FANUC數控系統故障診斷及參數的恢復調試

張信永++楊建國

摘 要：FANUC數控系統采用模塊化結構，母板上安裝有各種功能的子卡，出現硬件故障時，可方便的用替換法維修。而對于用戶參數的恢復調試，應結合機床的硬件配置、功能及實際使用情況，合理確定參數值，并做好數據的備份工作。

關鍵詞：數控系統 故障診斷 數據備份 參數恢復 調試

中圖分類號：TP307 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（a）-0016-02

某廠生產的CK6150數控車床，采用FANUC 0i-mate數控系統，開機后出現報警信息：“970 NMI OCCURRED IN PMCLSI”，機床無法啟動。查閱相關資料知，該報警的含義是：PMCLSI內部發生NMI（非屏蔽中斷）或RAM出現奇偶錯誤，故筆者初步斷定數控系統出現故障，需進行診斷與維修。

1 數控系統硬件故障的診斷維修

FANUC 0i-mate數控系統采用模塊化結構，母板上安裝有各種功能的子卡，如軸控制卡、顯示卡、CPU卡、FROM/SRAM卡及模擬主軸模塊等，系統由輸出電壓為直流24伏的電源單元供電。由于本單位有相同類型的數控系統，故維修診斷采用替換法進行。為確保替換上的板卡不出現意外，筆者對供電模塊進行了檢查，經測量，該模塊供電電壓穩定輸出在直流24 V，工作正常，可以進行板卡的替換維修工作。首先替換母板，上電后系統依然報警，無法啟動，考慮到系統的顯示功能工作正常，接著分別更換了軸卡及CPU卡，上電后，系統終于可以正常啟動了，由此確定系統的母板（型號為：A20B-8101-0285/02A）、軸卡（型號為：A20B-3300-0393/02A）、CPU卡（型號為：A20B-3300-029/04C）已損壞，需要更換。至此，數控系統硬件故障的診斷維修工作初步完成。

2 數控系統用戶參數的恢復與調試

在更換了數控系統的母板、軸卡、CPU卡后，系統雖然能正常啟動，但依然出現了“935”號報警，即用來存儲參數和加工程序等數據的SRAM發生了ECC錯誤。我們知道，在FROM/SRAM卡里，存儲有CNC系統軟件及機床廠家開發的用戶程序（PMC梯形圖）等，開機后，系統軟件和用戶軟件只有正常登錄到DRAM模塊和伺服卡上的RAM后，數控機床才能正常工作。一般情況下，FANUC系統自帶的系統軟件用戶是無法刪除的，出現錯誤的應是機床廠家開發的用戶軟件。

造成此錯誤的可能原因有三個：一是鋰電池沒電，導致FROM/SRAM卡內的數據丟失；二是FROM/SRAM卡內的數據被破壞，如進行了上電清零操作；三是FROM/SRAM卡本身損壞。前期進行硬件維修時，已對鋰電池及FROM/SRAM卡進行了檢查，硬件本身無故障，故確定FROM/SRAM卡內數據已破壞或丟失，需要恢復數據后機床才能正常工作。但由于單位維修人員多次更換，無法找到機床原始參數，聯系機床廠家，該單位因各種原因已處于停產狀態，也無法提供原始參數。另外，在筆者維修此故障前，前一維修人員在維修時對機床進行了清零操作，而在清零前又沒有及時對數據進行備份，無奈之下，筆者只能依據FANUC公司提供的維修手冊及機床說明書，同時結合本機床的實際情況，對主軸參數、伺服參數等進行恢復與調試。

2.1 伺服參數及主軸參數的初始化

參數的初始化主要有伺服參數的初始化及主軸參數的初始化，為保證系統純凈，筆者在初始化前，對系統做了全清操作，即上電時，同時按住MDI面板上的RESET鍵和DEL鍵完成清零工作。進入系統后，把寫保護開關打開（PWE=1），由于是數控車床，先將“1010”參數（CNC控制軸數）及“8130”參數（總控制軸數）置為2，再將機床說明書參數表中的“9920”至“9976”參數值輸入到系統中，斷電重啟，以使所輸入的參數生效，完成以上工作后，就可以對伺服參數和主軸參數初始化了。

（1）伺服參數初始化。

伺服參數初始化步驟為：①將數控系統置于“急停”狀態，并將寫保護開關打開；②定義各軸的伺服軸號：將“1023”參數設為X=1，Z=2；定義FSSB設定方式：將“1902”參數“#0”位設置為0，即將FSSB設定方式設為自動設定；將“2000”參數中的X和Z，均置為00001010；③定義伺服畫面是否顯示：將“3111”參數“#0”位設置為1，令系統可以顯示伺服畫面。設置完畢后，斷電重啟。下一步打開伺服初始化頁面：按面板上的SYSTEM鍵，按擴展鍵，點擊SV-PRM軟鍵，伺服初始化頁面打開。此頁面的伺服參數，應結合所維修機床的硬件系統，按照機床說明書上的SERVOSETTING設定表上的數據輸入。其中，INITIALSETBIT參數已由參數“2000”指定；由于本機床X軸伺服電機采用β8/3000i，Z軸伺服電機采用β12/2000i，故MOTORIDNO（電機代碼參數號）X軸和Z軸分別輸入158、169；由于使用串行口脈沖編碼器，AMR設定為00000000；指令脈沖倍乘比CMR設為2；本機床采用半閉環控制，故VELOCITYPULSENO.（速度反饋脈沖數）及POSITIONPULSENO.（位置反饋脈沖數）應按半閉環控制系統設定，速度反饋脈沖數為8192，位置反饋脈沖數X軸和Z軸分別為6000和8000。至此，“SERVOSETTING”設置完成。

（2）主軸參數初始化。

對于主軸參數的初始化，首先應搞清本機床采用的是串行主軸還是模擬主軸。因為FANUC0i系統這兩種接口均具備。本機床采用的是數控系統模擬量輸出加變頻器加三相異步感應電動機的形式，應為模擬主軸，也稱為變頻主軸。因此，在初始化之前，應將參數“3701”的“#1”位設定為1，目的是屏蔽掉串行主軸，否則，會出現“750”號報警。主軸參數初始化步驟為：①打開寫保護開關，將參數“4019”的“#7”位設定為1，允許系統進行自動初始化操作；②依據機床說明書提供的材料，將“4133”（主電機代碼）參數設置為300；③將CNC斷電重啟，主軸參數自動初始化完畢。endprint

2.2 用戶參數全面恢復與調試

伺服參數及主軸參數初始化后，即可全面進行用戶參數的恢復與調試工作。雖然FANUC系統參數從“0000”開始到“9999”截止，但機床廠家開發的用戶參數僅修改了其中的一小部分，其余參數默認即可。由于是依據機床說明書手工恢復參數，為防止輸入錯誤，筆者在錄入時，依據機床的功能分段錄入，具體操作如下：（1）錄入交流模擬主軸用戶參數，該參數從“4001”開始到“4134”截止。在這些參數中，應注意將“4002”參數的“#1”位設為1，即選擇使用位置編碼器，以保證主軸轉速讀取正常；（2）伺服參數從2003到2165，由于本機床X軸采用β8-3000i（標準20A）伺服電機，Z軸采用β2-2000i（標準20A）伺服電機，故應按照X軸電機代號158、Z軸電機代號169輸入參數，否則，伺服電機不能正常工作或損壞；（3）NC參數從“1001”至“1852”；“3001”至“3771”；“4002”至“4015”；“5001”至“5130”，此部分參數較多，錄入時要注意，凡是機床說明書未提供的參數，一律默認FANUC原始參數，這樣可提高錄入速度，減少錯誤發生；（4）除以上參數外，還有一些參數需要恢復，主要有：計時器（TIMER）參數、數據表（DATA）、保持型繼電器參數等，這些參數和機床的功能密切相關。

需要注意的是，在對用戶參數恢復與調試時，并不是簡單的將說明書上的參數隨便輸入到系統中，而要結合本機床硬件配置、功能選擇、實際應用等情況，合理確定參數，否則，機床不僅不能正常工作（如出現報警），還可能造成事故隱患。例如：（1）本機床的卡盤為液壓卡盤，需在計時器參數和保持型參數中正確設定相關數據，如數據表data中的D2為卡盤類型選擇，本機床應選1，表示選用外卡式液壓卡盤；數據表data中的D3為卡盤未夾緊時是否報警，本機床應選0，表示卡盤未夾緊時報警，同時禁止主軸啟動，以保證操作者安全；（2）參數“1410”為空運行速度設定，應依據操作者操作的熟練程度動態調整此參數，若操作者動作不熟練，應將此值設定低些，保證機床及人身安全。若操作者動作熟練，可將此值設定高些，以提高生產效率；（3）由于本機床選用了手搖脈沖發生器（電子手輪），參數“7110”不能依據機床說明書將此參數置0，應結合本機床選用的0i-mate數控系統，將其置3，以保證選中手搖脈沖發生器，否則，此功能將無法使用。

2.3 數據的備份

經過對數控系統用戶參數恢復與調試，機床能夠正常運行后，應及時備份數據。筆者建議，備份數據宜首選FANUC專用的CF卡，并妥善保管，避免丟失。為保險起見，應將CF卡里的數據另存到計算機中，并打包，以免計算機中的殺毒軟件將其誤殺。

3 結語

數控機床是集機電液于一體的自動化控制機床，結構復雜，在使用過程中難免會出現各種各樣故障。作為維修人員，除了要會判斷是軟件故障還是硬件故障之外，還要能結合機床的硬件配置、功能及實際使用情況，對故障進行合理診斷與維修。同時也要注意，在數控機床使用過程中，要做好日常維護與保養工作，如數據的備份等，目的是減少機床故障的發生及方便以后的維修工作。

參考文獻

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[3] 羅庚合，黃萬長.數控機床故障診斷與維修[M].北京：國防工業出版社，2009.endprint