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1、FANUC 31i硬件连接及维修操作基础,一、系统硬件构成介绍二、伺服连接三、故障处理步骤四、系统数据备份方法五、信息画面MESSAGE的应用,数控系统的组成,主CPU,显示控制模块,FROM模块,SRAM模块,DRAM模块,PMC控制模块,伺服模块,主轴模块,LCD单元,锂电池,IO单元,机床操作盘机床强电柜,伺服放大器,伺服电机,伺服放大器,伺服电机,有独立板卡,母板集成,一、FANUC系统硬件构成,以太网,(,FS16,i,/18,i,/21,i*,),CNC,PC,Internet,FANUC,FSSB,FSSB I/O,(,双安全检测）,强电,用,I/O,机床操作面板,分离型操作盘用
2、接口,光,缆,CNC,主板,LCD,显示器一体化,B,伺服电机,FANUC I/O Link,（,2,通道,）,I/O,点数,:,输入,2048 /,输出,2048,a,i,伺服放大器,a,i,伺服电机,构成,构成,I/O Link,放大器,NC系统面板分布,显示器,MDI键盘,机床操作主面板,机床操作子面板,横排软键,竖排软键,返回键,扩展键,快捷有效键,功能键,HELP,POS,PROG,OFSSET,MESSAGE,GRAPH,CUSTOM1,CUSTOM2,SYSTEM,帮助,位置,程序,系统,用户2,用户1,补偿设定,图形,信息,分离型,系统硬件连接（分离型）,JD56A：RS232
3、通讯1口/串行主轴。JD36A：RS232通讯2口。JD51A：I/O LINK通讯。JA40：高速DI。JA41：串行主轴。,电池,风扇,3槽,4槽,1槽,2槽,内置网口,CPD19A（右）：电源入CPD19B（左）：电源出,COP21A：显示器连接,数码管报警LED,维修开关按钮,保险,COP10A-2（上）：伺服接口2COP10A-1（下）：伺服接口1,内部板卡的安装, 显示卡以及轴卡都带有光纤输出口，拆卸安装时注意区分。,保险,轴卡,CPU卡,FROM/SRAM,电源板,PMC卡,CPU卡,轴卡,ai系列伺服PSM+SPM+SVM,i-SVPM,i-SVM,i-SVM2,二、伺服连接,
4、伺服的连接,ai整体连接图,PSM,L1,L2,L3,FANUC,直流母线P、N,LED,CX1A/CX1B交流200V控制电源输入和输出,CXA2A电源与通讯输出,CX3（左侧）：MCCCX4（右侧）：*ESP,三相动力输入,（3）,（2）,（1）,CX1A,200R,200S,无相序要求,SPM/SVM,SPM/SVM,电源单元的连接,CXA2ACXA2B,CX3（MCC）控制外部主回路上 电 CX4（*ESP）用于切断主回路电源,使用内置电池时不要连接此端,电机运行中切断主回路电源，伺服电机使用 动态制动，主轴电机减速停止。,SPM,V,U,W,V,FANUC,直流母线P、N,LED,电
5、源,报警,故障,CXA2B/CXA2A级间串联通讯入/出,主轴电机动力输出,注意动力输出相序错误后会产生ALM9031等报警,JA7B主轴串行通讯入,JYA2主轴电机内置传感器反馈,JYA3/JYA4（B型）主轴端外置传感器反馈,JX4检测板输出,JY1主轴负载表主轴速度表,JA7A,(NC),JA7A串行输出,第二主轴,通讯错误ALM12201228,主轴单元的连接,L轴 M轴,FANUC,SVM2,直流母线P、N,LED,内置电池槽,CX5X 电池连接端,CXA2B/CXA2A级间串行通讯入/出,COP10B/COP10AFSSB串行通讯入/出,JF1/JF2L/M轴编码器反馈,CZ2L/
6、CZ2ML/M电机动力输出,注意电机的动力输出相序错误会有SV410，411，436,注意反馈和动力插头顺序错误后会有SV410,L轴=JF1M轴=JF2N轴=JF3,通讯异常会产生SYS114130/5136等报警,绝缘测量时，拆下动力线。,伺服单元的连接,PSM/SPM/SVM伺服的电路板组成1）控制侧板：信号的接收和反馈、PWM的控制、报警检测等2）功率基板：实现整流或逆变的输出控制，进行功率放大驱动输出控制3）小接口板：连接控制侧板和功率基板4）IPM晶体：功率晶体，实现整流或逆变的回路,控制侧板,Ai系列相关的风扇报警,单元内部风扇作为内部电路板散热,单元外部风扇作为功率元件散热,红
7、线：+24V 黑线：0V 黄线：检测线（+5V),ALM443 ：电源单元内部冷却风扇停止ALM606 ：电源单元外部冷却风扇停止ALM444 ：伺服单元内部冷却风尚停止ALM601 ：伺服单元外部冷却风扇停止,ALM9056：主轴单元内部风扇停止ALM9088：主轴单元外部风扇停止,注意：因驱动单元为功率元件，需大量散热，所以不 建议采用屏蔽风扇的做法，这样会造成放大器 损坏，或产生过热报警（ALM431 ）,1、系统备件档案记录 系统的型名及系列号 伺服及电机相关的型名 外部的I/O单元 其他特殊的系统硬件（SDU、双安检模块等） 系统及伺服的保险 系统及伺服资料记忆用电池 系统及伺服的风
8、扇 用量较多的伺服驱动器 相关电缆（通讯、反馈等） 完整的CNC系统（有条件的话）,记录所使用机台的硬件配置,储备一定数量易损的部件,三、故障处理步骤,2、更换部件时应注意的事项更换NC部件时应先确认故障原因，拆卸NC内部板卡时注意拆卸方法和力度。 如：更换保险时，要先确认外部电压及外部短路原因 更换NC母板时，要确认系统内部的资料的备份，更换完成后进行资料的恢复更换伺服单元时，报警为过流、高压等报警时要先确认外部的短路和强电回路 的连接及电压，a系列伺服更换时，其单元硬件跳线要与先前一致。 如果是连接绝对位置检出单元时，为防止原点丢失更换伺服单元动作要快。 ai系列编码器内部带有电容器，可以
9、在脱开电池的情况下暂时维持其内部位置资料不丢 失。a系列编码器不具有这种电路结构，因此当脱开电池时，位置资料会丢失。拆除电缆线时，要做好相关标记，防止机床的误动作出现更换电机时，不要对电机进行重物敲击，防止编码器中光栅破碎 拆卸重力轴电机时，要防止机床因重力而下降，造成撞机。在进行维修判断中 对伺服进行相关的屏蔽、封锁时也要考虑重力轴的原因和绝对原点是否会丢失, 防止把故障扩大化。,3、故障的处理方法,什么报警？,什么操作？,什么时候？,把握故障情况,采用有效手段,确认故障原因、恢复,发那科技术支持,维修：01062984743（硬件）技术：01062984734（软件）,备件购买：01062
10、984746,备件更换,什么时候？,发生的时间？ 开机后就发生？ 运转一定时间后发生？ 关机后再开机还会发生吗？故障的频率如何？,什么操作？,故障发生时系统处于何种工作方式？ 如果在程序运行中发生 固定的程序发生 发生故障时的单节号 是轴移动中发生 执行M、S、T功能时发生,如果故障为伺服或主轴时 故障发生时为快速移动还是切削时，速度如何？切削量如何？ 故障只发生在特定的轴？ 主轴故障时，是处于加速时、减速时、恒定旋转时、切削时？,什么报警？,显示在LCD上的报警内容？ 伺服放大器上的LED显示？ 系统及I/O单元的状态或电源指示灯显示？ 当故障为加工位置不正确时 尺寸的误差是多少？ 位置画面
11、的坐标显示与程序指令的对应状态？ G代码的模态？,机床周围有噪音吗？ 故障发生时是否有行车经过、机床周围是否有放电加工设备、供 电电网的运行情况如何？,机床侧有防止干扰措施吗（接地、屏蔽等）？ 对输入电源电压请检查下列项 系统以及伺服电压确认，有偏差吗？ 各项电压平衡吗？ 电源容量足够吗？ 控制单元环境温度、伺服单元的环境温度？（系统运转时055） 机床是否有振动,其他情况,4、当你和服务中心联系时，还请确认一下各项： 机床制造商以及机床形式,系统具体型号 例：FANUC 18iM B 制造生产顺序（软件或硬件变化） 系统加工类型 M铣 T 车 P 冲 系统名称系统制造系列号（保修凭证）以及系
12、统的DATA SHEET（配置清单）,系列号,系统硬件配置系统软件配置,DATA SHEET,B-XXXXXXXXE-XXXXXXXX,和伺服报警有关时：电源、伺服、主轴驱动器的型名,SERVO AMPLIFIER MODULE A06B6127H208,伺服电机的型名,MODEL ais12/4000HVSpec A06B0239B400,哪些数据需要备份？易失性的：系统参数、加工程序、补偿参数、用户变量、螺距补偿、PMC参数等非易失性的：PMC程序、C语言执行程序、宏执行程序（机床厂二次开发软件）等数据存放的区域 系统参数 CNC系统软件 加工程序 数字伺服软件 补偿参数 PMC系统软件
13、补偿参数 其他CNC侧控制软件 用户变量 PMC程序 螺距补偿 C语言执行程序 PMC参数 宏执行程序,SRAM,FROM,不可备份但可输入,可以输入输出,四、系统数据备份,什么时候使用数据备份？ 当保存SRAM的电池电压低下造成SRAM资料丢失时（SRAM中资料需要恢复） SRAM-FROM板卡需要更换时（SRAM、FROM中资料需要恢复） 当主板需要更换时（SRAM中资料需要恢复） 当系统内部数据被更改时（SRAM、FROM中资料需要恢复）如何进行备份 恢复操作？ 使用系统的BOOT画面进行资料的备份恢复 在BOOT画面下的备份的SRAM文件是系统的打包文件（SRAM内存中的数据整 合），
14、因此快速简单。同时BOOT是系统的引导程序，先于NC启动不需任何参 数支持和系统的其他故障的影响,可恢复性强。对于FROM中除PMC程序外的机 床厂的开发软件也必须在BOOT画面下进行备份和恢复。 但SRAM中备份的文件是非文本文件不能在计算机上进行读写 在系统的正常画面下进行备份和恢复 在系统的正常画面下进行备份的文件是文本文件，可在计算机上进行读写操作。 使用系统上的维修开关进行资料的备份（分离型系统时） 当系统没有使用显示单元或MDI按键有故障时使用此方法。,使用的存储设备？PCMCIA卡安装使用位置,一体型NC,IC卡有效,IC卡有效,分离型NC,IC卡无效,IC卡有效,如何操作进入B
15、OOT画面？,MDI,按6+7键开机,按最右边两个键开机,两种方法视情况任选一种进入BOOT画面,注：POWDER-MATE系统IC卡是在系统上有效,BOOT画面的显示,按软键进入时，操作键为对应的软键按6+7键进入时，操作键为对应的数字键,BOOT画面的操作,移动光标,UP,DOWN,选择菜单,SELECT,确认,YES,NO,执行,选择END,5.SRAM DATA BACKUP的画面,注意数据传输方向，否则会造成系统或IC卡数据被覆盖。,正常画面下的数据备份设定参数No20=4选择EDIT模式操作SYSTEM + ALL IO,数据输出,IC卡文件列表,系统内程序列表,只在选择程序画面时
16、显示,卡内文件名,输出程序名,只在选择程序画面时显示,数据输入,以文件序号输入,以文件名称输入,6,为空时以输出时程序号为准,PRO-ALL,只在选择程序画面时显示,宏变量备份的特殊性,没有输入选项,因宏变量只有输出选项没有输入选项，因此在宏变量输入时，将宏变量作为加工程序传入，然后运行即可恢复宏变量参数。宏变量备份=#500#999,PMC相关资料的备份PMC参数备份 存放在SRAM中,梯形图数据 存放在FROM中梯形图、PMC报警文本、信号注释、IO模块分配,操作：SYSTEM PMC IO,选择输入出设备,选择操作方式,选择输入出数据种类,自定义名称时以或#开头,梯形图资料输入后需进行F
17、ROM的固化,五、信息画面MESSAGE的应用 报警的分类,内部报警说明参照发那科相关维修资料或咨询发那科技术人员外部报警参照机床制造商随机资料或咨询机床制造商,内部报警：针对发那科系统所控制的硬件和软件所检测出的相关故障 内部报警的分类,外部报警：机床制造商根据机床外部辅助设备的相关动作，通过PMC程序 输出报警状态和操作信息。外部报警的分类,宏程序报警：由机床制造商通过宏程序产生的报警。例：O9001； N1 IF#1001EQ1GOTO20； 。； 。； N20 #3000=200（TOOL NO FOUND）；,执行至此单节时，系统中断操作产生报警。,报警画面,内部报警以及外部报警显示
18、, 当维修中不希望因报警的原因，而跳转到报警画面时，设定No3111#7=1。,信息画面 显示操作信息 操作信息不中断机床的操作,历史画面,最大250条报警历史存储, 该报警画面也可通过”IPL”画面输出。,PMC的维修操作PMC画面的组成,双线圈检查,梯形图的诊断,程序显示区域的切换,信号或网格的搜索,读取的应用 读取功能可以把不在连续画面下显示的网格，集中到连续画面下进行显示。,读取标记,光标移动相应的网格上，按”读取“软键。,跳转：跳转该网格在主程序中的网格位置。转换：切换至主程序显示画面。,梯形图画面的设定,光标显示有效，才可以”读取“。,伺服的维修要点,一：电源单元输入电源的检查交流
19、200V型,交流400V型,电源容量的选择交流200V型,交流400V型,容量选择的不足：可能造成运行时的电压下降，产生电压低下或DC LINK 低下报警、过回生报警。,二：通电后LED状态的显示确认,LED状态,PSM,PSM-LED不亮1）确定CX1A输入电压2）确认PSM内部保险3）拔下PSM上除CX1A输入电源外所有线观察,如灯亮，确认外部连线。4）PSM单元本体问题,LED状态,SVM,SVM-LED不亮1）确认PSM单元的输出24V电压2）确认CXA2ACXA2B之间的电缆连接3）确认SVM内部保险4）拔掉JFX电机编码器反馈电缆确认外部是否短路5）SVM单元本体故障,A20B-2
20、100-074* A20B-2100-083*,SVM-LED 闪烁显示表示外部+5V 短路1）拔下JFX 电机编码器反馈电缆确认2）如果正常显示，则为编码器或反馈电缆故障，尝试交换判别。3）如果显示仍然异常，更换SVM本体。,SPM,电机励磁,LED没有显示1）确认PSM的电源输出+24V电压2）确认CXA2ACXA2B间电缆的连接3）确认SPM内部保险丝4）拔下除CXA2ACXA2B之间电缆之外的所有电缆5）SPM本体故障系统上电后，LED显示“- -” 闪烁，主轴单元通讯没有建立1）检查电缆的连接，系统JA7A（JA40）主轴JA7B2）更换通讯电缆3）更换主轴单元控制板4）更换系统主板
21、,1号报警,1号故障（警告）,NC和伺服之间的通讯,MCON：NC上电后发出请求伺服准备信号MCOFF：伺服通讯正常后，发出请求电源单元准备信号MCCOFF：电源单元准备好后，发出吸合MCC触点的信号CRDY：MCC吸合后主回路上电，整流出直流300V，电源单元发出CRDY信号INTL：伺服接受CRDY信号后，发出动态制动器解锁信号RLY：动态制动器解锁后，返回给伺服的信号DRDY：伺服发送给NC的准备好信号SRDY：NC发给PMC的伺服准备好信号,MCCOFF,ALM401 伺服V-READY OFF（未准备好）,NC,伺服,MCON,DRDY,诊断358：ALM401报警的各轴相关信息，显
22、示为十进制数，转换成16位二进制后如下。,正常情况下第5位第14位全为1，如果出现ALM401，出现为0的最低位是报警的原因。正常显示为32737例：1）ALM401 X 、Y、Z 2）ALM401 X、Y、Z No358 X 417 No358 X 993 Y 417 Y 993 Z 417 Z 993 No358#6=0,*ESP没有接通 No358#10=0,电源单元没有整流出直流300V 注意：如果有其他报警和ALM401同时出现的话，请先处理其他报警，ALM401可能只是伴随 报警。,PSM/SPM/SVM伺服的电路板组成1）控制侧板：信号的接收和反馈、PWM的控制、报警检测等2）功
23、率基板：实现整流或逆变的输出控制，进行功率放大驱动输出控制3）小接口板：连接控制侧板和功率基板4）IPM晶体：功率晶体，实现整流或逆变的回路,控制侧板,伺服驱动控制电路及相关报警（硬件电路检测的报警）,ALM437,ALM433,ALM439,ALM607,ALM435,ALM600,ALM438,ALM449,ALM437 ：电源单元输入侧过电流ALM433 ：电源单元直流侧低电压ALM439 ：电源单元直流侧高电压ALM607 ：电源单元主电源缺相ALM435 ：伺服单元直流侧低电压ALM438 ：L/M/N伺服电机输出电流异常（加减速时发生时，可增加加减速时间）ALM449 ： L/M/
24、N轴伺服内部IPM检测异常（IPM内部出现过流或低压异常）ALM600 ： L/M/N轴伺服直流侧过电流,电源单元报警,伺服单元报警,电源单元的报警在NC是借助于全部伺服轴和主轴的报警显示的。,或IPM晶体异常（15i一下）,Ai系列相关的风扇报警,单元内部风扇作为内部电路板散热,单元外部风扇作为功率元件散热,红线：+24V 黑线：0V 黄线：检测线（+5V),ALM443 ：电源单元内部冷却风扇停止ALM606 ：电源单元外部冷却风扇停止ALM444 ：伺服单元内部冷却风尚停止ALM601 ：伺服单元外部冷却风扇停止,ALM9056：主轴单元内部风扇停止ALM9088：主轴单元外部风扇停止,
25、注意：因驱动单元为功率元件，需大量散热，所以不 建议采用屏蔽风扇的做法，这样会造成放大器 损坏，或产生过热报警（ALM431 ）,由系统软件所检测到的报警 由系统软件所检测到的伺服报警，在相应的驱动单元上LED显示 。此类报警大多数出现的故障和系统的参数设定和机械的调整，包括和机床的加工操作有关。ALM436：OVC、软过热报警原因：1）参数设定是否正确（尝试执行伺服参数初始化） 2）电机运行时是否振动 3）电机动力相序是否正确ALM447：闭环控制时，位置反馈发生硬件断线原因：电缆线、分离型检测器（SDU）、光栅尺读数头等ALM445：闭环控制时，位置反馈发生软断线，即相对于电机的旋转，工作台的移动产生滞后。原因：机械的连接间隙和扭力等， 参数调整检测范围：No2003#1=1，No2064 ALM430：过热报警，系统通过电机转子内的热敏电阻和伺服内部的恒温器检测电机和伺服是 否过热。,