FANUC数控系统特点及系列

FANUC数控系统特点及系列

1．主要特点

日本FANUC公司的数控系统具有高质量、高性能、全功能，适用于各种机床和生产机械的特点，在市场的占有率远远超过其他的数控系统，主要体现在以下几个方面。

（1）系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、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℃，相对湿度为75％。 （3）有较完善的保护措施。FANUC对自身的系统采用比较好的保护电路。

（4）FANUC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。对于一般的机床来说，基本功能完全能满足使用要求。

（5）提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令。这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。

（6）具有很强的DNC功能。系统提供串行RS232C传输接口，使通用计算机PC和机床之间的数据传输能方便、可靠地进行，从而实现高速的DNC操作。

（7）提供丰富的维修报警和诊断功能。FANUC维修手册为用户提供了大量的报警信息，并且以不同的类别进行分类。 2．主要系列

（1）高可靠性的PowerMate: 0系列：用于控制2轴的小型车床，取代步进电机的伺服系统；可配画面清晰、操作方便，中文显示的CRT／MDI，也可配性能／价格比高的DPL／MDI。 （2）普及型CNC: 0—D系列：0—TD用于车床，0—MD用于铣床及小型加工中心，0—GCD用于圆柱磨床，0—GSD用于平面磨床，0—PD用于冲床。

（3）全功能型的0—C系列：0—TC用于通用车床、自动车床，0—MC用于铣床、钻床、加工中心，0—GCC用于内、外圆磨床，0—GSC用于平面磨床，0—TTC用于双刀架4轴车床。 （4）高性能／价格比的0i系列： 整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。0i—MB／MA用于加工中心和铣床，4轴4联动；0i—TB／TA用于车床，4轴2联动; 0i—mateMA用于铣床，3轴3联动；0i—mateTA用于车床，2轴2联动。 （5）具有网络功能的超小型、超薄型CNC

16i/18i／21i系列：控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。其中FSl6i—MB的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。16i最大可控8轴，6轴联动；18i最大可控6轴，4轴联动；21i最大可控4轴，4轴联动。

除此之外，还有实现机床个性化的CNC 16／18 / 160／180系列。

FANUC 0i系统的原理框图和维修方法

1 FANUC 0i系统主CPU板的构成框图

读者要想对数控系统有一个准确的维修思路，首先要了解该数控系统的硬件结构，为此，本文首先给出FANUC 0i系统主CPU板的构成框图。

FANUC 0i系统与FANUC 16/18/21等系统的结构相似，均为模块化结构。如下图所示0i的主CPU板上除了主CPU及外围电路之外，还集成了FROM&SRAM模块，PMC控制模块，存储器＆主轴模块，伺服模块等，其集成度较FANUC 0系统（0系统为大板结构）的集成度更高，因此0i控制单元的体积更小。 2 系统故障分析与处理方法

当系统电源打开后，如果电源正常，数控系统则会进入系统版本号显示画面（如下图所示），系统开始进行初始化。如果系统出现硬件故障，显示屏上会出现900—973号报警提示用户。下面介绍出现系统报警时的原因和处理方法。

2.1 900号报警（ROM奇偶校验错误） 此报警表示发生了ROM奇偶错误。

要点分析：系统中的FROM在系统初始化过程中都要进行奇偶校验。当校验出错时，则发生FROM奇偶性报警，并指出不良的FROM文件。

原因和处理：主板上的FROM&SRAM模块或者主板不良。 2.2 910～911报警（DRAM奇偶校验错误）

此报警是DRAM（动态RAM）的奇偶错误。

要点分析：在FANUC 0 i数控系统中，DRAM的数据在读写过程中，具有奇偶校验检查电路，一旦出现写入的数据和读出的数据不符时，则会发生奇偶校验报警。ALM910和ALM911分别提示低字节和高字节的报警。 原因和处理：应考虑主板上安装的DRAM不良。更换主板。 2.3 912～913报警（SRAM奇偶校验错误）

此报警是SRAM（静态RAM）的奇偶错误。

要点分析：与DRAM一样，SRAM中的数据在读写过程中，也具有奇偶校验检查电路，一旦出现写入的数据和读出的数据不符时，则会发生奇偶校验报警。ALM912和ALM913分别提示低字节和高字节的报警。 原因和处理:（1）SRAM中存储的数据不良。若每次接通电源，马上就发生报警，将电源关断，全清存储器（全清的操作方法是同时按住MDI面板上的RESET和DELET键，再接通电源）。

（2）存储器全清后，奇偶报警仍不消失时，认为是SRAM不良。按以下内容，更换FROM＆SRAM模块或存储器＆主轴模块。不显示地址时，按照1）更换FROM&SRAM模块→ 2）更换存储器＆主轴模块的顺序进行处理。（更换后，对存储器进行一次全清）。

（3）更换了FROM＆SRAM模块或存储器＆主轴模块还不能清除奇偶报警时，请更换主板。（更换后，对存储器进行一次全清）。

（4）存储器用的电池电压不足时

当电压降到2.6V以下时出现电池报警（额定值为3.0V）。存储器用电池的电压不足时，画面上的「BAT」会一闪一闪地显示。当电池报警灯亮时，要尽早更换新的锂电池。请注意在系统通电时更换电池。 2.4 920报警（监控电路或RAM奇偶校验错误）

920：第1/2的监控电路报警或伺服控制电路中RAM发生奇偶错误。 921：第3/4轴，同上。

要点分析：监控定时器报警。把监视CPU运行的定时器称为监控定时器，每经过一固定时间，CPU将定时器的时间进行一次复位。当CPU或外围电路发生异常时，定时器不能复位，则出现报警。 RAM奇偶错误。当检测出伺服电路的RAM奇偶错误时，发生此报警。 原因和处理：（1）主板不良。主板上的第1/2轴伺服用RAM，监控定时电路等硬件不良，检测电路异常、误动作等。→更换主板。

（2）伺服模块不良。伺服模块第3/4轴的伺服RAM，监控定时电路等硬件不良，检测电路异常、误动作等。→更换伺服模块。

（3）由于干扰而产生的误动作。由于控制单元受外部干扰，使监控定时电路及CPU出现误动作。→是由于对主电源的干扰及机间电缆的干扰而引起的故障。检查此报警与同一电源线上连接的其他机床的动作的关系，与机械继电器、压缩机等干扰源的动作的关系，对干扰采取措施。 2.5 924报警（伺服模块安装不良） 当没有安装伺服模块时出此报警。

要点分析 ：通常在运行时不出现此报警。维修时，插拔印刷板，更换印刷板时有可能发生。 原因和处理：（1）检查主板上有无安装伺服模块，有无安装错误及确认安装状态。（2）当不是（1）的原因时，可认为是伺服模块不良或者主板不良。请参照上述的「920，921报警」，分别进行更换。 2.6 930报警（CPU错误） CPU发生错误（异常中断）。

要点分析：通常，CPU会在中断之前完成各项工作。但是，当CPU的外围电路工作不正常时，CPU的工作会突然中断，这时会发生CPU报警。

原因和处理：产生了在通常运行中不应发生的中断。

主CPU板出错:如果在电源断开再接通后运行正常，则可能是外部干扰引起的。请检查系统的屏蔽，接地，布线等抗干扰措施是否规范。当不能确定原因时，可能是CPU外围电路异常，要更换主板。 2.7 950报警（PMC系统报警）

测试PMC软件使用的RAM区时，发生错误。 原因和处理： 故障原因如下：

(1)P MC控制模块不良。

(2)PMC用户程序（梯形图）或FROM＆SRAM模块不良。 (3)主板不良。

2.8 970报警（PMC控制模块内NMI报警）

在PMC控制模块内、发生了RAM奇偶错误或者NMI（非屏蔽中断）报警。 原因有以下几点：(1)PMC控制模块不良。 (2)PMC用户程序不良（FROM & SRAM模块不良）。更换模块时请参照「950报警」。 2.9 971报警（SLC内NMI报警）

在CNC与FANUC I/O Link间发生通讯报警等。PMC控制模块发生了NMI报警。 原因如下：

(1)PMC控制模块不良。

关于PMC模块的更换，请参照「950报警」。

(2)FANUC I/O Link中，连接的子单元不良

(3)FANUC I/O Link中，连接的子单元的＋24V的电源不良。 用表测各子单元的输入电压（正常时为DC＋24V±10％） (4)连接电缆断线或脱落。

2.10 973报警（原因不明的NMI报警） 发生了不明原因的NMI报警。

原因和处理：(1）可能是I/O板，基板或主板不良。（注更换主板或主板上的FROM＆SRAM模块或存储器＆主轴模块时，存储器中存储的全部数据会丢失，要重新恢复数据。）(2）可能是插在小槽中的板不良，即HSSB（高速串行总线）板不良。

机床参数在数控维修中的作用

BEIJING_FANUC 0i系列是高品质、高性价比的CNC系统，具有丰富的功能，尤其内部的数据结构布局合理，操作直观，使用及维修都很方便，其功能可通过一些参数的修改来进行选择。下面以实践中遇到的几个例子来说明其应用。

1 TH6350卧式加工中心全闭环→半闭环的修改

TH6350卧式加工中心使用FANUC-0i A系统，其B轴采用闭环。由于B轴圆光栅出现问题而无法发挥作用，但生产任务又很紧，所以决定暂时采用半闭环结构。步骤如下： (1)将参数No.1815#1有关B轴参数OPTx改为“0”；

(2)修改柔性传动比Feed gear(n/m)，该参数可通过如下公式设定：

n/m=电动机旋转1转时希望的脉冲数/电动机旋转1转时位置反馈的脉冲数 =参考计数器容量/1 000 000 (最小公约数) =15 000/1 000 000 =3/200

由于n/m是整数比还可运用估算法进行设定：1/100＜n/m＜1/50

即 2/200＜n/m＜4/200 故 n/m=3/200

(3)改完后执行B轴回零，用百分表打夹具的基准面适当修改参数No.1850关于B轴的栅格偏移量Grid shift，使回零后夹具的位置能够回到全闭环时的位置。 这样就完成了全闭环→半闭环的转换。

2 VMC_1000C立式加工中心A轴回零的调整

VMC_1000C立式加工中心使用FANUC-0i A系统，其A轴由于长期回转，有时会出现回零不准的现象，关机后再开机回零仍然不准。这种故障可能是由于A轴的减速挡块破损或者松动，需要换或调整挡块，这样回零就不那么准确。可通过调整参数保证回零的准确性。下面介绍一种最快的方法调整该参数。

首先将参数中No.1850 Grid shift关于A轴的参数设定为“0”，将A轴回零，再用手轮摇A轴使转台上移动的刻线和固定的刻线对齐(可通过固定刻线的影射线与移动刻线重合判断是否对齐)，看A轴在回零后又转过了多少度两个刻线才对齐，把这个度数乘1000补偿到No.1850关于A轴的参数中即可。 这种方法还可用在其它轴回零不准的时候。 3 FANUC-0i A关于报警履历的显示

FANUC-0i A有报警履历功能，该履历记录了机床运行过程中所有的操作，对于故障的分析及维修十分方便。可通过下面的参数设定来启动报警履历功能：(1)No.3106#7OHD(0：不显示操作履历画面，1：显示操作履历画面)及No.3106#4OHS(是否对操作履历进行采样，0：采样，1：不采样)。(2)No.3112#5OPH(0：操作履历功能有效，1：操作履历功能无效)。，在操作履历上记录时标的间隔。 4 FANUC-0i A关于主轴定向停止位置的调整

主轴经过拆卸后，执行M19定位指令，其定向位置将发生变化，如果定向停止位置不准将会损坏换刀装置，因此定向停止位置必须精调。FANUC-0i A提供了方便的参数调节功能。可通过调整参数No.4031和No.4077中的任何一个(No.4031：位置编码器方式定向停止位置，No.4077：定向停止位置偏移量)，使定向位置恢复到拆卸前的状态。这样就不必担心在拆卸之前没做标记。 5 结束语

通过上述几例可以看出，数控机床的参数有着十分重要的作用，它在机床出厂时已被设定为最佳值，通常不需要修改。但在运用中可根据实际情况对其进行更改、优化,从而弥补机械或电气设计方面的不足。当然，更改参数必须首先对该参数有详细的了解，看该参数的变更会产生什么样的结果，受哪个参数的制约以及对其它参数有无影响，并做下记录，以便对不同参数所产生的结果进行对比，选择其中最佳者设定到对应的参数表中。在不知道参数的意义前最好不要修改参数，以免发生意外!