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FANUC 0i数控加工中心应用与维修

前言

数控机床集计算机技术，电子技术，自动控制，传感测量，机械制造，网络通讯于一体，是典型的机电一体化产品，它的发展和运用开创了制造业的新时代。改变了制造业的身缠方式，产品结构，管理方式。数控技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的核心标志，实现加工机床以及生产过程的数控化已成为当今制造业的发展方向。

数控机床的主要发展发展方向：

（1），高速化高精度化，使伺服电机的位置环，速度环的控制实现数字化，以达到对电动机的高速，高精度控制。采用现代控制理论，减少滞后量提高更随精度。采用高分辨率的位置编码器，现代高分辨率位置编码器绝对位置的测量可达163840脉冲/转。实现多种补偿功能提高机床加工和动态精度。 （2），智能化，网络化，开放化，

数控机床的故障诊断技术的发展方向：

（1） 通信诊断 （2） 自动修复诊断

（3） 人工智能AI专家故障诊断系统（见图）

数据库 知识工程师 领域专家 诊断实例 推理机 知识库 知识获取 诊断结果解释 用户界面 动态数据 诊断结论

（4） 人工神经元网络诊断

本文采用的是FANUC数控加工中心系统，深入浅出的介绍了数控加工中心的构成，电气原理图，以及加工中心的几个典型故障的维修诊断。由于本人水平有限，此文中难免有错，敬请各位指导指正。

一， 绪论

1.1加工中心（Machining Center）简称MC是一种具备刀库，并可以自动更换刀具对工件经行多工序加工的数控机床。它是适应省力，省时和节能的时代要求而迅速发展起来的，它综合了机械技术，电子技术，拖动技术，现代控制理论，测量以及传感技术以及通讯诊断，刀具和应用编程技术的高技术产品。将数控铣床，数控镗床，数控钻床的功能集聚在一台加工设备上，并且增设自动换到装置和刀库，可以在一次安装工件后数控系统控制机床按不同工序自动选择和更换刀具。自动改变主轴的旋转速度，进给量和刀具相对工件的运动轨迹以及其他辅助功能，依次完成多面和多工序的端面，孔系，内外倒角和环形槽以及攻螺纹等加工。由于加工中心能够集中完成多种工序，因而可以加少工件装夹，测量和调整时间，减少工件搬运，周转存放时间，使机床的切削利用率高于通用机床的3-4倍。达80％，所以说加工中心不仅提高了工件的加工精度，而且是数控机床中生产率和自动化程度最高的综合性机床。

随着电子技术的迅速发展，以及各种性能良好的传感器的出现和应用，加工中心的功能日趋完善，这些功能包括：刀具寿命的监视功能，刀具磨损磨伤的监视功能，切削状态的监视功能，切削异常的监视功能，报警和自动停机的功能，自动诊断和自我诊断的功能以及自适应控制功能等等。加工中心还与载有随行夹具的自动托板经行有机连接，并进行切削自动处理使加工中心成为柔性系统，计算机集成制造系统和自动化工厂的关键设备和基本单元。

1.2 FANUC数控系统概述

1.2.1 FANUC数控系统主要类型

（1）高可靠性的Power mate 0系列 （2）普及型CNC 0-D系列 （3）全功能型的0-C系列 （4）高性能/性价比的0i系列

（5）具有网络功能的超小型，超薄型CNC 16i/18i/21i系列

1.2.2 FANUC数控系统的特点

FANUC数控系统是控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通信。

FANUC数控系统以及高质量，低成本，高性能，较全的功能，适用于各种机床和生产机械等特点，在市场占有率远远超过其他数控产品，主要体现在以下几个方面：

（1） 系统在设计中大量采用了模块化结构，这种结构易于拆装，个各控制板高度集

成，是可靠性大大提高，而且便于维修和更换。

（2） 具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力，其工作环境温度为0~45°C相对湿度

75％有较完善的保护措施，自身也有较好的保护电路。

（3） FANUC数控系统所配置的系统软件齐全，系统所配置的系统软件具有比较齐全

的基本功能和选项功能，对于一般机床基本功能就能完全满足使用要求。

（4） 具有丰富的PMC指令提供大量的PMC信号和PMC功能指令这些丰富的信号

和编程指令便于用于编制机床侧PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。

（5） 具有很强的DNC功能，系统提供串行RS-232传输接口，使PC和机床之间的

数据传输能够可靠地完成，从而实现高速DNC操作。

（6） 提供丰富的维修报警和诊断功能FANUC维修手册给用户提供了大量的报警信

息，并且以不同的类型进行分类。

1.2.3 FANUC 0系列的主要功能及特点

（1）采用高速的微处理器芯片

（2）采用高可靠性的硬件设计以及全自动化生产制造。 （3）丰富的系统控制功能 （4）高精度的控制

（5）全数字伺服控制结构 （6）全数字主轴控制

1.2.4 FANUC 0i系列的主要功能及特点

(1) FANUC 0i系列与FANUC 16i/18i/21i等系统的结构相似均为模块化结构，主CPU板上除了主CPU以及外围线路之外还集成了PROM&SROM模块，PMC控制模块，存储器和株洲模块，伺服模块等，其集成度较FANUC 0系统的集成度高，因此0i控制单元体积更小便于安装排布。

（2）采用全字符键盘，可用B类宏程序编程，使用方便。

（3）用户程序区容量比0MD系统大一倍，有利于较大程序的加工。

（4）使用编辑卡编写或修改梯图，携带与操作都很方便，特别是在用户现场扩充功能活实施技术改造时更为便利。

（5）使用存储卡存储或输入机床参数，PMC程序以及加工程序，操作简单方便。 （6）系统具有HRV（高速矢量相应）功能，伺服增益设定比0MD系统高一倍，理论上可使轮廓加工误差减少一倍。

（7）机床运动轴的反向间隙，在快速移动或进给移动过程中由不同的间隙补偿参数自动补偿。

（8）0i系统可预读12个程序段，比0MD系统多。

（9）与0MD系统比0i系统的PMC程序基本指令执行周期短，容量大，功能指令更丰富，使用更方便。

（10）0i系统的界面，操作，参数与16i，18i，21i基本相同，

（11）0i比0T,0M产品配备了更强大的诊断功能和操作显示信息功能，给机床用户和维修带来了极大方便。

（12）在软件方面0i系统比0系统也有很大提高，特别在数据传输上有很大改进，如RS232串行通信波特率达19200bit/s，可以通过HSSB（高速串行总线）与PC机相连，是存储卡实现数据的输入/输出 1.3数控系统的组成（见图）