FANUC 0系统维修：解决7.3版本问题的方法

日本FANUC公司是世界从事数控产品生产最早、产品市场占有率最大、最有影响的数控类产品开发、制造厂家之一，该公司自20世纪50年开始生产数控产品以来，至今已开发、生产了数十个系列的控制系统。FANUC系统是数控机床上使用最广、维修中遇到问题最多的系统之一。FANUC系统进入中国市场有非常悠久的历史，有多种型号的产品在使用，使用较为广泛的产品有FANUC 0、FANUC16、FANUC18、FANUC21等。在这些型号中，使用最为广泛的是FANUC0系列。

1956年，开发日本第1台点位控制的NC。

1959年，开发日本第1台连续控制的NC。

1960年，开发了日本第1台开环步进电机直接驱动的NC。

1966年，采用集成电路的NC开发成功。

1968年，全世界首台计算机群控数控系统（DNC）开发成功。

1977年，开发了第一代闭环控制的CNC系列产品FANUC5/7与直流伺服电机。

1979年，开发了第二代闭环数控系统系列产品FANUC6系统。

1982年，开发了第二代闭环功能精简型数控系统FANUC3系统与交流伺服电机。

1984年，开发了第三代闭环数控系统FANUC10/11/12，采用了光缆通信技术。

1985年，开发了第三代闭环功能精简型数控系统FANUC 0系统。

1987年，开发了FANUC15系列的CNC。

1995-1998年，开始在CNC中应用IT网络与总线技术。

2000年，开发了FANUC 0i MODEL A数控系统。

2002年，开发了FANUC 0i MODEL B数控系统。

2003-2005年，相继开发了FANUC 30i/31i/32i系统与FANUC 0i MODEL C数控系统

2008年，在中国市场推出FANUC 0i MODEL D数控系统

FANUC 0i MODEL C数控系统，可以满足绝大多数5轴以内数控机床的控制要求，产品的生产与销售量最大，在国内市场使用最广泛。

最新的系统FANUC 0i MODEL D是FANUC 32i系统的简化版本。

（1）FANUC数控产品特点

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）FANUC0系统特点

1）刚性攻丝：主轴控制回路为位置闭环控制，主轴电机的旋转与攻丝轴（Z轴）进给完全同步，从而实现高速高精度攻丝。

2）复合加工循环：复合加工循环可用简单指令生成一系列的切削路径。比如定义了工件的最终轮廓，可以自动生成多次粗车的刀具路径，简化了车床编程。

3）圆柱插补：适用于切削圆柱上的槽，能够按照圆柱表面的展开图进行编程。

4）直接尺寸编程：可直接指定诸如直线的倾角、倒角值、转角半径值等尺寸，这些尺寸在零件图上指定，这样能简化部件加工程序的编程。

5）记忆型螺距误差补偿：可对丝杠螺距误差等机械系统中的误差进行补偿，补偿数据以参数的形式存储在CNC的存储器中。

6）CNC内装PMC编程功能：PMC对机床和外部设备进行程序控制。

7）随机存储模块：MTB（机床厂）可在CNC上直接改变PMC程序和宏执行器程序。由于使用的是闪存芯片，故无需专用的RAM写入器或PMC的调试RAM。

8）显示装置：CRT显示器。

FANUC系统的0系列型号划分：

POWER MATE 0：用于2轴小型车床

FANUC0系统由数控单元本体，主轴和进给伺服单元以及相应的主轴电机和进给电机，CRT显示器、系统操作面板、机床操作面板，附加的输入/输出接口板（B2），电池盒，手摇脉冲发生器等部件组成。

FANUC0系统的CNC单元为大板结构。

基本配置有主印制电路板（PCB）、存储器板、图形显示板、可编程机床控制器板（PMC-M）、伺服轴控制板、输入/输出接口板、子CPU（中央处理器）板、扩展的轴控制板、数控单元电源和DNC控制板。各板插在主印制电路板上，与CPU的总线相连。图7-1是FANUC0系统数控单元的结构图。

图7-1 FANUC0系统数控单元的结构图

结构图各部分的功能如下。

1）主印制电路板（PCB）。连接各功能板、故障报警等。主CPU在该板上，用于系统主控。(www.xing528.com)

2）数控单元电源（图7-2）。主要提供+5V、+15V、-15V、+24V、-24V直流电源，用于各板的供电。24V直流电源，用于单元内继电器控制。

图7-2 数控单元电源板

3）图形显示板。提供图形显示功能，第2、3手摇脉冲发生器接口等。

4）PMC板（PMC-M）。PMC-M型可编程机床控制器，提供扩展的输入/输出板的接口（表7-1）。

表7-1 常用的PMC模块

续表

5）基本轴控制板（AXE）。提供X、Y、Z和第4轴进给指令，接收从X、Y、Z和第4轴位置编码器反馈的位置信号（图7-3）。

6）输入/输出接口（图7-4）。通过插座M1、M18和M20提供输入点，通过插座M2、M19和M20提供输出点，为PMC提供输入/输出信号。

图7-3 FANUC0系统轴控制板连接图

图7-4 FANUC0系统输入/输出连接图

7）存储器板。接收系统操作面板的键盘输入信号，提供串行数据传送接口，第1手摇脉冲发生器接口，主轴模拟量和位置编码器接口，存储系统参数、刀具参数和零件加工程序等（图7-5）。

8）子CPU板。用于管理第5、6、7、8轴的数据分配，提供RS232C和RS422串行数据接口等。

9）扩展轴控制板（AXS）。提供第5、6轴的进给指令，接收从第5、6轴位置编码器反馈的位置信号。

10）扩展轴控制板（AXA）。提供第7、8轴的进给指令，接收从第7、8轴位置编码器反馈的位置信号。

11）扩展的输入输出接口。通过插座M61，M78和M80提供输入点，通过插座M62，M79和M80提供输出点，为PMC提供输入/输出信号。

12）通信板（DNC2）。提供数据通信接口。

图7-5 FANUC0系统存储器板·电源单元连接

由于现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障越来越低，而大部分故障主要是由系统参数的设置，伺服电机和驱动单元的本身质量，以及强电元件、机械防护等出现问题而引起的。

FANUC0系统有很丰富的机床参数，为数控机床的安装调试及日常维护带来了方便条件。下面针对FANUC0系统常见的故障，对常用的机床参数在维修中的应用做一简单介绍。

（1）手摇脉冲发生器损坏。一台FANUC 0TD数控车床，手摇脉冲发生器出现故障，使对刀不能进行微调，需要更换或修理故障件。当时没有合适的备件，可以先将参数900 #3置“0”，暂时将手摇脉冲发生器不用，改为用点动按钮单脉冲发生器操作来进行刀具微调工作。等手摇脉冲发生器修好后再将该参数置“1”。

（2）当机床开机后返回参考点时出现超行程报警。上述机床在返回参考点过程中，出现510或511超程报警，处理方法有两种：

1）若X轴在返回参考点过程中，出现510或是511超程报警，可将参数0700LT1X1数值改为+99999999（或将0704LT1X2数值修改为-99999999）后，再一次返回参考点。若没有问题，则将参数0700或0704数值改为原来数值。

2）同时按P和CAN键后开机，即可消除超程报警。

（3）一台FANUC 0i数控车床，开机后不久出现ALM701报警。从维修说明书解释内容为控制部上部的风扇过热，打开机床电气柜，检查风扇电机不动作，检查风扇电源正常，可判定风扇损坏，因一时购买不到同类型风扇，即先将参数RRM8901 #0改为“1”先释放ALM701报警，然后再强制冷风冷却，待风扇购到后，再将PRM8901改为“0”。

（4）一台FANUC 0M数控系统加工中心，主轴在换刀过程中，当主轴与换刀臂接触的一瞬间，发生接触碰撞异响故障。分析故障原因是因为主轴定位不准，造成主轴头与换刀臂吻合不好，无疑会引起机械撞击声，两处均有明显的撞伤痕迹。经查，换刀臂与主轴头均无机械松动，且换刀臂定位动作准确，故采用修改N6577参数值解决，即将原数据1525改为1524后，故障排除。

（5）密级型参数0900～0939维修法。按FANUC 0MC操作说明书的方法进行参数传输时，密级型参数0900～0939必须用MDI方式输入很不方便。现介绍一种可以传输包含密级型参数0900～0939在内的传输方法，步骤如下：

1）将方式开关设定在EDIT位置；

2）按PARAM键，选择显示参数的画面；

3）将外部接收设备设定在STAND BY（准备）状态；

4）先按EOB键不放开，再按OUTPOT键即将全部参数输出。

（6）一台FANUC 0MC立式加工中心，由于绝对位置编码电池失效，导致X、Y、Z丢失参考点，必须重新设置参考点。

1）将PWE“0”改为“1”，更改参数NO. 76.1=1，NO. 22改为00000000，此时CRT显示“300”报警即X、Y、Z轴必须手动返回参考点。

2）关机再开机，利用手轮将X、Y移至参考点位置，改变参数NO. 22为00000011，则表示X、Y已建立了参考点。

3）将Z轴移至参考点附近，在主轴上安装一刀柄，然后手动机械手臂，使其完全夹紧刀柄。此时将参数NO. 22改为00000111，即Z轴建立参考点。将NO76.1设“00”，PWE改为0。

4）关机再开机，用G28 X0，Y0，Z0核对机械参考点。

（7）由机床参数引起的无报警故障。一台FANUC 18i-W慢走丝，开机后CRT显示X、Y、U、V坐标轴位置显示不准确，即原正常显示小数点后三位数字，而且前显示小数点后四位数字，且CRT没有报警信息。首先应该怀疑是参数变化引起上述故障。检查参数发现NO.0000 #2 INI发生变化，原正常显示“0”（表示公制输入），而有故障时显示“1”（英制输入），将该参数改为“0”后，数字显示正常。

（8）机床风扇报警，一时找不到，要买也来不及，可以修改一下参数8901，将风扇报警取消，暂时先开机加工。等买到风扇再更换。（FANUC 18 OR FANUC16 OR FANUC 0I SYSTEM）

（9）保护参数不被人乱修改的参数有PAR3208 #1可以锁SYSTEM KEY，PAR3292 #7可以使参数锁打不开。

（10）零件加工程序不能输入。在成功地重装FANUC0系统后，在机床编辑状态下，我们发现零件的加工程序无论如何也不能被编辑和输入。根据该故障现象，我们对照FANUC0系统的使用维护手册中的每一个参数及其意义进行检查，发现0018 #参数的第7位为编辑操作，当其为“1”时，为编辑B方式，当前为“0”时，为标准方式。而CRT上的机床参数该位为“1”。采用上述修改参数的方法和步骤，将其值由“1”改为“0后”，零件加工程序便能顺利地输入了。

（11）手动刀塔不能回转。扳动机床上的TOOL SELECT（刀具选择）开关刀塔不能回转。根据该机床的技术资料，PLC梯形图上的X16.0、X16.1、X17.0和X20.7分别为刀具选择开关的四把刀的位置，在线状态下观察PLC梯形图的对应部分无异常。观察机床面板发现面板上的X、Z轴原点指示灯不亮，说明X、Z轴均不在机床原点。手动将X、Z轴调整至机床原点，并使机床面板上的原点位置指示灯亮，故障排除。

（12）尾座顶针不能伸缩。手动尾座顶针开关，尾座顶针不能伸缩。从机床技术资料可知：PLC梯形图上的输入点X20.1和X20.3为尾座顶针向前和向后的两个按钮。从CRT中调出PLC梯形图可知，在线状态下按下X20.1按钮，R531.7导通，而D464.6不通。因此Y80.2没有输出。查阅机床技术资料可知，D464.6为机床尾座的设定参数。根据FANUC0系统的原理，我们在MDI方式下，按上面调出机床参数的方法，将机床D参数中的D464.6修改为“1”，故障排除。

以上都只是故障维修的一小部分例子，要熟练掌握FANUC0系统维修各项技能还需要多查看资料，如《FANUC0系统维修说明》；多积累经验，要养成每次维修都做记录，维修完成后要善于总结，勤于积累，这样才能有进步，对于各项维修技术才能更加熟练，做到举一反三。