各行业领域对于零件的要求越来越高，也就直接影响到机械设备的加工精度。为了企业多样化的需求，设备也在不断更新换代。经济效益好、操作简便是现代数控机床本质。
数控设备的不断完善，也间接的让设备的效率越来越高。但是机械化设备毕竟属于技术衍生物，在加工的时候，还是会出现故障。由于目前我国的专业维修人才较少，因此企业生产过程中一旦出现故障，就容易导致生产的停滞，而工作人员如果对简单的故障维修不精通的话，则会造成企业经济效益的损失。所以企业需要培养这方面的人才，需要精通的员工作为后盾。
一、绪论
（一）数控机床的发展趋势
数控机床最早出现在美国，当时是因为军工需要，进行研发的设备，1952年数控铣床最早诞生，随着铣床的应用领域范围在不断扩大，在随后的发展中，其性能被不断改进，它在一定程度上满足了社会的需求，也是时代的产物。后期的各个国家，在原先的基
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
础上不断改进，不断增加新的技术元素。
如今的发达国家和发展中国家更注重工业机械化，不断的省却人力物力，用高精尖的技术，为自动化的发展添砖加瓦。特别是一些发达国家的竞争较为激烈，很多电子化、信息化的功能被加以运用。如今机床的强大，也能间接的显示出一个国家的技术水平和综合实力，因此对于中国来讲，如何更好的发展数控机床、如何更好地服务企业和市场，将是一个具有挑战性的课题。
数控机床电气元件组成
数控机床电气元件主要有电源模块、主轴模块、伺服模块、接触器、空气开关、继电器、熔断器、24V电源模块、变压器、小型I/O模块等等。（如图11所示）
图11 FANUC数控机床组成图
数控机床电气元件的作用
电源模块（如图12所示）的作用：为数控机床的各个元件、零件提供电源，是机床工作的前提。
图12电源模块图
主轴模块（如图13所示)：用于控制主轴电动机。
图13主轴模块
伺服模块(如图14所示）：主要是根据机床的指令和程序进行零件的加工；
图14伺服模块
接触器：主要是针对交流和直流电路的自动控制，实现自动化的操作。
变压器：将电压的数值转换为适合机床工作的交流电压。
（四）数控机床元件控制分析
PLC的控制在目前的各行各业都得到了比较广泛的应用，数控机床中也采用了PLC的相关技术此，此技术的应用被称之为PMC，他的英文名字全称叫做Programmable Machine Controller，也就是所谓的数控机床嵌套的PLC控制方式，这也是FANUC与SIMENSE两个数控系统的最大区别之处。CNC（computer numerical control）在目前的数控机床的技术应用中基本处于核心的位置，机床是直接的生产执行机构，PMC主要完成的任务是则是将CNC与最终的执行机构数控机床相连接。数控机床PMC的信息传递如图15所示：
图15数控机床PMC的信息传递图
下面主要介绍了数控机床PMC控制相关的分析，主要有以下的三点：一是数控机床自动换刀的PMC控制分析，二是数控机床工作状态开关PMC控制分析，三是数控机床润滑系统PMC控制分析。
1.数控机床自动换刀PMC控制分析
现在的数控机床基本上都安装了自动换刀这一技术装置，这对大批量生产来讲可以节省很大一部分的换刀时间，提高了生产的效率，降低了生产的成本，可以为企业发展创造更多的效益和收入。从加工的工艺层面上来说，由于是程序控制下的机器动作换刀，使得定位更加的精准，加工的质量上也会提高好几个档次，产品的质量也会更上一层楼。
自动换刀的技术方式主要包括以下的两部分相关内容：第一部分是T控制，也就是根据加工需求的进行选刀；第二部分则是MO6控制指令，也就是选好刀之后要换上加工所需要的刀具。
2.数控机床工作状态开关PMC控制分析
数控机床的状态开关如图32所示：
图32数控机床的状态开关
手动连续进给状态（JOG）：在这一个工作的状态下，通过持续不间断按下操作面板上的进给轴及其方向选择开关按钮的方式，能够实现使刀具沿着轴的所选方向连续移动。
机床返回参考点（REF）:在这个状态下，能够很好的实现手动返回机床参考点的操作的良好目的，通过这个操作之后，CNC系统便可以轻松的确定机床的零点位置。
DNC的状态（RMT）：在这一状态下，一般的话可以运用加工纸带程序亦或者是经过RS232串口通信技术与上位机也就是所说的计算机进行通信，以实现对数控机床的在线加工的目的。
表31 系统工作状态与信号的组合
系统状态
系统工作状态
ZRN
DNCI
MD4
MD2
MD1
G43.7
G43.5
G43.2
G43.1
G43.0
程序编辑EDIT
0
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1
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自动运行MEM
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