1.I/O信号的构成
通过I/O信号的状态诊断，确定故障部位和分析故障原因是维修时用得最多的方法一。
I/O信号的数量与构成，在不同的系统中有所不同。对于FANUC系列数控系统，根据系统的功能与结构，可以分为不带内部PMC与带内部PMC(PLC)两种形式。
不带内部PMC的数控系统的I/O信号特点是：不论系统功能、I/O单元如何，各输入、输出信号的作用和地址总是固定不变的。如对于FS0系统：输入X016.5总是X轴参考点减速信号(DECX)；输出Y048.0总是X轴参考点到达信号等等。此外，在不带内部PMC的系统中，也没有CNC与PMC间的信号转换过程，对应的输入、输出信号与CNC侧的内部信号一一对应。如：从机床(或操作面板)到系统的输入信号X016.2(+X方向键)的状态与CNC内部信号G116.2的状态完全相同；输出到机床(或操作面板)X轴参考点到达信号Y048.0，与CNC内部信号F148.0的状态完全相同等等。
在带内部PMC的数控系统中，根据所选用的系统、内部PMC类型、I/O单元的不同，其信号的数量有所不同。除少量输入、输出信号的作用和地址固定不变外，大部分输入、输出信号的作用和意义，在不同的机床上有不同的含义，维修时必须参照机床的电气原理图与PLC程序进行检查。
以FS0C数控系统为例，不带内部PMC的系统，I/O接口信号的构成如图2-11所示。图中X016.0-X022.7是从机床(或操作面板)到系统的输入信号；Y048.0-Y053.7是从系统到机床(或操作面板)的输出信号。它们与系统诊断数据DGN016.0-022.7、DGN048.0-053.7一一对应；并且与DGNll6.0-122.7、DGNl48.0-53.7状态完全相同。
图2-11不带PMC的I/O接口信号构成
带内部PMC的数控系统，I/O接口状态与信号构成如图2-12所示。图2-12中，X016.0-X022.7，X000.0-X008.7，X010.0-X014.7是从机床(或操作面板)到系统的输入信号；Y048.0-Y053.7，Y080.0-Y082.7，Y084.0-Y086.7是从系统到机床(或操作面板)的输出信号。它们与系统诊断数据DGN016.0-022.7，DGN000.0-008.7，DGN010.0-014.7，DGN048.0-053.7，DGN080.0-082.7，DGN084.0-086.7一一对应。而G100.0-G131.7则是从PMC输出到CNC的内部信号(PMC输出)，F148.0-F178.7是从CNC输入到PMC的内部信号(PMC输入)，它们分别与系统诊断数据DNGl00.0-DNGl31.7，DNGl48.0-DNGl48.7一一对应。在这种情况下，DNGl6.2与DNGll6.2可能具有完全不同的含义，前者代表来自机床侧的输入信号X16.2，后者代表由PMC输出到CNC的内部信号G116.2，其作用与意义有本质区别。
当系统采用了附加I/O单元B2时，增加的输入信号X1000.0-X1012.7也是从机床(或操作面板)到系统的输入信号：输出信号Y1020.O-Y1028.7是从系统到机床(或操作面板)的输出信号。
图2-12带PMC的I／O接口信号构成
2．FANUC系统I/O信号状态的显示与输出模拟
在FANUC系统中，通过系统的MDI/CRT面板检查、诊断的接口信号状态，实质上是输入、输出缓冲存储器的内容，当系统与外部信号连接的接口电路(如输入接收器或输出驱动器)发生故障时，诊断信号的状态将与实际输入、输出不同。为了方便维修与调试，部分系统还可以通过修改输入、输出缓冲存储器的内容，对外部信号进行模拟输入/输出。
系统的状态诊断操作，在不同的数控系统中有所不同，维修时可以参考数控系统的维修说明书进行。由于状态诊断是维修数控机床的重要手段，现将常用系统的状态诊断操作步骤介绍如下：
(1)FS0/6输入/输出信号的状态诊断
1)按系统MDI/CRT操作面板上的〖DGNOS〗键，系统显示诊断页面。
2)按系统MDI/CRT操作面板上的〖PAGE〗键(换页)或〖CURSOR〗(光标移动键)，可以逐页显示诊断信号的状态。
3)在系统显示诊断页面时，亦可以通过输入诊断地址及〖INPUT〗键，直接搜索所需要的诊断页面。
(2)FSll输入/输出信号的状态诊断
1)在系统显示“机能选择”页面时，按下系统MDI/CRT的软功能键〖SERVICE〗习，显示系统维修页面(“机能选择”页面可以通过面板上的“机能”菜单键直接进入)。
2)按系统MDI/CRT的软功能键〖CHAPTER〗，使显示器出现软功能键〖DGNOS〗。
3)按系统MDI/CRT的软功能键〖DGNOS〗键，显示诊断页面；或通过多次操作软功能键〖SERVICE〗，亦可以显示诊断页面。
4)按系统MDI/CRT操作面板上的〖PAGE〗键(换页)或〖CURSOR〗(光标移动键)，
可以逐页显示诊断信号的状态；或按操作菜单键，切换到操作选择页面，按下软功能键〖INP-NO〗进入操作引导方式；在面板上用地址与数字键，输入诊断地址后，按〖EXEC〗键，可以直接搜索所需要的诊断参数。
(3)FSl5的输入/输出信号的状态诊断
1)按MDI/CRT面板上的[CNC/PMC]键。
2)按MDI/CRT面板上的[PCDGN]软功能键。
3)用MDI面板的地址与数字键输入诊断地址(如：X100)后，按[SEARCH]软功能键，直接检索，显示所需要的诊断参数。
4)按系统MDI/CRT面板上的换页键，亦可逐页诊断信号的状态。
(4)FS0i/PM0/16/18输入/输出信号的状态诊断
1)按系统MDI/DPL操作面板上的〖SYSTEM〗习键，显示系统页面。
2)按系统MDI/DPL操作面板上的〖DGNOS／PARAM〗键，显示诊断页面。
3)用MDI面板的地址与数字键输入诊断地址后，按〖NO检索〗键，直接搜索所需要的诊断参数。
4)按系统MDI/CRT操作面板上的〖PAGE〗键(换页)或〖CURSOR〗(光标移动键)，也可以逐页显示诊断信号的状态。
(5)输出信号的模拟发送在部分FANUC系统中，在PLC停止程序运行时，还可以通过修改输入、输出缓冲存储器的内容，对外部信号进行模拟输出。以FS0为例，其操作步骤如下：
1)选择MDI操作方式或使系统进入“紧停”状态。
2)打开系统的“程序保护”开关。
3)按系统MDI/DPL操作面板上的〖OFFSET/SETTING〗键，系统显示偏置/设定页面。
4)按系统MDI/DPL操作面板上的〖SETTING〗软功能键，选择设定页面。
5)按系统MDI/DPL操作面板上的数字键，输入参数PWE=I，使参数写入“使能”。
6)按系统MDI/CRT操作面板上的〖DGNOS〗键，系统显示诊断页面。
7)按系统MDI/CRT操作面板上的〖PAGE〗键(换页)，显示输出诊断信号所在的页面。
8)按〖CURSOR〗(光标移动键)，或通过输入诊断地址及〖INPUT〗键，将光标移动到
需要输出的信号下。
bit7
bit6
bit5
bit4
bit3
bit2
bitl
bit0
原因
1
1
1
0
0
0
0
1
输入了紧急停止信号ESP
1
1
1
0
0
0
0
0
输入了外部复位ERS信号
1
1
0
1
0
0
0
0
输入了复位&倒带股RRW信号
1
1
0
0
l
0
0
0
按下了MDI复位按钮
1
0
0
0
0
0
0
1
发生伺服报警
1
0
0
0
0
0
0
0
输入了进给暂停SP信号或选择任一种手动方式
0
0
0
0
0
0
0
0
机床在单程序段处停机
DGN712
bit7
bit6
bit5
bit4
bit3
bit2
bit1
bit0
代号
RST
ERS
RRW
ESP
诊断号
显示
当显示为1时的内部状态
020
CUTSPEEDUP/DOWN
发生急停或者发生伺服报警
021
RESETBUTTONON
复位键信号接通
022
RESETANDREWINDON
复位和倒带信号接通
023
EMERGENCYSTOPON
急停
024
RESETON
外部复位，
025
STOPMOTIONORDWELL
停止脉冲分配的标志，：
WAITINGFORRESET.ESP.RRW.OFF
急停，外部复位，复位&倒带，或者NDI上的复位键接通。
015
EXTERNALPROGRAMNUMBERSEARCH
外部程序号检索
016
BACKGROUNDACTIVE
后台编辑进行中
3．坐标轴的位置跟随误差检测
坐标轴的位置跟随误差是坐标轴指令位置与实际位置间的差值，在数控机床上，它亦反映了系统的动态跟随精度与静态定位精度。这是在维修过程中，需要特别引起注意的重要参数。在不同的FANUC系统中，各坐标轴跟随误差的诊断参数号如下：
(1)FS0/6诊断参数地址
DGN800：X轴位置跟随误差；
DGN801：Y轴位置跟随误差；
DGN802：Z轴位置跟随误差；
DGN803：4轴位置跟随误差。-
(2)FS11/FS15诊断参数地址
DGN3000：与轴选择对应，为X、Y、Z、4、5轴位置跟随误差。
(3)FS0i/PM0/16/18诊断参数地址
DGN300：与轴选择对应，为X、Y、Z、4、5轴位置跟随误差。
除以上系统状态诊断信号外，FANUC系统还可以对各轴伺服驱动器以及编码器的各种报警信号进行诊断，以确定故障的原因，有关这方面的内容参见本书第5章第5.2.3节。
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当数控系统发生报警时，通常情况下可以在系统显示器上显示报警号与报警内容，但如果与显示功能有关的部分发生故障时，显示就无法进行，这时必须依靠系统主板或其他部分的指示灯(LED)的状态，进行故障分析、诊断与维修。
在不同的系统中，系统主板的状态指示有不同的含义，维修时应根据系统的不同区别对待。对于常见系统，主板的状态指示含义如下述。
2.4.1FANUC6系统主板的状态显示与故障诊断
FANUC6系统主板上有五个LED作为系统错误状态指示，其含义如下：
1)WDALM：当系统主板上的WDALM指示灯亮时，为系统监控报警。
引起此报警原因一般为系统RAM出错，或者是系统功能参数(PRM000～005、
PRM300～304)设定错误。当出现以上故障时，在某些场合，一般可以通过RAM的初始化操作进行清除。
注意：在FANUC6系统中，还可以通过RAM测试操作，检测故障的RAM号。RAM测试的操作步骤如下：
1)确认系统RAM故障。
2)同时按住“-”与“.”，同时起动系统。
3)CRT显示画面：
IL—MODE
1、TAPE
2、MEMORY
3、ENPANE
4、BUBBLE
5、PC—LOAD
6、RAMTEST
4)按数字键6，进入RAM测试状态。
5)按START键，进行RAM0测试。
6)再次按START键，进行RAMl测试。
7)重复按START键，完成对全部(RAM0~RAMl0)的测试，测试结果状态与故障的RAM对应关系。
3.1.1SIEMENS810/820系统
SIEMENS810/820是西门子公司20世纪80年代中期开发的CNC、PLC一体型控制系统，它适合于普通车、铣、磨床的控制，系统结构简单、体积小、可靠性高，在80年代末、90年代初的数控机床上使用较广。
810与820的区别仅在于显示器，810为9in单色显示，系统电源为直流24V；820为12in单色或彩色显示，系统电源为交流220V，其余硬件、软件部分完全一致。
810/820最大可控制6轴(其中允许有2个作为主轴控制)，3轴联动。系统由电源、显示器、CPU板、存储器(MEM/EPROM/RAM)板、I/O板、接口板、显示控制板、位控板、机箱等硬件组成。硬件采用了较多的大规模集成电路和专用集成电路，系统的模块少、整体结构简单，通常无需进行硬件调整和设定。
系统软件上，增加了蓝图编程、固定循环、极坐标编程、CL800语言编程等功能，为加工程序的编制提供了方便。
PLC采用STEP5语言编程，指令丰富，通过OB、PB、SB、FB等功能块为结构化编程提供了良好的环境。
810/820系统还具有“通道”控制功能，可以两个通道同时工作，为机床设计人员提供了便利。
3.1.2SIEMENS802系列系统
SIEMENS802系列系统包括802S/Se/Sbaseline、802C/Ce/Cbaseline、802D等型号，它是西门子公司20世纪90年代末开发的集CNC、PLC于一体的经济型控制系统。系统性能价格比较高，比较适合于经济型、普及型车、铣、磨床的控制，近年来在国产经济型、普及型数控机床上有较大量的使用。SIEMENS802系列数控系统的共同特点是结构简单、体积小、可靠性高；此外系统软件功能也较强。
SIEMENS802S、802C系列是SIEMENS公司专为简易数控机床开发的经济型系统，两种系统的区别是：802S/Se/Sbaseline系列采用步进电动机驱动；802C/Ce/Cbaseline系列采用数字式交流伺服驱动系统。
SIEMENS802S、802C系列系统的CNC结构完全相同，可以进行3轴控制/3轴联动；系统带有±10V的主轴模拟量输出接口，可以配具有模拟量输入功能的主轴驱动系统(如：变频器)。
SIEMENS802S、802C系列系统可以配OP020独立操作面板与MCP机床操作面板，显示器为7in或5.7in单色液晶显示。集成内置式PLC最大可以控制64点输入与64点输出，PLC的I/O模块与ECU间通过总线连接；系统体积小，结构紧凑，性能价格比高。
802D与802S、802C有较大的不同，在功能上比802S/C系统有了改进与提高，系统采用SIEMENSPCU210模块，控制轴数为4轴/4轴联动，可以通过611U伺服驱动器携带10V主轴模拟量输出，以驱动带模拟量输入的主轴驱动系统。
系统可以配OP020独立NC键盘、MCP机床操作面板(与802S/C相同)，802D采用了10.4in彩色液晶显示器，比802S/C(5.7in或7in单色液晶显示)具有更好的操作性能。系统与驱动、I/O模块间利用PROFIBUS总线进行连接；I/O模块采用了独立的输入、输出单元(PP72/48I/O单元)，每一系统最大可以配备两个PP72/48I/O单元，点数比802S/C系统大大增加，最大可以到144/96点。
其伺服驱动与802C相同，通常采用SIEMENS611数字式交流伺服驱动系统，驱动器的调试可以直接利用SIMOCOMU软件完成，调整十分方便。
在软件上，802D除保留了SIEMENS传统的编程功能外，主要在以下两方面进行了改进：一是增加了PLC程序“梯形图”显示功能，方便了维修；二是可以使用非SIEMENS代码指令进行编程，系统的开放性更强。
802S/SE、802C/CE、802D的系统结构如图3-1~3-3所示。
3.1.3SIEMENS810D/840D系统
SIEMENS810D/840D的系统结构相似，但在性能上有较大的差别。810D采用SIEMENSCCU(CompactControlUnit)模块，最大控制轴数为6轴，1通道工作；840D采用SIEMENSNCU(NumericalControlUnit)模块，处理器为PENTIUM(NCU573)或AMDK6-2(NCU572)或486(NCU571)系列，当采用NCU572或573时，CNC的存储器容量为1GB，最大控制轴数可达31轴，10通道同时工作：采用NCU571时，控制轴数为6轴，2通道同时工作。
810D/840D可以在WINDOWS环境下运行，系统功能强大，开放性好，软件十分丰富。
系统除具有数字化仿形功能、NURBS插补、样条插补、多项式插补、3D刀补等先进的功能外，还可以配套ShopMill(铣床、加工中心)或ShopTum、AUTOTURN(数控车床)图形对话式操作、编程软件，直接使用人机对话式编程。系统可以进行2D动态模拟显示与3D立体图形模拟显示。此外，通过配套EASYMASK软件，还可以通过ASCII编辑器进行用户屏幕设计，开放性更强。
系统的PLC编程可以采用S7-HiGraph点阵图形辅助编程工具，进行PLC程序设计。该系列NC还具有所谓的神经网络功能，通过自学习、自优化系统，自动完成伺服系统的优化调整，使系统的调整时间大大缩短。
由于丰富的软件替代了一部分硬件功能，因此810D/840D硬件的特点是模块少，结构简单，硬件的故障率较低。
系统由操作面板、机床控制面板、NCU(CCU)、MMC、611伺服驱动、I/O模块等单元构成，系统总体结构如图3-4、图3-5所示。
图中，CCU(NCU)、MMC、PLC三部分组成了数控装置，CCU或NCU与611数字伺服驱动安装在一起，通过设备总线相连。CCU(NCU)是系统的核心，它包括了CNC与PLC的硬件与软件、MPI接口、PROFIBUS总线接口、RS-232接口、手轮接口、测量接口等部分。
MMC(ManMachineCommunication)人机界面，操作面板OP(OperationPanel，包括10.4inTFT显示器与NC键盘)、机床操作面板MCP(MachineControlPanel)，一般安装在操纵台上，它们与CCU(NCU)间通过PROFIBUS总线连接。
MMC事实上是一台独立的计算机，它有独立的PENTIUMCPU、硬盘、软驱、TFT显不器、NC键盘等，可以在WINDOWS环境下运行。因此，它既是CNC的人机界面，又可以安装独立的软件(HMl)。MCP为机床操作面板，它是总线上的一个节点，根据机床的不同，可以选择不同的操作面板。
与S7-300兼容的PLC使用与S7-300相同的软件与硬件，PLC的电源模块、接口模块、
I/O模块单独安装，它们与系统间通过S7总线与CCU或NCU连接。
通过CNC与611D、S7可编程序控制器的组合，可以构成满足不同要求的全数字控制系统。
除以上典型系统外，SIEMENS公司还有早期生产的SIEMENS6系统(与FANUC公司
合作生产)、SIEMENS3系统(20世纪80年代欧洲的典型系统)、SIEMENS8系统、SIEMENS850/880系统、SIEMENS840C等。以上系统多见于进口机床，其中SIEMENS850/880系统功能较强，SIEMENS840C的功能与SIEMENS840D相同。
3.2.1硬件故障的诊断
SIEMENS系统的硬件特点是模块少、整体结构简单，用户一般无需调整，硬件的可靠性较高。系统硬件故障时，通常情况下，需要对模块进行检测与维修，且应具备一定的测试条件、工装和相应的维修器件。因此，现场维修时，一般只要求能够根据模块的功能结合故障现象，判断、查找出发生故障的模块，进行备件替换。当CPU或存储器等模块更换后，还需要重新进行数据的输入和系统的初始化调整，使系统恢复正常工作。
以810/820系统为例，硬件故障的一般检查方法如下，其他系统的故障诊断方法与此类似。
1．电源模块的故障诊断
SIEMENS810与820系统电源模块的区别仅在于输入电压不同，模块的输出电压及外部接口一致。810系统电源模块采用的是直流24V输入，显示器电源为直流15V；820采用交流220V输入，显示器为交流220V。电源模块的输出直流电压有+5V，-5V，+12V，-12V，
+15V等，具有过电流、短路等保护功能。测量、控制端有+5V电压测量孔、电源正常(POWER
SUPPLYOK)信号输出端子、系统启动(NC-ON)信号输入端子及复位按钮(RESET)等。
电源模块的工作过程如下：
1)外部直流24V或交流220V电压加入；
2)通过短时接通系统启动(NC-ON)信号，接通系统电源；
3)若控制电路正常，直流输出线路中无过电流，“电源正常”输出触点信号闭合；否则输出信号断开。
电源模块的故障通常可以通过对+5V测量孔的电压测量进行判断，若接通NC-ON信号后，+5V测量孔有+5V电压输出，则表明电源模块工作正常。
若无+5V电压输出，则表明电源模块可能损坏。维修时可取下电源模块，检查各电子元器件的外观与电源输入熔丝是否熔断；在此基础上，再根据原理图逐一检查各元器件。
当系统出现开机时有+5V电压输出，但几秒钟后+5V电压又断开的故障时。一般情况下，电源模块本身无损坏，故障是由于系统内部电源过载引起的。维修时可以将电源模块拔出，使其与负载断开，再通过接通NC-ON正常上电，若这种情况下+5V电压输出正常且电源正常信号输出触点闭合，则证明电源模块本身工作正常，故障原因属于系统内部电源过载。这时可以逐一取下系统各组成模块，进一步检查判断故障范围。若电源模块取下后，无+5V输出或仍然只有几秒的+5V电压输出，可能是电源模块本身存在过载或内部元器件损坏，可根据原理图进行进一步的检查。
本书第4章第4.1节，测绘了810M电源模块的部分电路并列举了维修实例，可供维修人员参考。
2．显示系统的故障诊断
810/820系统显示控制主要由CRT、视频板等部件组成。CRT的作用是将视频信号转换为图像进行显示；视频板的作用是将字符及图像点阵转换为视频信号进行输出。
CRT故障时一般有以下几种现象：
1)屏幕无任何显示，系统无法启动。当按住系统面板上的诊断键(带有“眼睛”标记的键)接通系统电源启动，在系统启动时，面板上方的4个指示灯闪烁：
2)屏幕显示一条水平或垂直的亮线；
3)屏幕左右图像变形；
4)屏幕上下线性不一致，或被压缩，或被扩展；
5)屏幕图像发生倾斜或抖动。
以上故障一般为显示驱动线路的不良引起的，维修时应重点针对显示驱动线路进行检查。
视频板故障时一般有以下几种现象：
1)屏幕无任何显示，系统无法启动。当按住系统面板上的诊断键(带有“眼睛”标记的键)接通系统电源启动，在系统启动时，面板上方的4个指示灯闪烁；
2)屏幕图像不完整；
3)显示器有光栅，但屏幕无图像。
3．CPU板的故障诊断
CPU板是整个系统的核心，它包括了PLC、CNC的控制、处理线路。CPU板上主要安装有80186处理器、插补器、RAM、EPROM、通信接口、总线等部件。系统软件固化在EPROM中。PLC程序、NC程序、机床数据可通过两个V.24口用编程器或计算机进行编辑、传输；同时，NC程序、机床数据亦可通过V.24接口进行输入/输出操作。在系统内部，CPU板通过系统总线与存储板、接口板、视频板、位置控制板进行数据传输，实现对这些部件的控制。
当CPU板故障时，一般有如下现象：
1)屏幕无任何显示，系统无法启动，CPU板上的报警指示红灯亮；
2)系统不能通过自检，屏幕有图像显示，但不能进入CNC正常画面；
3)屏幕有图像显示，能进入CNC画面，但不响应键盘的任何按键：
4)通信不能进行。
当CPU板故障时，一般情况下只能更换新的CPU备件板。
4．接口板的故障诊断
810/820接口板上主要安装有系统软件子程序模块、两个数字测头的信号输入端、PLC输入/输出模块的接口部件等。
接口板故障时，一般有如下几种现象：
1)系统死机，无法启动；
2)接口板上系统软件与CPU板上系统软件不匹配，导致系统死机或报警；
3)PLC输入/输出无效；
4)电子手轮无法正常工作。
此板发生故障时，通常应更换一块新的备件板。
5．存储器板的故障诊断
810/820存储器板上安装有UMS用户存储子模块、系统存储器子模块等，其中UMS可以是固化用户WS800A开发软件的用户程序子模块，或是西门子提供的固定循环子模块，或是RAM子模块。
存储器板故障时，一般有如下几种现象：
1)系统死机，无法启动：
2)存储器上的软件与CPU板上系统软件不匹配，导致系统死机或报警。
存储器板发生故障时，若通过更换软件仍然不能排除故障，一般应更换一块新的备件板。
6．位置控制板的故障诊断
位置控制板是CNC的重要组成部分，它由位置控制、编码器接口、光栅尺的前置放大(EXE)等部件组成。
位置测量系统板故障时，一般有如下现象：
1)CNC不能执行回参考点动作，或每次回参考点位置不一致；
2)坐标轴、主轴的运动速度不稳定或不可调；
3)加工尺寸不稳定；
4)出现测量系统或接口电路硬件故障报警；
5)在驱动器正常的情况下，，坐标轴不运动或定位不正确。
位置控制板发生故障时，一般应先检查测量系统的接口电路，包括编码器输入信号的接口电路、位置给定输出的D/A转换器回路等，在现场不能修理的情况下，一般应更换一块新的备件板。
3.2.2软件维修
SIEMENS系统的软件设计较复杂，功能也较强，通常都要用编程器、计算机进行安装与调试。而且在有的系统中(如：810/820)，包括PLC程序在内的大量数据都是存储在电池供电的RAM之中，这些数据一旦丢失，必须对机床进行重新调整，甚至于需要重新编制PLC程序，因此必须重视对系统软件及数据的保护。
以810/820系统为例，表3-1列出了系统的数据组成与存储方式。从表中可以看出，第Ⅰ、Ⅲ两类由于其存储方式或者数据来源，决定了现场恢复相对较容易。但第Ⅱ类数据(包括PLC用户程序、报警文本、NC与PC机床数据)是机床制造厂编制并经过调整、优化得到的数据，它是数控机床的关键，而且存储于用电池供电的RAM存储器子模块中，因此清除和修改都很容易；一旦这些内容被改写或丢失，整台机床就不能正常工作，因此，Ⅱ类软件和数据的保护问题在810/820系统中十分突出，应采取以下措施，保护这些软件和数据：
1)将系统软件和数据通过PCIN软件进行备份，存储于磁盘(或光盘)中，最好还能打印成文字的形式，以便进行校对与手动输入。在机床交货时，机床制造厂家应作为机床必须具备的资料向使用者提供。
2)由于系统软件和数据可以通过操作清除和修改，这样虽然给机床调整带来了方便，但如果管理不善，也会造成人为的故障。特别是系统的初始化操作，极有可能删除系统软件和数据，因此，应通过设置密码与制定相应的制度，防止误操作。此外，修改机床数据、进行初始化调整工作，最好通过维修人员进行，以防止人为故障。
3)810/820系统有多种规格，各种规格的软件自成体系。早期的软件(GAl、GA2版)
存在一些缺陷，使用中如果操作不当，容易引起一些故障，维修时可以通过初始化，重新建立正常的工作状态。后期的软件(GA3版本后)已相当完善，一般不会再发生此类问题。不同版本的软件对启动芯片有特定的要求，软件不能混合使用，否则系统将不能正常启动。此外，不同版本的软件对机床数据的定义、调整方法，甚至工作状态和显示画面的配置也有差异。维修人员处理故障时，应针对不同的软件版本，进行相应的处理。表3-1810/820系统软件及数据组成一览表
3.2.2软件维修
SIEMENS系统的软件设计较复杂，功能也较强，通常都要用编程器、计算机进行安装与调试。而且在有的系统中(如：810/820)，包括PLC程序在内的大量数据都是存储在电池供电的RAM之中，这些数据一旦丢失，必须对机床进行重新调整，甚至于需要重新编制PLC程序，因此必须重视对系统软件及数据的保护。
以810/820系统为例，表3-1列出了系统的数据组成与存储方式。从表中可以看出，第Ⅰ、Ⅲ两类由于其存储方式或者数据来源，决定了现场恢复相对较容易。但第Ⅱ类数据(包括PLC用户程序、报警文本、NC与PC机床数据)是机床制造厂编制并经过调整、优化得到的数据，它是数控机床的关键，而且存储于用电池供电的RAM存储器子模块中，因此清除和修改都很容易；一旦这些内容被改写或丢失，整台机床就不能正常工作，因此，Ⅱ类软件和数据的保护问题在810/820系统中十分突出，应采取以下措施，保护这些软件和数据：
1)将系统软件和数据通过PCIN软件进行备份，存储于磁盘(或光盘)中，最好还能打印成文字的形式，以便进行校对与手动输入。在机床交货时，机床制造厂家应作为机床必须具备的资料向使用者提供。
2)由于系统软件和数据可以通过操作清除和修改，这样虽然给机床调整带来了方便，但如果管理不善，也会造成人为的故障。特别是系统的初始化操作，极有可能删除系统软件和数据，因此，应通过设置密码与制定相应的制度，防止误操作。此外，修改机床数据、进行初始化调整工作，最好通过维修人员进行，以防止人为故障。
3)810/820系统有多种规格，各种规格的软件自成体系。早期的软件(GAl、GA2版)
存在一些缺陷，使用中如果操作不当，容易引起一些故障，维修时可以通过初始化，重新建立正常的工作状态。后期的软件(GA3版本后)已相当完善，一般不会再发生此类问题。不同版本的软件对启动芯片有特定的要求，软件不能混合使用，否则系统将不能正常启动。此外，不同版本的软件对机床数据的定义、调整方法，甚至工作状态和显示画面的配置也有差异。维修人员处理故障时，应针对不同的软件版本，进行相应的处理。表3-1810/820系统软件及数据组成一览表
3.2.3参数调整
机床参数的调整是使系统与机床的电气控制部分、伺服驱动部分(驱动单元与位置反馈回路)、机床机械部分以及外部设备连接、匹配的前提条件。设置和优化有关的参数，是机床调试的重要工作之一。虽然机床交付用户时已经过出厂调整和现场的安装、调整，但由于加工要求或者控制要求的改变，或者是环境条件的改变，还可能对机床提出一些新的要求，需在维修中加以解决。因此，维修人员应对系统的生产厂家编制的软件和设定的数据有相当的了解，才能进行深入的维修。
以810/820系统为例，机床参数包括：
(1)NC数据(NC—MD)NC数据是使系统与具体机床相匹配所设置的有关数据，其中包括：
1)通用数据(NC-MDl~156)：这些数据一般直接使用系统生产厂的出厂数据，机床厂、用户一般不做调整。
2)进给轴专用数据(NC-MD200～396)(=轴号，可为0、1、2、3、4分别表示5个进给轴)。在这些参数中，坐标轴的漂移补偿、传动间隙补偿、复合增益、位置环增益(Kv)、速度/加速度、夹紧允差以及与轮廓监控有关的数据，在维修中都有可能进行调整。
3)主轴专用数据(NC-MD4000-4590)：这是对主轴在不同传动级(变速档)下的特性加以调整的参数，在维修中都有可能进行调整。
4)通用位参数(NC-MD5000～5050)：这是设置系统操作和功能的参数，在维修时可以根据需要作某些改变。
5)主轴的专用位参数(NC-MD5200-5210)：这是对主轴控制功能进行选择的参数，在维修时可以根据需要作某些改变。
6)通道专用位参数(NC-MD540~558)(﹡二通道号，可以是1、2；这是对系统功能的选择参数)：在机床交付使用后，一般不再做调整。
7)进给轴专用位参数(NC-MD560~576)(=轴号，同前；这是对主轴控制功能进行选择的参数)：在维修时可以根据需要作某些改变。
8)螺距误差补偿数据(NC-MD6000~6249)：这些数据用来进行螺距补偿，通常需要用激光干涉仪测出丝杠螺距误差曲线后才能进行调整，在机床精度恢复时，应作调整。
注意：由于NC机床数据涉及内容广，数量大，因此在修改与优化时，必须弄清数据的确切含义、取值范围和设定方法，才能进行相应的修改。
(2)PLC数据SIEMENS系统PLC用户数据，一般包括PLC机床参数(PLC-MD)、PLC用户程序和PLC报警文本这三部分。
PLC机床参数和PLC报警文本都是根据PLC用户程序的要求进行设定和编写的，机床交付使用后，一般不再需要对它们进行修改。但是，维修人员应当掌握机床的PLC用户程序，并可以通过接口信号来检查机床电气控制部分的故障。维修时，通过操作选择“诊断”(DIAGNOS)可以实时检查PLC的全部输入位(IW)、输出位(QW)、标志位(FW)、计时器(T)和计数器(C)的状态，用来进行接口信号的诊断。借助于西门子编程器或编程软件，还可以编辑PLC程序，对PLC进行在线诊断和状态控制，读出中断堆栈、信号状态，进行变量强制以及启、停PLC等操作。
3.3.1I/O信号的构成
根据系统型号的不同，各SIEMENS系统的I/O(输入/输出)信号构成有所区别，对于常用的系统，一般有使用I/O模块与直接使用SIEMENS标准PLC的软、硬件两种结构形式。前者一般用于功能较简单、控制轴数较少的数控系统，如：SIEMENS810/820/802等：而后者一般用于功能较强、控制轴数较多的数控系统，如：SIEMENS810D/840D等。
SIEMENS810/820M/802D是使用I/O模块的结构形式。在SIEMENS810/820M系统中，I/O信号是通过I/O子模块直接与系统的I/O总线连接的。根据机床的不同要求，I/O模块的数量可以增减，最大为4个I/O模块，每一子模块的I/O点为64/32点(见图3-6)。在SIEMENS802D系统中，I/O信号子模块直接作为系统PROFIBUS总线的外设，因此，称之谓PP(PROFIBUSPeripheral)。根据机床的不同要求，PP模块的数量是1个或2个模块，每一子模块的I/O点为72/48点(见图3-7)。
SIEMENS810D/840D系统是直接使用SIEMENS标准PLC的软、硬件结构形式。系统中的I/O信号子模块直接使用SIMATICS7-300的软件与硬件，PLC的CPU集成在系统的NCU(或CCU)中，I/O模块与系统间通过SIMATICS7-300IM连接电缆与系统的I/O总线相连接。在840D中最大可以连接3个SIMATICS7-300扩展模块框架，每个扩展模块框架最大可以安装8个I/O子模块。SIMATICS7-300I/O子模块的I/O点数与输入/输出规格要求，可以根据机床的不同要求选配，每个SIMATICS7-300I/O子模块最多可以有16点输入或16点输出。
几乎所有的SIEMENS802/810/840系统(例外的有SIEMENSPRIMOS等经济型系统)，由于系统都有内部PLC功能，所以各I/O模块上的I/O信号的用途与意义无规定。
.3.2I/O信号状态的显示与输出模拟
(1)I/O信号的状态诊断对于SIEMENS各种常用系统，其I/O信号的诊断操作步骤如下:
1)SIEMENS810/820
①根据系统CRT上提示，按菜单键〖DIAGNOSE〗，系统显示诊断页面；
②按菜单键〖PLC-STATUS〗，系统显示PLC状态诊断页面；
③根据需要，通过菜单键〖KIW〗、〖QW〗、〖FW〗、〖T〗、〖C〗选择输入、输出、内部继电器、定时器、计数器、数据字的状态显示；
④通过〖PAGE〗键、〖CURSOR〗(光标移动)键，逐页显示诊断信号的状态；
2)SIEMENS802S
①按〖诊断〗功能键，进入诊断页面，当无〖诊断〗功能键显示时，可以通过操作面板的“区域转换”键，使〖诊断〗功能键在显示器上显示；、
②按诊断页面的〖调试〗功能键，进入调试页面；
③按〖PLC状态〗功能键，显示PLC状态页面，当页面无〖PLC状态〗功能键显示时，可以通过“菜单扩展”键，使〖PLC状态〗功能键在页面上显示；
④输入需要检测的I/O信号地址字节，如：需要检测I1.0、Q1.0、VB38000000.1时，应输入信号地址字节IB1、QBl、VB38000000等；
⑤按MDI面板上的“输入”键，系统显示对应字节上的8位信号的状态。
3)SIEMENS802D
①同时按系统操作面板上的“SHIFT”与“SYSTEM”键，进入系统页面：
②按〖PLC〗功能键，显示PLC页面；
③按〖PLC状态〗功能键，显示PLC状态页面，当页面无〖PLC状态〗功能键显示时可以通过“菜单扩展”键，使〖PLC状态〗功能键在页面上显示：
④输入需要检测的I/O信号地址字节，如：需要检测I1.0、Q1.0、VB38000000.1时，应输入信号地址字节IBl、QBl、VB38000000等；
按MDI面板上的“输入”键，系统显示对应字节上的8位信号的状态。
4)对于SIEMENS810D/840D系统，输入、输出信号的诊断操作如下：
①根据系统CRT上提示，按菜单键〖DIAGNOSE〗，系统显示诊断页面；
②按菜单键〖PLC-STATUS〗，系统显示PLC状态诊断页面；
③根据需要，选择I、Q、F、T、C、DB，以选择输入、输出、内部继电器、定时器、计数器、数据字的状态显示；
④通过〖PAGE〗键，逐页显示诊断信号的状态。
(2)I/O信号的模拟对于SIEMENS各种常用系统，其I/O模拟操作步骤如下：
1)SIEMENS802S/C
①按I/O信号状态诊断步骤显示相应的信号；
②调节光标到信号状态显示区域；
⑧按功能键〖修改〗；
④输入所需要的模拟值；
⑤按功能键〖接收〗，输入的数据传送到PLC中。
2)SIEMENS802D
①按I/O信号状态诊断步骤显示相应的信号；
②调节光标到信号状态显示区域；
⑧按功能键〖编辑〗；
④输入所需要的模拟值；
⑤按功能键〖确认〗，输入的数据传送到PLC中。
3)SIEMENS810D/840D
①根据系统CRT上提示，按菜单键〖DIAGNOSE〗，系统显示诊断页面：
②按菜单键〖PLC-STATUS〗系统显示PLC状态诊断页面；
③根据需要，选择I、Q、F、T、C、DB，以选择输入、输出、内部继电器、定时器、计数器、数据字的状态显示；
④按菜单键〖CHANGE〗，进入修改；
⑤按菜单键〖OPERRAND+〗〖OPERRAND－〗键，可以变换地址：
⑥按菜单键〖DEFAULTFORMAT〗可以选择数据格式：B一二进制，H—十六进制
D一十进制；
⑦输入需要模拟输出的值，按菜单键〖ACCEPT〗，输入值生效。
3.3.3系统自诊断
SIEMENS系统设有较强的自诊断功能，能及时识别NC、PLC和机床中的故障，从而避免发生事故。监控范围包括程序读入、程序格式、系统处理器、串行接口、控制电压、温度、驱动、位置反馈回路及位置传感器、NC与PLC之间的数据传送、加工的轮廓、系统存储器、主轴等多个方面。以810/820系统为例，系统监控主要有以下内容。
(1)CPU监控810/820的CPU监控通过CPU模块上的红色发光二极管(LED)指示。正常情况下，接通系统后在6～7s内LED闪烁，然后熄灭，系统启动完成，进入正常工作状
态。如果LED一直发光无闪烁，则系统不能正常启动，CRT通常无显示，维修时可从以下几个方面查找故障原因：
1)CPU模块中有硬件故障；
2)CPU模块中短接端设定错误；
3)EPROM存储器故障；
4)系统总线板损坏；
5)机床参数设定错误；
6)启动芯片安装错误或损坏。
如果在运行过程中LED发光，则表明：
1)模块中出现硬件故障；
2)CPU循环出错。
(2)EPROM自诊断810/820的基本系统软件存储于EPROM存储器中，它是系统正常工作的前提。每次启动系统，系统都要自动对存储器的内容进行检查，一旦发现错误，系统可以显示文字报警，并指出出错的芯片号。在维修过程中，EPROM存储器损坏的情况并不多见，引起此类故障的原因一般有：
1)存储器模块或EPROM芯片插接不良、安装位置错；
2)不同版本、不同型号、不同种类的软件混用。
对于以上情况，维修时只要进行纠正，并重新启动系统，故障即可排除。
(3)报警的处理系统监控的结果大部分是以报警显示的方式进行指示，对于极大多数故障，系统有固定的报警号和文字显示给予提示。同时，根据故障的情况，系统可以自动撤消NC准备好信号，或者是进入“进给保持”状态。
一般来说，大部分报警显示的含义清晰，处理方法也较明了。但也有部分报警的含义较广泛，现将故障可能原因及处理方法列举如下，以供维修人员参考。
1)ALMl~15报警：它是系统本身的故障，提示的含义较明确，但需要注意以下几点：
①ALMl报警：提示系统存储器的电池即将用完，应尽快更换电池。更换电池必须在系统通电的情况下进行，否则存储内容会丢失。
②ALM6报警：指示数据存储器子模块电池用尽，替换时，应以新的子模块替换。更换必须在系统断电的情况下进行，否则会引起系统故障。子模块调换后，需重新对存储内容进行加载。
③ALM3报警：表明PLC处于停止状态，此时，系统的I/O接口信号被封锁，机床不能工作。对于本报警，一般应使用PLC的编程器读出中断堆栈的内容，才能查明故障原因。对于偶然出现的故障，当维修现场无编程器时，可以通过系统初始化的方法，重新启动PLC使机床恢复工作。
2)ALMl6~48报警：ALMl6~48报警为RS-232C(V.24)接口报警，810/820系统有两个RS-232C接口，可以通过设定数据SD5010-SD5028，使它与不同外部设备进行数据传输。数据传输与电缆连接、系统与传输设备的状态、数据格式、传输识别符以及传输波特率等有关，16~48号报警是对数据传输过程进行监控。
其中，ALM22报警“时间监控生效”，表示系统在60s内没有输出或收到传输字符，它一般与外部设备的状态或设定、电缆连接等因素有关。ALM28报警为“环行存储器溢出”，表明系统不能及时处理读入的字符，可能的原因是传输速度太快，应降低系统与外设的传输波特率等等。
以上报警在排除后，用数据输入/输出操作中的“STOP”功能键即可以清除报警，无须进行关机操作。
3)进给轴专用报警：ALM100~196(其中=轴号，为0、1、2、3、4)。这类报警反映机床的位置控制闭环中的某个环节存在故障，是维修中较容易出现的报警。其中：
①ALMl04：坐标轴指令值到达了数模转换极限。它表示对应轴要求处理的指令值已高于机床数据268中规定的数/模转换极限值，系统无法对这样的数字指令值实现数/模转换。应通过降低速度，或检查位置反馈传感器，或检查MD268的设定，或检查伺服驱动单元等措施解决。
②ALMll6：轮廓监控出错。它表示轴运行速度高于机床数据MD336规定的轮廓监控速度，且超过了MD332规定的允差；也有可能是制动时，轴不能在规定时间内达到要求的速度引起的。产生以上故障的原因一般是系统的Kv参数设置不当，维修时应检查MD332的设定，Kv值(MD252)的设定，检查伺服系统转速调节器的响应特性，或重新对伺服系统进行优化处理等等。
③ALMl32：位置反馈回路硬件故障。它表示系统检测到的位置反馈信号的错误。维修时应检查测量回路电缆是否断路、脱落；必要时可以通过插上测量回路短路插头，判断位置控制模块是否有故障。通过示波器，可以测量位置反馈信号的波形，进而判断电缆与位置传感器是否存在故障。
④ALMl68：来自PLC用户程序“进给使能”信号被撤消。应根据PLC程序检查PLC程序的逻辑关系，以及有关接口信号的状态，查明故障原因。
以上报警在排除原因后，可以用机床控制面板上的复位键消除。
4)程序报警：ALM2000~2999。该类报警一般在运行程序时出现，主要是指出程序编制中的错误。报警不仅指明了故障类型，而且还可以指出出错的程序段。
报警在排除原因后，用机床控制面板上的复位键消除。
5)程序模拟报警：ALM3000~3050。报警指示内容和方式与程序报警相似，区别是此类报警发生在程序模拟时。报警在排除原因后，用“报警应答”键清除。
6)机床报警：ALM6000~6031。这些报警是机床设计人员在编制PLC程序时，结合机床的具体要求设计的故障信息。报警显示的文字内容由报警文本(％PCA)输入。维修时应根据PLC用户程序进行分析，查找故障原因。
报警在排除原因后，用报警应答键清除。
7)PLC报警：ALM6032~6039。它是系统为PLC设置的报警，主要是给PLC设计者的提示。在机床使用中一般不会出现。
8)机床操作信息：7000~7031。7000~7031是操作者信息，它不属于故障，而是设计者在PLC程序中设计的操作者提示信息，显示的文字内容由％PCA文件设定，称为操作者提示文本。
操作者信息不需要清除，在相应状态消失后，显示会自行消除。
对于SIEMENS810D/840D以及802S/802D等系统，系统出厂资料中有专门的“诊断手册”，用于分析、诊断故障原因。由于该资料内容丰富，描述具体，维修时可以根据系统的实际情况，参照进行，在此不再一一进行描述。
4.1.1电源不能接通故障维修30例
系统控制电源不能正常接通，这是数控机床维修过程中经常遇到的故障之一，维修时必须从电源回路上入手。
在早期的FANUC系统(如：FS6、FS11、FS0等)中，系统及I/O单元的电源一般采用FANUC电源单元A、B、B2等，这种形式的系统，为了对系统的电源通/断进行控制，一般都需要配套FANUC公司生产的“输入单元”模块(模块号：A14C-0061-B101~B104)，通过相应的外部控制信号，进行数控系统、伺服驱动的电源通、断控制。
在FANUC0等系统中，则比较多地采用输入单元与电源集成一体的电源控制模块FANUCAI，其输入单元的控制线路与电源电路均安装于同一模块中。
对于FANUC系统出现电源不能接通的故障，在维修过程中，如能完整地掌握FANUC输入单元的工作原理与性能，对数控机床的维修，特别是解决系统、伺服电源通/断回路的故障有很大的帮助。
1．FANUC输入单元的故障维修12例
图4-1~图4-3为FANUC输入单元模块(A14C-0061-B101~B104)的实测电气原理图，可以供维修参考。为了便于与实物对照、比较，图中各元器件的代号均采用了与实物一致的代号，而未采用国家标准规定的代号(下同)。FANUCAI电源单元中的电源接通/断开控制回路与FANUC输入单元相似，
图4-3FANUC输入单元ON/OFF控制电源回路
图4-1为输入单元的主回路，由图可见，外部电源经输入端子TPl的U、V、W端加入，其中的一路经接触器LC2、熔断器F4、F5、F6输出，作为伺服驱动器的电源。另一路经熔断器P1、F2、接触器LCl从端子TP3的200A、200B输出，作为数控系统的输入电源。输入单元本身的控制电源U1、V1亦来自熔断器F1、F2的输出端。
接触器LC2的线圈，直接连接于接触器LCl的主触点后，因此，伺服驱动器的电源接通必须在系统的输入电源已经接通(接触器LCl吸合)的情况下，才能正常接通。
图中的SKI、SK2为RC(0.1μF/200Ω)吸收器，在线路中作为过电压保护与抗干扰器件。
图4-2为输入单元本身的辅助控制电源回路，U1、V1经变压器降压、DSl全波整流以及Ql、ZDl组成的稳压环节，为输入单元本身提供DC24V辅助电源。当DC24V电源正常后，发光二极管PIL正常发光。
图4-3为输入单元的电源通、断控制回路，它由中间继电器RYl、AL、接触器LCl等组成。线路中综合考虑了电柜门互锁、MDI/CRT单元上的电源ON/OFF控制、外部电源通/断(E-ON/E-OFF)控制、系统电源模块的报警(P.ALM信号)等多种条件，为用户使用提供了便利。
由图4-3可见，输入单元的电源通、断控制过程如下：
1)通过系统MDI/CRT单元上的系统ON按钮S1或外部电源接通(E-ON)按钮S3，使RYl得电；
2)RYl的常开触点使LCl得电，图4-1中主回路系统电源(200A/200B)加入；
3)通过LCl得电，200A/200B使LC2得电，图4-1中主回路的伺服驱动主回路电源(SU、SV、SW)加入。
在图4-3中，输入单元的电源接通条件如下：
1)电柜门互锁(DOORl/DOOR2)触点闭合；
2)外部电源切断E-OFF(S4)触点闭合；
3)MDI/CRT单元上的电源切断OFF按钮S2触点闭合；
4)系统电源模块的无报警，P.ALM触点断开。
图4-1~图4-3中各主要元器件的型号、规格见表4-1，表中的数据为实物测绘数据，根据系统的不同，可能略有区别。
序号 图上代号 名称 型号及参数 生产厂家 1 LCl 直流中间继电器 MJ3C-DC24(10A)线圈电压：DC24V OMRON 2 LC2 交流接触器 PMC-3(50A)线圈电压：AC200V FUJI 3 SKl、SK2 过电压抑制器 DCR2-10D500.1μF/200Ω MARCON 4 Q1 晶体管 2SCl983Vcc=60V，Ic=3APc=30Whfe≥200 SANKEN5 AL、RYl 直流中间继电器 MY4Z-DC24(3A)线圈电压：DC24V OMRON 6 DSl 全波整流桥 S1RBA20200V/30A SHINDENGEN 7 ZDl 稳压管 22EB4Vz=22VP=400mWIz=5mA NEC 8 D1、D2 二极管 IS953VRM=35VI0=100mA NEC 9 PIL 发光二极管 ˋSEL301GIf=40mA(绿) SANKEN 10 ALM 发光二极管 SELl01WIf=40mA(红) SANKEN
例1．外部200V短路引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC6M的立式加工中心，在长期停用后首次开机，出现电源无法接通的故障。
分析及处理过程：对照以上原理图4-1，经测量电源输入单元TPl，输入U/V/W为200V正常，但检查U1、V1端无AC200V。由图4-1可见，其故障原因应为F1、F2熔断，经测量确认F1、F2已经熔断。进一步检查发现，输入单元的TP3上200A/200B间存在短路。为了区分故障部位，取下TP3上的200A、200B连线，进行再次测量，确认故障在输入单元的外部。检查线路发现200A、200B电缆绝缘破损。在更换电缆、熔断器F1、F2，排除短路故障后，机床恢复正常。
例2．RC吸收器短路引起的故障维修
故障现象：一台配套FANUC-6M系统的立式加工中心，在加工过程中突然停电，再次开机后，系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：对照以上原理图，检查机床电源输入单元，发现发光二极管PIL不亮，检查熔断器F1、F2已经熔断。通过测量，确认该机床的200A/200B间存在短路。
为了迅速判定故障部位，维修时断开了端子TP3的200A/200B的连接，再次测量发现短路现象依然存在，因此判定故障存在于输入单元内部。
对照原理图4-1，首先测量F1、F2的输出端U1、V1，确认无短路；因此，故障范围被缩小到SKl、SK2、LC2上。逐一检查以上各元器件，最终确认故障是由于RC吸收器SKl短路引起的。
取下SKl，并更换同规格(0.1μF/200Ω)RC吸收器后，故障排除，机床恢复正常工作。
例3．“电源断开”信号引起的故障维修
故障现象：某配套FANUCllM的立式加工中心(自立型电柜)，在车间进行日常维护后，系统电源无法接通。
分析及处理过程：经检查该机床电源输入单元的熔断器Fl~F6均正常；输入电源正确；发光二极管PIL正常发光，图4-2中的E/O端DC24V正常。但按下S1按钮，LCl/LC2均不吸合。对照图4-3进行线路测量、检查，发现电柜门互锁开关(触点DOORl/DOOR2)开路。进一步检查发现，电柜门开关中有一个开关损坏，经更换后，机床恢复正常。
类似故障：某配套FANUC6M的立式加工中心，开机时发现系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：对照原理图4-3，经上例同样检查，发现该机床输入单元的COM与EOF间开路。对照机床电气原理图检查发现，该机床在COM与EOF间加入了主轴驱动器报警触点，由于此触点断开，引起了系统电源无法加入。在排除主轴单元故障后，机床恢复正常。
例4．ON/OFF信号不良引起的故障维修
故障现象：某配套FANUCllM的卧式加工中心，开机时发现系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：经检查，输入单元的发光二极管PIL灯亮，但LCl/LC2未吸合。对照原理图4-3，测量发现图中MDI/CRT单元上的电源切断OFF按钮S2触点断开。进一步检查发现系统的OFF按钮(S2)连接脱落，重新接线后，机床恢复正常。
类似故障：某配套FANUCllM的卧式加工中心，开机时系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：经检查输入单元中的发光二极管PIL灯亮，但按下MDI/CRT上的ON按钮(S1)，LCl/LC2不吸合。对照原理图4-3，经测量发现0V与COM间、门互锁触点、AL触点均可靠闭合，+24V电源正常，但按下S1仍无法接通系统电源。由此初步判断其故障是由按钮S1故障或连接不良引起的。
维修时通过短接线，瞬间对EON-COM端进行了短接试验，CNC电源即接通。由此证明，故障原因在S1或S1的连接上。进一步检查发现，故障原因是S1损坏，经更换后，机床即恢复正常。
例5．电源模块故障引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC6M的立式加工中心，开机时发现系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：经检查，输入单元PIL灯与ALM灯均亮，由原理图4-3可知，引起故障的原因可能是来自CPl-5/6的+24V/±15V/+5V电源模块报警。当CPl-5/6接通后，由于中间继电器AL的吸合，使RY1互锁，RYl无法吸合。为了确认，维修时暂时断开了CPl-5、6间的连接，再次进行试验，ALM灯灭，CNC可以起动(CRT上显示报警)，证明了故障原因。通过对电源单元进行必要的维修处理(有关电源单元的维修，参见本节后述)，排除电源模块故障后，机床恢复正常。
例6．偶然性过电流引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC6M的立式加工中心，开机时发现系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：经检查，该机床输入单元的发光二极管PIL不亮，内部无DC24V电压，对照原理图4-2可知，可能的原因为Q1、DSl、C1与F3等元器件不良。
逐一检查以上元器件，发现输入单元的F3已经熔断，其他元器件均无故障。更换F3后开机试验，机床随即恢复正常，证明故障是偶然性的过电流引起的。
例7．电源缺相引起的故障维修
故障现象：一台配套FANUC6ME的立式加工中心，在机床加工时，出现快速运动过程中发生碰撞，引起机床的突然停机，再次开机后，系统显示ALM401，伺服驱动器主回路无法接通。
分析及处理过程：FANUC6M系统出现ALM401报警的含义是伺服驱动器的“VRDY”信号断开，即：驱动器未准备好。根据伺服驱动系统的故障分析方法(详见本书第5章)，检查3轴驱动器的主回路电源输入，发现只有V相有电压输入。
逐级测量主回路电源，最终发现输入单元的伺服主回路熔断器F4、F6熔断，在确认驱动器无损坏的前提下，换上F4、F6后，机床恢复正常工作。
例8．主轴电动机互锁引起的故障维修
故障现象：一台配置SIEMENS6M系统的进口立式加工中心，开机调试时，发现系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：SIEMENS6M系统是SIEMENS与FANUC公司合作生产的产品，系统除采用S5-130WBPLC代替FANUC6M的连接单元外，其余部分与FS6M完全相同。
根据输入单元的原理图4-3进行分析测量，确认故障原因为输入控制电路的外部电源切断触点COM-EOF间开路所至。
对照机床电气控制原理图分析，检查该机床外部电源切断触点的闭合条件，发现其中的直流主轴电动机励磁回路的欠电流继电器动作，导致了COM-EOF断开。排除主电动机故障后，触点闭合，再次起动机床，电源正常接通。
例9．PLC未运行引起的故障维修
故障现象：一台配置SIEMENS6M系统的进口立式加工中心，机床到厂后第一次开机，发现系统的电源无法正常接通。
分析及处理过程：系统同上例，根据输入单元的原理图分析测量，确认故障原因为输入单元的ON/OFF控制电路的外部触点COM-EOF开路。对照机床电气控制原理图分析、检查，发现COM-EOF触点闭合条件中包括了PLC(S5-130WB)的输出信号，作为系统起动的互锁条件，由于此信号无输出，引起了触点的断开。
进一步检查PLC，发现该PLC中的运行开关在出厂时被置于“STOP”位，整个PLC未正常运行，根据PLC的说明，通过以下步骤重新启动PLC：
1)按住PLC的“Restart”键并保持，将PLC的运行开关拨至“RUN”位，PLC的“RUN”、“STOP”灯同时亮；
2)在不松开“Restart”键的前提下，等待PLC的指示灯“RUN”灭，“STOP”亮；
3)松开“Restart”键，再次将PLC的运行开关拨至“STOP”，然后再拨至“RUN”：
4)PLC的“RUN”、“STOP”再次同时亮，等待数秒后，再次变成只有“STOP”亮：
5)第三次将PLC运行开关拨至“STOP”，然后再拨至“RUN”：
6)PLC的“RUN”、“STOP”第三次同时亮，等待数秒后，PLC上的“STOP”灯灭，“RUN”灯亮，PLC完成重新启动过程。
通过以上操作，PLC开始运行，互锁触点开始闭合，开机后，机床可以正常工作。
例10．PLC互锁引起的故障维修
故障现象：一台配置SIEMENS6M系统的进口立式加工中心，机床在程序试运行过程中，突然停机，再次开机时发现系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：机床型号及系统规格同上例，经与上例同样的分析，确认故障是由于PLC输出互锁引起的。检查PLC工作正常，但操纵台上的“急停”指示灯不停地闪烁，表明机床进入了“急停”状态。进一步检查随机提供的PLC程序，发现“急停”指示灯不停闪烁的原因是由于工作台的超极限引起的。
在关机状态下，通过手摇X轴滚珠丝杠(机床上本身设计了紧急退出的手动装置)，X轴退出限位后，重新起动机床，故障排除，机床恢复正常工作。
例11．24V保护引起的故障维修
故障现象：一台配置SIEMENS6M系统的进口立式加工中心，在夹具调试过程中突然停机，再次开机时，电源无法正常接通。
分析及处理过程：机床型号及系统规格上例，经过与上例同样的分析检查，确认故障原因是由于PLC的互锁触点动作引起的。在本例中，检查PLC处于正常运行状态；机床工作台未超程；但PLC互锁输出的中间继电器未吸合。进一步检查发现，PLC上的DC24V/2A输出模块中的全部输出指示灯均不亮，但其他输出模块(DC24V/0.5A)上的全部指示灯正常亮，由此判定故障原因是S5-130WB的DC24V/2A公共回路故障引起的。检查该模块的全部输出信号的公共外部电源DC24V为“0”，24V断路器跳闸。
进一步测量发现，夹具上的24V连接线碰机床外壳，导致了断路器的跳闸重新处理后，合上DC24V断路器，机床恢复正常工作。
例12．PLC地址错误引起的故障维修
故障现象：一台配置SIEMENS6M系统的进口立式加工中心，在用户使用时，发现电源无法正常接通。
分析及处理过程：机床型号及系统规格同例11，经分析检查，确认故障原因为PLC引起的互锁。在本例中，检查PLC输出，确认PLC的互锁信号无输出。对照PLC程序与机床电气原理图，逐一检查PLC程序中的逻辑条件，发现可能引起PLC互锁的条件均已满足，且PLC已正常运行，输出模块上的公共24V电源正常，排除了以上可能的原因。
为了确认故障部位，维修时取下PLC输出模块进行检查，经仔细检查，发现故障的原因是模块地址设定错误引起的。对于SIEMENSS5-130WB的输入、输出模块，需要通过设定端进行模块地址设定。
在本机床上，用户在机床出现其他故障时，曾调换过PLC的输出模块，但在调换时，未考虑到改变模块的地址设定，从而引起上述报警，恢复地址设定后，故障排除，机床可以正常起动。
维修体会与维修要点：
1)FANUC6/11等系统电源控制，由于采用了“输入单元”进行电源通/断控制，因此，其控制线路比直接电源加入型系统要复杂。通过测绘输入单元的电气原理图，再对照原理图进行维修是最有效、最可靠的方法。
2)由于输入单元的控制电压种类较多，在进行测量维修处理，特别是作“短接”试验时，必须十分谨慎，防止损坏控制元器件。
3)根据个人的维修经验，FANUC6/11等系统的电源输入单元的元器件，除熔断器外，其他元器件损坏的几率非常小，维修时切勿轻易更换元器件。
4)在某些机床上，由于机床互锁的需要，使用了外部电源切断信号，这时应根据机床电气原理图，综合分析故障原因，排除外部电源切断的因素，才能起动。
2．FANUCAI电源模块通/断控制故障维修8例
例13．浪涌吸收器不良引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC0MC的立式加工中心，在外部突然断电后再开机时，出现系统电源无法正常接通的故障。
分析及处理过程：经检查，该机床的系统采用了输入单元集成式FANUCAI电源单元(A16B-1211-0100)，其外形以及与外部的连接如图4-4所示。
AI电源单元是FANUC公司生产的输入单元与电源集成一体的电源控制单元，它既具有普通FANUC系统电源单元(如：FANUC电源单元A、电源单元B、B2)的功能，又具有前述的FANUC输入单元的系统电源通/断控制功能。这种模块体积小，使用方便，可靠性好，因此在数控机床上使用较多。
FANUCAI电源单元的输入/输出连接如下：
CPl：AC200V(220V/230V/240V)电源输入；
CP2：与系统电源ON/OFF同步的AC200V(220V/230V/240V)电源输出：
CP3：电源单元的控制信号输入，包括：系统电源ON/OFF开关触点输入(ON、OFF、COM)；外部报警信号触点输入(AL、OFF)；电源单元报警输出(FA、FB)；
CPl2：向主板提供的+5V、+15V、－15V、+24V、+24VE电源输出；
CPl5：向CRT提供的+24V电源输出。
模块正面有PIL(绿)与ALM(红)两只指示灯，指示灯状态的含义如下：
PIL(绿)：电源指示灯。当外部AC电源加入，且内部输入单元的DC24V辅助控制电源电压正常时，指示灯亮。
ALM(红)：报警指示灯。灯亮时表明电源单元内部存在故障或外部报警信号(AL、OFF)触点闭合。
FANUCAI电源单元的系统、伺服电源接通/断开控制部分的原理如图4-5、图4-6所示。
图4-5AI电源模块主回路原理图
由图4-5可见，外部电源经输入端子CPl的R、S端加入，经熔断器P11、F12(7.5A)，浪涌电压吸收器VSll、继电器触点RY3、RY4，控制AC200V。这一AC200V电压，经CP2上的200R、200S端输出到模块外部，使外部获得与电源单元同步接通/断开的200V控制电压。在通常情况下，CP2上的AC200V输出电压用来接通伺服驱动的主接触器MCC，从而实现伺服驱动器和系统的同步通/断控制。
在电源单元内部，200V(200R、200S)控制电压又经电源滤波器NFl、二极管整流桥DSl、滤波电容C12、C13产生开关电源的直流母线电压(V+/V-)。
输入单元内部的DC24V辅助控制电压、开关主电源的DCl5V控制电压，由单独的集成开关电源控制模块M11进行控制。M11的开关信号经变压器T1输出，通过D1整流、C2滤波以及ZDl、Q1组成稳压环节，在A24上获得DC24V的输入单元辅助控制电压。当DC24V电源正常后，发光二极管PIL正常发光。同时，24V辅助控制电压又经过熔断器P1(0.3A)、浪涌电压吸收器VSl以及ZD2、Q3、C4组成的稳压、滤波环节产生用于开关主电源的DCl5V
控制电压A15。
图4-6为AI内部输入单元的电源通、断控制回路，它由中间继电器RYl~RY5、RYl2等组成。其原理与FANUC6/11所使用的FANUC输入单元相类似，线路中考虑了MDI/CRT单元上的系统电源ON/OFF控制、外部报警(E.ALM信号)、内部电源模块的报警等多种条件，为用户使用提供了便利。
由图4-6可见，AI内部输入单元的电源通、断控制过程如下：
1)通过系统MDI/CRT单元上的系统ON按钮使RY2~RY4得电；
2)RY3、RY4的常开触点闭合，AC200V电源(200R、200S)接通，开关电源主回路开始工作，产生系统所需要的DC5V、DC24V、DC±15V等电源电压；
3)通过CP2上的200R、200S输出，可以同时接通外部的主接触器MCC，接通伺服驱动电源。
输入单元的电源接通条件如下：
1)MDI/CRT单元上的电源切断OFF按钮触点闭合；
2)外部报警触点断开、系统内部开关主电源DC5V、DC24V、DC±15V无故障。
注：在外部报警触点闭合或内部开关主电源故障时，通过电源单元内部的电压监控电路，将使继电器RYl2接通，并通过晶闸管CRl接通报警继电器RYl，断开系统电源。
在本例中，经检查发生故障时，图4-5中的熔断器F11、F12已熔断。再进一步测量发现，熔断器F11、F12间发生短路，原因是浪涌电压吸收器VSll短路。由于当时无备件，为了保证机床的正常生产，维修时暂时取下了浪涌电压吸收器VSll，并更换F11、F12后，机床故障排除。
等
例14．主接触器短路引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC0MC的数控铣床，在加工过程中突然断电，再开机时，系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：经检查，图4-5中的熔断器F11、F12已熔断：通过测量，R、S间无短路，证明浪涌电压吸收器VSll以及辅助电源控制模块M11无故障。但200R、200S间存在短路现象，表明故障是由于NFl、DSl或外部200R、200S间的短路引起的。
为了判别短路部位是在电源单元内部或外部，当时拔下了插头CP2，断开了200R、200S与外部的连接。通过检查发现短路消失，确认AC200V短路是由于外部200R、200S短路引起的。进一步检查200R、200S上的各元器件，最终找到故障原因是由伺服主接触器发生短路引起的，更换接触器及F11、F12后，故障排除，机床恢复正常。
例15．整流桥不良引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC0M的数控铣床，在加工过程中，车间突然断电，恢复供电后开机，系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：分析过程同前例，经检查，图4-5中的熔断器F11、F12已熔断；通过测量，R、S间无短路，证明浪涌电压吸收器VSll以及辅助电源控制模块M11无故障。
拔下了电源模块的插头CP2测量，在本例中短路现象未消失，则确认AC200V短路原因在电源单元内部。
进一步检查发现，二极管整流桥DSll短路，由于当时无FANUC备件DSll，为了保证机床的正常生产，维修时直接利用了同规格的二极管整流桥进行取代，经过重新安装，并更换F11、F12后，机床故障排除。
例16.控制模块M11不良引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC0MC的数控铣床，在加工过程中突然断电，重新开机，系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：分析过程同前，经检查，图4-5中的熔断器F11、F12已熔断；换上熔断器F11、F12，再次测量电源进线R、S，发现线路中存在短路；但浪涌电压吸收器VSll正常。
测量开关电源次级回路无故障，显然，短路原因在内部输入单元的集成开关电源控制模块M11上。直接更换FANUC备件后，机床故障排除。
例17．外部报警引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC0T的数控车床，正常关机后，开机出现系统电源无法起动的故障。
分析及处理过程：经检查，该机床电源单元的发光二极管PIL与ALM灯同时亮。由原理图4-6可知，PIL指示灯亮，证明内部输入单元的辅助DC24V正常，引起故障的原因是来自系统内部的+24V/±15V/+5V电源模块报警或外部报警信号E.ALM接通，使继电器RYl吸合，引起RY2~4的互锁而无法吸合。
进一步检查发现，故障原因来自外部报警信号E.ALM接通。根据机床电气原理图，逐一检查外部报警信号E.ALM的接通条件，最终确认故障是由于液压电动机过载引起的，排除液压电动机故障后，机床恢复正常。
例18．熔断器不良引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC0T的数控车床(二手设备)，初次开机时，系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：经检查，该机床电源单元的发光二极管PIL不亮，电源单元的熔断器F1已熔断。
由于机床为二手设备，故又对照原理图4-5，逐一测量电源模块内部线路与各相关元器件C2、D1、Q1等，在确认无误后，通电测量输入单元的辅助控制电源A24端子上的DC24V正常，F1的输出端与A0间无短路，初步判定电源单元无故障。
更换FANUC备件F1后，故障排除，电源正常接通。
例19．ON/OFF信号不良引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC0T的数控车床(二手设备)，初次开机时，系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：经检查发现输入单元的发光二极管PIL灯亮，表明电源模块输入正常。但按下系统电源起动按钮，伺服主回路接触器未能够正常接通。
对照原理图4-6，测量发现图中MDI/CRT单元CP3上的COM-OFF间开路，根据机床的实际连接，逐一检查线路，最终找出原因是电源切断OFF按钮触点断开。进一步检查发现系统的OFF按钮连接脱落，重新接线后，机床恢复正常。
例20．外部互锁引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC0T-Mate-E的数控车床，开机时，系统电源无法正常接通。
分析及处理过程：经检查发现输入单元的发光二极管PIL灯亮，但按下系统电源起动按钮，伺服主回路未接通。测量发现图中MDUCRT单元上的电源切断OFF与COM间断开，但操作面板上的CNCOFF按钮动作正常。
由于维修现场无机床电气原理图，只能根据实际机床接线检查。检查发现，该机床电源单元的COM(CP3-3)与OFF(CP3-2)间通过了辅助线路进行连接，COM与EOF间串联了面板上的CNCOFF按钮常闭触点、电柜门开关触点、主轴传动系统防护门开关等多个接通条件。
逐一检查以上条件，在确认全部条件都满足，COM与EOF间触点闭合后，重新起动，机床恢复正常。
维修体会与维修要点：
1)FANUC电源单元AI由于体积小、可靠性高，在0系列系统中使用较广。在该单元的电源不能接通的故障维修中，通过测绘内部输入单元的电气原理图，再对照原理图进行维修是最有效、最可靠的方法。
2)由于电源单元AI体积小、控制电压种类较多，在进行测量维修处理，特别是更换元器件时，必须十分谨慎，以防止损坏其他控制元器件。
3)除以上实例中的常见故障现象外，电源单元AI可能发生的故障还有以下几种可能的原因与现象：
①F11、F12熔断，其原因有：
a)系统开关电源主回路的开关管D14、D15损坏：
b)系统开关电源主回路的开关管续流二极管D33、D34损坏；
c)整流回路的滤波电容器C12、C13损坏；
d)电源模块内部直流主回路的短路；
e)辅助控制电源一次侧短路，等等。
②F1熔断的其他原因：
a)系统输入单元辅助电源回路的稳压、滤波器件Q3、ZD2、C4损坏；
b)浪涌电压吸收器VSl损坏；
c)控制信号ON/OFF、外部报警信号、AC电源等接线的错误；
d)电源模块内部15V电源短路；
e)电源模块内部15V电源滤波电容C4损坏，等等。
以上故障在实际系统中发生次数较少，有关维修的内容可参见本章后述。
3．YASKAWAJ50系统电源不能接通故障维修5例
例21．中间继电器不良引起的故障维修
故障现象：某配套YASKAWAJ50L的数控车床，开机时系统显示器亮，但伺服驱动主电源无法正常接通。
分析及处理过程：YASKAWAJ50M/L系列数控系统，是日本安川公司20世纪90年代中期在该公司MX3系统基础上开发的小型化、精简型控制系统，其最大控制轴数为4轴，可采用CRT或液晶显示器。系统硬件采用了大规模集成电路、16位CPU，CNC与PLC集成一体化；软件功能与FANUC0系统相近。由于系统体积小(仅为MX3的1/3)，可靠性高，通过与该公司生产的∑系列交流伺服驱动配套使用，可以获得较高的性能价格比，在中小型、普及型数控机床上，有一定数量的应用，J50系列产品中的J50M用于数控镗、铣、磨床或加工中心，J50L用于数控车床。
该产品在国内由大连大森公司引进生产，产品型号为R2J50，近年来在国内市场上取得了较大的份额，产品在普及型机床上应用较广。
本机床中的故障现象为电源无法正常接通，因此，其故障维修应从系统的电源输入回路进行分析、处理。
YASKAWAJ50M/L数控系统的电源单元功能与FANUCAI电源单元类似，采用了输入单元与电源模块一体化结构形式。系统电源接通可以通过系统操作面板的电源ON/OFF开关或外部系统ON/OFF开关进行控制。J50M/L系统与电源接通/断开有关的信号以及系统生产厂家推荐的ON/OFF
图4-7J50系统ON/OFF控制线路图
控制线路图如图4-7所示。
图中各元器件的含义如下：
PON：系统MDI/CRT操作面板上的CNCON按钮(系统内部ON信号)；
POFF：系统MDI/CRT操作面板上的CNCOFF按钮(系统内部OFF信号)；
TON：来自机床侧的CNCON按钮(外部ON信号)；
TOFF：来自机床侧的CNCOFF按钮(外部OFF信号)；
NCMX：系统电源单元的内部各电源工作正常时的输出信号：
SVMX：系统电源单元的内部工作正常，伺服允许接通的输出信号：
TESP：来自机床侧的CNC急停输入信号；
TOLD：来自机床侧的外部过载输入信号。
电源单元AC200V加入后，系统电源接通控制的步骤如下：
1)按下操作面板的内部CNCON按钮，起动系统，CRT显示报警ALM310，表明系统电源已经接通。
2)系统电源单元的输出信号NCMX接通；NCMX触点一般用于接通伺服驱动器的控制回路电源(图中未画出)。
3)再次按下操作面板的内部CNCON按钮，系统电源单元的输出信号SVMX接通。
4)通过SVMX触点接通伺服驱动器的主回路(图中未画出)，此时，若CNC与伺服驱动器无故障，系统的起动过程结束。
电源的断开过程如下：
1)按下操作面板的内部CNCOFF按钮，输出信号NCMX、SVMX均断开。
2)若来自机床侧的CNC急停输入信号TESP断开，则输出信号SVMX断开，切断伺服主回路电源。
当系统采用外部电源ON/OFF控制时，其电源接通控制的步骤同上。内部/外部电源通断控制的选择通过系统主板PC50上的SW2、SW3选择开关进行，通过SW2、SW3的设置可以选择使用内部电源ON/OFF控制、外部电源ON/OFF控制或同时使用内部/外部电源ON/OFF控制这三种不同的控制形式。
在本例的机床上，采用的是以上标准的电源ON/OFF控制线路。根据故障现象分析，由于CNC已经正常接通，而伺服主回路未接通，因此故障原因应在系统电源单元的外部。进一步检查发现，该机床NCMX输出中间继电器脱落，重新安装后，故障排除，机床电源正常起动。
例22．ON/OFF信号引起的故障维修
故障现象：某配套YASKAWAJ50L的数控车床，开机时系统电源与伺服驱动电源均无法正常接通。
分析及处理过程：经检查该机床的系统电源单元AC200V输入电压正常，但按系统操作面板上的ON/OFF按钮，无法接通系统电源。
根据上例同样的分析，可以初步判定故障原因在系统内部的ON/OFF控制回路。进一步检查发现，该机床操作面板上的NCOFF按钮连接插头脱落，重新连接后，故障排除，系统电源正常起动。
例23．时间继电器损坏引起的故障维修
故障现象：某配套YASKAWAJ50L的数控磨床，开机时系统电源接通，但伺服驱动主电源无法正常接通。
分析及处理过程：经检查，该机床的系统电源单元AC200V输入电压正常，但按系统操作面板上的ON/OFF按钮，无法接通系统电源。
对照机床电气原理图，发现该机床的电源ON/OFF线路设计较完善，经简化后的CNC电源控制回路如图4-8、图4-9所示。
图中各元器件的作用如下：
1)SQl-1、SQl-2为机床工作台超程限位开关。
2)QFl、QF2、QF3分别为机床的伺服主回路、液压电动机、主轴系统过载保护开关。
3)SAl为机床工作台超程限位取消开关。
4)KM4为伺服主回路接触器。
图上代号
名称
型号
备注
M11 集成电路 PS01
M12
集成电路
PS04
M13
集成电路
HAl6630G
M14
集成电路
VC02
RGll、RGl2
集成稳压电路
HAl7815PB或：PC14315HA
VSll
浪涌吸收器
ENB4010-14Z
DSll
单相全波整流桥
ESAC06-06S5VB60
DSl2
整流桥
ESAD33-02CV
DSl3、14、15
整流桥
ESAD01—004S30SC4
D39~43、27、29、
二极管
IS953
图中未全画出
D11、D32
二极管
V09C
图中未画出
D30、D31
二极管
V19G
图中未画出
D20~25
二极管
U19E
图中未全画出
D28、34、35、37、38
二极管
V06C
图中未画出
D36
二极管
ERD33-02
图中未画出
D12~19
二极管
图上代号
名称
型号
备注
M11
集成电路
PS01
M12
集成电路
PS04
M13
集成电路
HAl6630G
M14
集成电路
VC02
RGll、RGl2
集成稳压电路
HAl7815PB或：PC14315HA
VSll
浪涌吸收器
ENB4010-14Z
DSll
单相全波整流桥
ESAC06-06S5VB60
DSl2
整流桥
ESAD33-02CV
DSl3、14、15
整流桥
ESAD01—004S30SC4
D39~43、27、29、
二极管
IS953
图中未全画出
D11、D32
二极管
V09C
图中未画出
D30、D31
二极管
V19G
图中未画出
D20~25
二极管
U19E
图中未全画出
D28、34、35、37、38
二极管
V06C
图中未画出
D36
二极管
ERD33-02
图中未画出
D12~19
二极管
ER061-004
图中未全画出
D33、45
二极管
U05C
图中未画出
D44
二极管
1SSl22H
图中未画出
ZDl4
稳压管
2.7EB
图中未画出
ZDl5
稳压管
3.9EB
图中未画出
ZDl8、19
稳压管
6.2EBl
图中未画出
ZDl6、17
稳压管
16EB3
图中未画出
ZDl3
稳压管
30EB2
图中未画出
ZDll
稳压管
75EB
图中未画出
Q18、22、23
晶体管
2SAll52
图中未全画出
Q11、16、25
晶体管
2SCl983
图中未全画出
Q13
晶体管
2SCl983-O
图中未画出
Q12
晶体管
2SCl983-R
图中未画出
Q14、15
晶体管
2SC3046
Q19
晶体管
2SC2333
Q24
晶体管
2SCl247AF-B
图中未画出
Q17、20
晶体管
2SC639S
图中未画出
Q21
晶体管
2SDl027
CRll-CRl4
晶闸管
CSM5B2
VRll、VRl2
电位器
5kΩ
RYll
继电器
NC2D-P-DC24V
RYl2
继电器
LADl-DCl2
根据以上原理图可以判定：F11、F12间存在短路的原因可能是由于VSll或NFll、DSll损坏而发生短路。
经检查，本例中为VSll短路，更换后，机床恢复正常(当维修过程中，若无备件，以先取消VSll，临时使用)。
例32．整流桥不良引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC6M的立式加工中心，由工厂自发电供电，工件加工过程中，系统突然断电，显示消失，机床停机后无法重新起动机床。
分析及处理过程：经检查，该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮，表明电源模块存在故障。检查输入熔断器F11熔断，换上熔断器后测量，发现电源输入存在短路现象。
故障分析过程同上例，对照原理图检查发现VSll短路，DSll整流桥损坏，更换后机床恢复正常。
例33．功率管不良引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC6M的立式加工中心，在加工过程中，车间突然断电，恢复供电后，无法重新起动机床。
分析及处理过程：经检查，该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮，表明电源模块存在故障。检查电源模块输入熔断器F11、F12熔断，测量电源输入存在短路。
故障分析过程同例31，对照原理图检查各元器件，确认VSll、NFll、DSll均正常，因此判定故障发生在开关电源的一次侧驱动部分。
断开SHll后，测量驱动输出Q14、Q15、D24、D25，发现Q14的CE极短路，更换Q14(2SC3046)后，短路消失，开机后机床恢复正常。
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