FANUC数控系统故障诊断及参数的恢复调试

张信永++杨建国

摘 要：FANUC数控系统采用模块化结构，母板上安装有各种功能的子卡，出现硬件故障时，可方便的用替换法维修。而对于用户参数的恢复调试，应结合机床的硬件配置、功能及实际使用情况，合理确定参数值，并做好数据的备份工作。

关键词：数控系统 故障诊断 数据备份 参数恢复 调试

中图分类号：TP307 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（a）-0016-02

某厂生产的CK6150数控车床，采用FANUC 0i-mate数控系统，开机后出现报警信息：“970 NMI OCCURRED IN PMCLSI”，机床无法启动。查阅相关资料知，该报警的含义是：PMCLSI内部发生NMI（非屏蔽中断）或RAM出现奇偶错误，故笔者初步断定数控系统出现故障，需进行诊断与维修。

1 数控系统硬件故障的诊断维修

FANUC 0i-mate数控系统采用模块化结构，母板上安装有各种功能的子卡，如轴控制卡、显示卡、CPU卡、FROM/SRAM卡及模拟主轴模块等，系统由输出电压为直流24伏的电源单元供电。由于本单位有相同类型的数控系统，故维修诊断采用替换法进行。为确保替换上的板卡不出现意外，笔者对供电模块进行了检查，经测量，该模块供电电压稳定输出在直流24 V，工作正常，可以进行板卡的替换维修工作。首先替换母板，上电后系统依然报警，无法启动，考虑到系统的显示功能工作正常，接着分别更换了轴卡及CPU卡，上电后，系统终于可以正常启动了，由此确定系统的母板（型号为：A20B-8101-0285/02A）、轴卡（型号为：A20B-3300-0393/02A）、CPU卡（型号为：A20B-3300-029/04C）已损坏，需要更换。至此，数控系统硬件故障的诊断维修工作初步完成。

2 数控系统用户参数的恢复与调试

在更换了数控系统的母板、轴卡、CPU卡后，系统虽然能正常启动，但依然出现了“935”号报警，即用来存储参数和加工程序等数据的SRAM发生了ECC错误。我们知道，在FROM/SRAM卡里，存储有CNC系统软件及机床厂家开发的用户程序（PMC梯形图）等，开机后，系统软件和用户软件只有正常登录到DRAM模块和伺服卡上的RAM后，数控机床才能正常工作。一般情况下，FANUC系统自带的系统软件用户是无法删除的，出现错误的应是机床厂家开发的用户软件。

造成此错误的可能原因有三个：一是锂电池没电，导致FROM/SRAM卡内的数据丢失；二是FROM/SRAM卡内的数据被破坏，如进行了上电清零操作；三是FROM/SRAM卡本身损坏。前期进行硬件维修时，已对锂电池及FROM/SRAM卡进行了检查，硬件本身无故障，故确定FROM/SRAM卡内数据已破坏或丢失，需要恢复数据后机床才能正常工作。但由于单位维修人员多次更换，无法找到机床原始参数，联系机床厂家，该单位因各种原因已处于停产状态，也无法提供原始参数。另外，在笔者维修此故障前，前一维修人员在维修时对机床进行了清零操作，而在清零前又没有及时对数据进行备份，无奈之下，笔者只能依据FANUC公司提供的维修手册及机床说明书，同时结合本机床的实际情况，对主轴参数、伺服参数等进行恢复与调试。

2.1 伺服参数及主轴参数的初始化

参数的初始化主要有伺服参数的初始化及主轴参数的初始化，为保证系统纯净，笔者在初始化前，对系统做了全清操作，即上电时，同时按住MDI面板上的RESET键和DEL键完成清零工作。进入系统后，把写保护开关打开（PWE=1），由于是数控车床，先将“1010”参数（CNC控制轴数）及“8130”参数（总控制轴数）置为2，再将机床说明书参数表中的“9920”至“9976”参数值输入到系统中，断电重启，以使所输入的参数生效，完成以上工作后，就可以对伺服参数和主轴参数初始化了。

（1）伺服参数初始化。

伺服参数初始化步骤为：①将数控系统置于“急停”状态，并将写保护开关打开；②定义各轴的伺服轴号：将“1023”参数设为X=1，Z=2；定义FSSB设定方式：将“1902”参数“#0”位设置为0，即将FSSB设定方式设为自动设定；将“2000”参数中的X和Z，均置为00001010；③定义伺服画面是否显示：将“3111”参数“#0”位设置为1，令系统可以显示伺服画面。设置完毕后，断电重启。下一步打开伺服初始化页面：按面板上的SYSTEM键，按扩展键，点击SV-PRM软键，伺服初始化页面打开。此页面的伺服参数，应结合所维修机床的硬件系统，按照机床说明书上的SERVOSETTING设定表上的数据输入。其中，INITIALSETBIT参数已由参数“2000”指定；由于本机床X轴伺服电机采用β8/3000i，Z轴伺服电机采用β12/2000i，故MOTORIDNO（电机代码参数号）X轴和Z轴分别输入158、169；由于使用串行口脉冲编码器，AMR设定为00000000；指令脉冲倍乘比CMR设为2；本机床采用半闭环控制，故VELOCITYPULSENO.（速度反馈脉冲数）及POSITIONPULSENO.（位置反馈脉冲数）应按半闭环控制系统设定，速度反馈脉冲数为8192，位置反馈脉冲数X轴和Z轴分别为6000和8000。至此，“SERVOSETTING”设置完成。

（2）主轴参数初始化。

对于主轴参数的初始化，首先应搞清本机床采用的是串行主轴还是模拟主轴。因为FANUC0i系统这两种接口均具备。本机床采用的是数控系统模拟量输出加变频器加三相异步感应电动机的形式，应为模拟主轴，也称为变频主轴。因此，在初始化之前，应将参数“3701”的“#1”位设定为1，目的是屏蔽掉串行主轴，否则，会出现“750”号报警。主轴参数初始化步骤为：①打开写保护开关，将参数“4019”的“#7”位设定为1，允许系统进行自动初始化操作；②依据机床说明书提供的材料，将“4133”（主电机代码）参数设置为300；③将CNC断电重启，主轴参数自动初始化完毕。endprint

2.2 用户参数全面恢复与调试

伺服参数及主轴参数初始化后，即可全面进行用户参数的恢复与调试工作。虽然FANUC系统参数从“0000”开始到“9999”截止，但机床厂家开发的用户参数仅修改了其中的一小部分，其余参数默认即可。由于是依据机床说明书手工恢复参数，为防止输入错误，笔者在录入时，依据机床的功能分段录入，具体操作如下：（1）录入交流模拟主轴用户参数，该参数从“4001”开始到“4134”截止。在这些参数中，应注意将“4002”参数的“#1”位设为1，即选择使用位置编码器，以保证主轴转速读取正常；（2）伺服参数从2003到2165，由于本机床X轴采用β8-3000i（标准20A）伺服电机，Z轴采用β2-2000i（标准20A）伺服电机，故应按照X轴电机代号158、Z轴电机代号169输入参数，否则，伺服电机不能正常工作或损坏；（3）NC参数从“1001”至“1852”；“3001”至“3771”；“4002”至“4015”；“5001”至“5130”，此部分参数较多，录入时要注意，凡是机床说明书未提供的参数，一律默认FANUC原始参数，这样可提高录入速度，减少错误发生；（4）除以上参数外，还有一些参数需要恢复，主要有：计时器（TIMER）参数、数据表（DATA）、保持型继电器参数等，这些参数和机床的功能密切相关。

需要注意的是，在对用户参数恢复与调试时，并不是简单的将说明书上的参数随便输入到系统中，而要结合本机床硬件配置、功能选择、实际应用等情况，合理确定参数，否则，机床不仅不能正常工作（如出现报警），还可能造成事故隐患。例如：（1）本机床的卡盘为液压卡盘，需在计时器参数和保持型参数中正确设定相关数据，如数据表data中的D2为卡盘类型选择，本机床应选1，表示选用外卡式液压卡盘；数据表data中的D3为卡盘未夹紧时是否报警，本机床应选0，表示卡盘未夹紧时报警，同时禁止主轴启动，以保证操作者安全；（2）参数“1410”为空运行速度设定，应依据操作者操作的熟练程度动态调整此参数，若操作者动作不熟练，应将此值设定低些，保证机床及人身安全。若操作者动作熟练，可将此值设定高些，以提高生产效率；（3）由于本机床选用了手摇脉冲发生器（电子手轮），参数“7110”不能依据机床说明书将此参数置0，应结合本机床选用的0i-mate数控系统，将其置3，以保证选中手摇脉冲发生器，否则，此功能将无法使用。

2.3 数据的备份

经过对数控系统用户参数恢复与调试，机床能够正常运行后，应及时备份数据。笔者建议，备份数据宜首选FANUC专用的CF卡，并妥善保管，避免丢失。为保险起见，应将CF卡里的数据另存到计算机中，并打包，以免计算机中的杀毒软件将其误杀。

3 结语

数控机床是集机电液于一体的自动化控制机床，结构复杂，在使用过程中难免会出现各种各样故障。作为维修人员，除了要会判断是软件故障还是硬件故障之外，还要能结合机床的硬件配置、功能及实际使用情况，对故障进行合理诊断与维修。同时也要注意，在数控机床使用过程中，要做好日常维护与保养工作，如数据的备份等，目的是减少机床故障的发生及方便以后的维修工作。

参考文献

[1] 胡家富.简明数控机床维修工手册[M].上海：上海科学技术出版社，2009.

[2] 沈兵.数控机床数控系统维修技术与实例[M].北京：机械出版社，2004.

[3] 罗庚合，黄万长.数控机床故障诊断与维修[M].北京：国防工业出版社，2009.endprint