发那科维修技巧和资源介绍

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维修工程师技术交流

ID号：dwxc2008017

日期：2009年2月19日

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修订日期版本号文件名称修订内容修订人2009年2月19日V1.0 维修技巧和资源介绍初次发布严雁飞

目录

1 预防性维修 (1)

1.1 FANUC系统工作的环境要求 (1)

1.2 FANUC系统工作的电压要求 (1)

1.2.1 24V电压的要求 (1)

1.2.2 强电电压200V以上的要求 (2)

1.3 防止噪音对系统的干扰 (4)

1.3.1 信号线的分离 (4)

1.3.2 接地 (5)

1.3.3 噪音抑制 (6)

1.3.4 消除浪涌电压 (8)

1.3.5 电缆的装夹及屏蔽处理 (8)

1.4 电柜的密封 (10)

1.5 伺服放大器的定期检查 (11)

1.6 伺服电机的定期维护 (12)

1.7 主轴电机的定期维护 (14)

1.8 发生故障时的处理方法 (15)

2 系统维修 (17)

2.1 0i-C的系统构成 (17)

2.2 16i/18i/21i-MB系统构成 (18)

2.3 如何查找系统的序列号 (18)

2.4 0i-C 系统硬件介绍 (20)

2.4.1 0i-C 主板上的插头定义 (21)

2.4.2 轴卡、显卡、CPU卡、系统电源的安装位置 (21)

2.4.3 F-ROM/SRAM卡、模拟主轴卡的安装位置 (22)

2.4.4 系统中PCB板的型号 (22)

2.4.5 系统主板上指示灯的含义 (23)

2.5 常用诊断号的解释 (24)

2.6 系统操作 (28)

2.6.1 系统面板的介绍 (28)

2.6.2 如何更改系统参数 (28)

2.6.3 如何查找系统的诊断号 (29)

2.6.4 PMC画面的查看 (30)

2.6.5 系统报警画面的显示 (32)

3 伺服维修 (33)

3.1 αi放大器的连接 (33)

3.1.1 αi放大器的连接结构图 (33)

3.1.2 αi电源模块PSM的连接 (34)

3.1.3 αi伺服放大器SVM的连接 (35)

3.1.4 αi主轴放大器SPM的连接 (36)

3.1.5 PSM和SVM (37)

3.1.6 PSM和SPM (38)

3.2 βi放大器的连接 (39)

3.2.1 SVM 1-4i和SVM 1-20i的接口解释 (39)

3.2.2 SVM 1-4i和SVM 1-20i的接线图 (40)

3.2.3 SVM 1-40i和SVM1-80i的接口解释 (41)

3.2.4 SVM 1-40i和SVM1-80i的接线图 (42)

3.2.5 SVPM的接口解释 (45)

3.2.6 SVPM的接线图 (47)

3.3 伺服控制框图 (48)

3.3.1 半闭环结构 (48)

3.3.2 全闭环结构 (49)

3.3.3 混合控制方式（双位置反馈） (49)

3.4 伺服初始化和调整画面的显示 (51)

3.4.1 伺服初始化画面显示的操作步骤 (51)

3.4.2 伺服调整画面的解释 (52)

3.5 主轴初始化和调整画面的显示 (53)

4 PMC (54)

4.1 PMC地址 (54)

4.1.1 急停信号、减速信号、跳转信号等信号的输入 (54)

4.1.2 PMC的接口 (56)

4.1.3 PMC地址列表 (57)

4.2 PMC程序的执行顺序 (58)

4.3 I/O单元的介绍 (58)

4.4 急停信号的连接 (61)

4.5 I/O LINK结构 (63)

4.6 PMC的功能指令 (64)

4.7 PMC报警 (66)

4.8 PMC参数的设定 (66)

4.8.1 定时器T (67)

4.8.2 计数器C (67)

4.8.3 保持型继电器和非易失性存储器控制地址K (68)

4.8.4 数据表D (68)

4.8.5 SETTING画面 (70)

5 常用报警的解释 (71)

5.1 368报警（串行数据错误） (71)

5.2 电源模块PSM控制板内风扇故障443，610 (72)

5.3 主轴放大器SPM内冷风扇故障 (72)

5.4 伺服放大器SVM内冷风扇报警 608，444 (73)

5.5 主轴放大器和伺服放大器的内冷风扇位置 (73)

5.6 主轴传感器的报警 9073（串行主轴错误） (74)

5.7 主轴和伺服的报警750，5136 (74)

5.8 5136的报警（伺服放大器故障） (75)

5.9 401的报警 (75)

5.10 926的系统报警 (76)

5.11 950，971报警 (76)

6 常用维修技巧 (78)

6.1 备份系统的SRAM (78)

6.1.1 SRAM 包含的数据以及备份SRAM的重要性 (78)

6.1.2 备份SRAM时的注意事项 (78)

6.1.3 如何购买用于备份SRAM的存储卡 (78)

6.1.4 如何进入备份SRAM的BOOT画面 (78)

6.1.5 31i/0i D系统的SRAM备份 (80)

6.2 系统串口RS-232的应用 (81)

6.2.1 RS-232传输时CNC系统侧参数的设定 (81)

6.2.2 RS-232 电缆的接线如下 (81)

6.2.3 RS-232传输时常见的报警及报警的原因 (82)

6.2.4 RS-232口数据传输中的注意事项 (82)

6.3 用存储卡进行DNC 加工 (83)

6.4 机床撞刀的一些常见原因 (84)

6.4.1 刀具补偿的问题 (84)

6.4.2 工件坐标系零点设定以及调用的问题 (84)

6.4.3 程序编写问题 (84)

6.4.4 参数设定有误或者误改动 (84)

6.4.5 操作人员操作不当 (84)

6.4.6 手动绝对值ON/OFF信号状态不对 (85)

6.5 Data server传输中NC和相关FTP传输软件的设定 (86)

6.5.1 系统与PC连接的设定与确认 (86)

6.5.2 FTP传输的设定 (91)

6.6 回参考点 (96)

6.6.1 返回参考点相关的参数 (96)

6.6.2 返回参考点相关的PMC地址 (98)

6.6.3 有减速挡块回零操作 (100)

6.6.4 无减速挡块回零操作 (101)

6.6.5 绝对位置编码器手动设定参考点 (102)

6.7 坐标系的设定和显示 (103)

6.7.1 坐标系的显示 (104)

6.7.2 设定工件坐标系 (105)

7 维修资源篇 (107)

7.1 常用参数说明 (107)

7.2 常用PMC信号表 (109)

7.3 αi放大器风扇表 (111)

7.4 βi放大器风扇表 (112)

7.5 伺服放大器用电池 (112)

7.6 0i-C系统电池 (112)

7.7 0i-C系统熔断器的订货信息 (112)

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11 预防性维修

1.1 FANUC 系统工作的环境要求

FANUC 公司提供的控制单元及 LCD/MDI 等外部单元，设计时要考虑到需装在密封的电柜里。在此所说的电柜包括：

（1）机床厂家生产的电柜，用来安装控制单元或外围单元。

（2）机床厂家生产的悬挂式操作盘，用来安装 LCD/MDI 单元或操作面板。

（3）与上述电柜类似的装置。

安装这些电柜的环境条件要求如下表所示。

条件 控制单元 运行时 0℃～58℃ 室温

存储或运输中 -20℃～60℃ 通常 ≤75%（非冷凝） 相对湿度

短期（一个月内） ≤95%（非冷凝） 运行时 ≤0.5G 振动

非运行时 ≤1G 环境 通常的车间环境 （如果环境中尘土含量、冷却液或者有机溶液含量过高时，需

要另行考虑）

1.2 FANUC 系统工作的电压要求

1.2.1 24V 电压的要求

电压允许波动范围24V ±10%（21.6V~26.4V ）（注：根据维修经验，24V 电源电压最好22.5V 以上）。

FANUC 系统使用24V 电压的元件涉及：CNC 控制单元、CRT/MDI 单元、I/O 单元、SDU 单元（分离型的检测单元，接光栅尺用）、FSSB I/O （双安检用）、伺服电机的内部抱闸线圈、βi 伺服放大器的控制电压 等。特别强调：CNC 控制电源不能与机床强电柜内I/O 点，或伺服电动机的抱闸共用 24V 电源。

24V 电源不好的维修案例

客户 ：重庆某客户

系统：0i-MC

最初的故障现场：机床在工作中偶然出现Z 轴436、430报警。

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2故障解决过程：

? 到现场后开机，机床正常启动，移动各轴工作正常。

? 查看系统报警记录有Z 轴436报警，继续移动Z 轴，同时检查电机无振动现象，几分钟后出

现了Z 轴430、436报警。

? 检查电机动力电缆确认正常、检查相关参数设置没有发现太大问题。更换Z 轴编码器，上述

故障解除，机床正常。

? 但机床正常工作约2小时后，Z 轴又偶然出现了410或411报警。

? 检查Z 轴的反馈电缆、Z 轴抱闸电压正常，检查Z 轴伺服放大器和Z 轴电机都没有发现异常

现象。

? 继续手轮慢速移动Z 轴，仔细观察发现报警之前Z 轴在移动时有短暂的停止现象。继续检查

机械部分确认正常，怀疑Z 轴电机抱闸部分有问题。

? 用示波器对24V 抱闸电压进行监控发现偶然出现电压降到1V 一下的情况，然后短时间又恢复

正常。

? 检查外围电路发现24V 电源的印刷板已经烧炭化，导致24V 电压时有时无，24V 不正常。 ? 更换相同规格的印刷电路板后，机床回复正常。

1.2.2 强电电压200V 以上的要求

电压允许波动范围200V~240V （-15%~+10%）、400V~480V （-15%~+10%）

FANUC 的伺服按输入电压分高压、低压 2种。电源模块PSM 的3相输入是400V~480V 的为高压输入，电源模块PSM 的3相输入是200V~240V 的为低压模块。

对于AC 电源电压采取的处理办法（200V 输入类型） 电网标准值 AC 电源电压 处理办法

200V ～240V 170V ～264V 可以直接连接。

注释：但是电压如果达不到额定的输入

值，输出也可能达不到额定量。

380V ～550V

大于或等于264V 使用绝缘变压器，输入电压需要200V

对于AC 电源电压采取的处理办法（400V 输入类型）

电网标准值 AC 电源电压

处理办法 400V ～480V 340V ～528V 可以直接连接

注释：但是电压如果达不到额定的输入

值，输出也可能达不到额定量。

《维修技巧和资源介绍》

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电源模块PSM 的输入电源规格如下：

AC 电源电压规格（200V 输入类型）

型号

PSM

-11HVi PSM

-18HVi PSM -30HVi

PSM -45HVi

PSM

-75HVi PSM

-100HVi

标准额定电压（主电路） AC400～V480V -15%，+10% 标准额定电压（控制电源） AC200～V240V -15%，+10%

电源频率 50/60Hz ±1Hz

电源设备容量（主电路用）KVA 17 26 44 64 107 143

电源设备容量（控制电路用）KVA

0.7

（注：200V 电压需求的还有主轴电机的散热风扇，电源输入不正常或电源质量不好会导致各种偶然的系统报

警、伺服报警等。必要的时候需要使用示波器跟踪电源输入的波形。）

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41.3 防止噪音对系统的干扰

注：以下“信号线的分离”、“接地”、“噪音抑制”、“消除浪涌电压”、“电缆的装夹及屏蔽处理”等内容，FANUC 建议采用。

1.3.1 信号线的分离

组别 信号线

处理方法 初级交流电源线

次级交流电源线

交/直流动力线（包括伺服电

机、主轴电机动力线）

交/直流线圈

A 交/直流继电器

B 、

C 组的电缆必须与A 组电缆分开走线（注1）或进行电磁屏蔽（注2）。参照后面的噪音抑制器，在线圈和继电器上连接灭弧器或二极管。直流线圈（24VDC ）

直流继电器（24VDC ）

CNC 到强电柜之间的DI/DO

电缆

B CN

C 到机床之间的DI/DO 电

缆

在直流线圈和继电器上连接二极管。A 组电缆要与B 组电缆分开走线或电磁屏蔽。希望对B 组电缆进行屏蔽处理。 位置反馈、速度反馈用的电缆

CNC 到主轴放大器之间的电缆

位置编码器电缆

手摇脉冲发生器电缆

CRT （LCD ）/MDI 用电缆

RS232 C 、RS422 用的电缆

电池电缆

C 其它需要屏蔽用的电缆

尽量使C 组远离其它组。A 组电缆要和C 组电缆分开走线，要进行电磁屏蔽。B 组电缆尽量与C 组电缆分开走线。必须对C 组电缆进行屏蔽处理。

注 ：（1）分开走线指每组间的电缆间隔要在 10cm 以上。

（2）电磁屏蔽指各组间用接地的金属材料屏蔽。

（3）当CNC 和MDI 之间的电缆长度小于30cm 时不用屏蔽。

图1 信号线的分离

1.3.2 接地

CNC机床的接地方法有以下三种：

（1） Signal ground（SG）〔信号地〕：信号地（SG）供给电信号用的（0V）基准电压。

（2） Frame ground （FG）〔框架地〕：框架地（FG）其目的是用来提高系统可靠性，屏蔽内部和外来的噪声，具体而言，在设备的框架，单元外壳、面板与设备相连接口电缆的屏蔽。（3） System ground〔系统地〕：系统地是把各设备或单元之间设置的框架地（FG）作为系统地与大地相连接。

《维修技巧和资源介绍》5

《维修技巧和资源介绍》

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图2 接地

接地的注意事项：

（1）在控制单元中，信号地与框架地仅在一处相连。

（2）系统地的接地电阻小于 100 欧（第 3 种接地）。

（3）系统地接地电缆要有足够的横截面积，以便安全对付短路时的故障电流（一 般大于 AC 电源

线的截面积）。

（4）在供电时，系统地线要与 AC 电源线构成一体使用。

1.3.3 噪音抑制

强电柜使用了AC/DC 电磁线圈及继电器等，当它们动作时，线圈电感将产生很高能量的脉冲。这些脉冲会通过电缆干扰电子线路，为减小这一干扰，在AC 设备中使用灭弧器，在DC 中使用二极管。

选择灭弧器的注意事项：

（1）使用的灭弧器由电阻和电容组成，这种类型的灭弧器叫CR 灭弧器（交流回路请使用CR 型灭弧器）。

（压敏电阻可箝制脉冲电压的峰值电压，但不能控制脉冲电压的突然上升，因此，推荐使用CR 型灭弧器）

（2）灭弧器的CR 值标准，根据线圈的静态电流（I （A ））和直流电阻定。

电阻值（R ）：相当于线圈的有效直流电阻。

静态电容量（C ）：I 2/10～ I 2/20（uF）

I:线圈的静态电流

图3 交流线圈的连接

注：请使用 CR 形灭弧器。压敏电阻可箝制脉冲电压的峰值电压，但不能控制脉冲电压的突然上升。

图4 直流线圈的连接

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1.3.4 消除浪涌电压

为了保护设备，消除由电弧、电涌引起的浪涌电压，要求在输入电源的线间和各线与地之间安装浪涌吸收器。

注：如果安装了隔离变压器，可以不安装其中的一个浪涌吸收器（线与地之间）。

图5 浪涌吸收器的安装

1.3.5 电缆的装夹及屏蔽处理

与CNC连接的电缆，均需经过屏蔽处理，应按下图所示方法紧固。此装夹除夹住电缆外，还兼屏蔽处理作用，对系统的稳定性极为重要，因此必须实施。如图所示，剥开部分电缆皮使屏蔽层露出，将其用紧固夹子拧到地线板上。地线板由机床厂家制作，请按下图装夹。

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图 6 金属紧固夹的安装

如下图所示，准备地线板

图7 接地板

请用2mm 以上厚度的金属板制作地线板，且表面镀镍。

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101.4 电柜的密封

电柜的密封性能对电柜内的放大器和各种电子元器件的保护非常重要。

注：FANUC 建议按以下内容处理电柜的密封。 序号

内容 说明 1 电柜的密封性

能 伺服放大器必须安装在密封的环境中，才能起到保护伺服放大器的电路的作用。2 放大器的散热环境 切削液、油雾、粉尘等吸附在伺服放大器的散热片和风扇上，影响伺服的散热，

降低了放大器的效能和缩短了放大器的使用寿命。

3

放大器的安装环境 放大器的安装环境的不良，散热效能的降低，会严重影响伺服的效能和使用寿命。

电柜要确保完全密封：

z 柜门没有开孔。

z 电柜侧不安装排风扇。

z 电柜的钣金连接不使用焊接而使用螺钉拧紧的连接方式。

z 电柜的进出电缆需要密封。

z 密封条之间不能留有空隙。

使用热交换器：

z 当电柜内的温度高于环境温度10以上时候，我们就要考虑使用热交换器。

z 使用热交换器后，必须考虑交换器和电柜间的密封，不要破环了电柜的密封性能。

z 保证热交换器的排风能够直接作用到伺服或用电器上（这样有利于电柜内灰尘的散发）。

注意事项：

z 为了减少电柜内的湿度，应在电柜内放置干燥袋，并定期更换干燥袋。

z 如果机床长时间不开机工作，需要定时给机床通电热机。

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1.5 伺服放大器的定期检查

为了能够实现伺服放大器长期使用，确保设备的高性能、高稳定性，必须实施日常性的维护和检查。 检查周期 检查部位

检查项目

日常

定期

判定标准

备注

环境 环境温度 ● 强电柜四周 0～45℃ 强电柜内 0～55℃

环境 湿度 ● ≤90%RH （不应结露）

环境 尘埃、油污 ● 伺服放大器附近不应粘附有此类物 环境

冷却风通道

●

风的流动是否畅通

冷却风扇电机运行是否正常

环境 异常振动、响声 ●

（1） 不应有以前没有的异常响声或振动 （2） 放大器附近的振动应小于等于0.5G

环境 电源电压 ● αi 系列：应在200V ～240V 的范围内

αHVi 系列：应在400V ～480V 的范围内

放大器 整体 ● 是否出现异常响声或异常气味 放大器 整体 ● 是否粘附有尘埃、油污 是否出现异常响声和异常气味

放大器

螺丝

●

螺丝是否有松动 放大器 风扇电机 ● （1） 运转是否正常

（2） 不应有异常振动、响声 （3） 不应粘附有尘埃、油污

（*1）

放大器 连接器 ● 是否有松动

放大器 电缆 ● （1） 是否有发热迹象

（2） 外包线是否出现老化（变色或裂

纹）

外围设备 电磁接触器 ● 不应出现异响以及颤动 外围设备

漏电断路器

● 漏电跳闸装置应正常工作 外围设备 AC 电抗器

●

不应有嗡嗡声响

（*1）风扇电机为定期维护零部件。

伺服放大器的风扇电机停止时，虽然不会立即损坏放大器，但是需要进行日常性的检查，并定期更换此类部

件。

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121.6 伺服电机的定期维护

电机原则上应该放置在室内。保存温度为-20℃~60℃。应尽量避免放置在以下场所：

（1）极度潮湿且容易结露的场所。

（2）温度变化异常的场所。

（3）时常处于振动的场所（可能造成轴承座损坏）。

（4）垃圾、灰尘较多的场所。

伺服电机的日常检查：

（1）振动、噪音检查

在下列状态下，请用触摸的方式确认有无异常振动，并且通过耳朵确认异常噪音。

z 停止时

z 低速运行时

z

加/减速时

如果感到异常，请及时与本公司维修部联系

（2）外部损伤检查

确认脉冲编码器封盖（红色塑料部分）是否开裂，电机表面（黑色涂装部分）是否有损伤、龟

裂现象。

如果脉冲编码器盖板出现开裂，请及时更换。

如果电机表面出现损伤、龟裂等现象，用户根据实际情况进行修理。

（3）污垢检查

请确认电机表面和螺丝部分等凹陷处是否留有油迹或切削油。

《维修技巧和资源介绍》

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请擦去附在电机表面上的油迹或者切削油。由于化学反应侵蚀到涂膜层，可能导致电机故障。

（4）电机绝缘电阻的检查

根据以下标准，使用兆欧表测量电机三相绕组对地电阻。

绝缘电阻值电机绝缘电阻的测定

大于等于100MΩ良好。

10～100 MΩ开始老化，虽然不会造成性能上的问题，但是请定期检查。

10～10 MΩ老化进一步加剧，需要特别注意。请定期进行检查。

不足1 MΩ不良。请更换电机

注：电机绝缘电阻值在短时间内急剧降低时，可判定是由于外部切削液进入电机内造成的。

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1.7 主轴电机的定期维护

为了使主轴电机能够长期保持高性能和高稳定性，必须进行下列维护检查。

注意：维护检查时一定要注意防止触电事故以及卷入事故等。特别是在进行操作时，必须切断全部电源。

检查项目

状况

处理办法

异常响声 异常振动

出现以前所没有的异

常响声以及振动。在最高转速下，电机的振动加速度超过0.5G 。

确认下列项目后，采取相应的处理办法。

基座、安装 直连的定心精度 电机轴承异常响声

减速机以及皮带的振动和响声 放大器的异常响声 风扇电机的异常

冷却风通道

冷却风通道粘有粉尘或者油污

请定期清扫定子孔以及风扇电机。

电机表面

电机表面粘有切削液

进行清扫。

电机表面溅到大量切削液时，请使用盖罩覆盖起来。

用手可以转动风扇电机时

更换风扇电机 不能正常旋转

用手不能转动风扇电机时

清除异物。或者重新

用螺丝安装。通过上述处理仍然出现异常响声时，请更换风扇电机。

风扇电机

出现异常响声

清除异物，或者重新用螺丝安装。

通过上述处理仍然出现异常响声时，请更换风扇电机。

电机轴承

电机轴承出现异常响声

确认轴承定心精度以及径向负荷。 更换轴承时，请联系北京发那科。 端子箱内进入切削液

检查端子箱盖以及普通密封圈等。

端子箱内有大量切削液时，请使用盖罩覆盖起来。 端子箱内部状况

端子箱螺丝松动

紧固螺丝。

电机旋转时确认是否还有异常振动。

1.8 发生故障时的处理方法

当发生故障时，为了更快的恢复机床，首先应详细了解故障的情况，然后进行妥善处理。

（1）[何时]发生的故障？

z故障发生的日期及时刻？

z是否是运行时发生的？（运行多久发生的？）

z接通电源时发生的？

z是否在打雷、停电或对电源有干扰时发生的？

z发生了[几次]故障？

?只出现过一次？

?多次出现？（发生的频率，几次/小时，几次/日，几次/月）

（2）[进行了什么操作]后发生的故障？

z发生故障时CNC是何种方式？（JOG方式/存储器方式/MDI方式/返回参考点方式？）

z程序运行时的情况

?发生故障时，程序执行到什么位置？

?程序号/顺序号？

?程序的内容？

?是否在轴移动时发生的？

?是否在M/S/T代码执行中发生的？

?发生故障时是否在执行程序？

z再次进行同样操作时是否发生同样故障？（确认故障再现性）

z是否在输入/输出数据时发生的故障？

《维修技巧和资源介绍》15

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