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fanUC0iC系列是北京發那科機電有限公司2004年至2005年生產并投入使用數控系統，根據中國質量協會關于在全國實施“用戶滿意工程”的安排，2006年8月，中國質量協會用戶委員會、全國數控設備用戶委員會對北京發那科機電有限公司的0i型數控系統進行了用戶滿意度抽樣復評。這次復評的0i型產品的“產品質量”和“服務質量”用戶滿意度總平均分數都達到或超過了“用戶滿意度”標準水平，被中國質量協會用戶委員會、全國數控設備用戶委員會授予“全國用戶滿意產品”稱號。
我公司最近采購的cnc數控設備共有15臺，均采用了這種數控系統，相關的工程技術人員與維修人員都進行了設備預備驗收時和終驗收時的現場培訓，主要是操作、編程和維護的培訓，但都不是很系統，對CNC數控系統的結構原理、相關參數功能、了解不多，有必要從這兩方便進行一個較深入的探討。
一、FANUC0iC系列數控系統的基本構架介紹
FANUC0iC系列數控系統屬于內裝式數控系統，與FANUC16i/18i系列高性能數控系統一樣，系統均是直接安裝在LCD的后面，結構緊湊，集成化程度高，一改FANUC0iB系列的體積龐大的獨立式結構，板卡、插件更少，更加小型化。因此系統系統更加穩定可靠。
①PSM(Powersupplymodule)：開關電源模塊。此為一般的開關電源，就是把220VAC輸入電源整流輸出為+24VDC，供給CNC控制單元使用。此電源模塊一般在市場上就可找到，FANUC對此電源也是外購，已經不再負責此電源的維修。
②Powersupplyconnector：開關電源連接端口。連接到主板上的端口，供主板使用。
③Serialspindleorpositioncoderconnector：FANUC專用串行主軸或模擬主軸位置編碼器連接端口。如用FANUC專用串行主軸單元，則主軸伺服電機的位置編碼器的反饋信號是直接接到FANUC的伺服驅動模塊上的，然后是通過高速串行總線FSSB（光纖）傳送給CNC的。但如果是采用的模擬主軸，則其主軸電機的位置編碼器的反饋信號就需要接到此端口上。
④I/O-Linkconnector：I/O-Link連接端口。FANUC的CNC與I/O接口板采用的是標準的I/OLINK連接。FANUC的數據分三大部分：CNC數據、I/O數據、伺服控制數據。CNC與伺服控制數據的傳送是通過FANUC的標準高速串行總線FSSB，CNC與I/O的數據傳送采用的是I/O-Link總線。
⑤Analogspindleorhigh-speedskipconnector：模擬主軸或告訴跳過信號接口。此端口可以接非FANUC的模擬主軸單元，如在一些精度要求不太高的場合，為了降低數控系統的造價，可以采用其他公司的主軸控制單元和匹配的主軸驅動器。此時其主軸電機的位置編碼器的反饋信號就需要接到Serialspindleorpositioncoderconnector端口上。
⑥I/Ounitinterfaceconnector：I/O接口單元接口，機床操作面板與CNC的接口。是標準的RS232C接口，主板上可以配置有兩個這樣的端口，分別是RS232C-1和RS232C-2。標準配置為開通一個RS232C-1，特殊訂貨可以開通得到RS232C-2。與PC通訊需要相關的軟件，如FANUC的專用數據傳輸軟件FPETLADDER3Version2.00或NCSentry。需要注意的是RS232C的數據線與其他CNC與PC的數據線不同，市場上買到的基本上不能用。因FANUC的CNC的發送請求信號與使能信號是短路的，PC端的數據接受準備好信號與數據設定、檢查準備好信號也是短路的，也就是說只要CNC要發送數據是沒有任何組織信號的，除非數據線斷路。一般可以向機床廠索要或根據信號接口表自制。
⑦ethernetconnector：高速以太網接口。FANUC不同于其他的如西門子系統，是沒有硬盤的，用F-ROM和S-RAM存儲數據，可存儲的數據量是比較小，目前最大可支持1GB的內存。用此端口可實現CNC與計算機的高速數據傳輸，但也需要相關的軟件，如FANUC的專用數據傳輸軟件FPETLADDER3Version2.00或NCSentry。
⑧Servounitconnector：伺服接口，也就是軸控制器的高速串行總線FSSB的連接端口。必須接FANUC的軸控制器。不允許接其他系統的軸控器。因為這是FANUC的專用高速串行總線FSSB的接口，不與其他公司的系統兼容。
⑨MDIconnector：MDI手動數據輸入單元（鍵盤）的接口。一般是接受機床側高速處理信號。如*DECα手動參考點返回減速信號、*ESP急停信號、SKIP磨床在線測量系統或車床主軸轉速的高速跳轉信號。
⑩Servocheckboardconnector：伺服檢查卡連接端口，此端口用于FANUC公司做系統測試用，用戶不再使用此端口。
對數控系統的標準硬件結構有了一個了解后，就有了根據系統說明書進行故障的診斷，縮小故障范圍，快速解決問題的基礎，然而要真正解決問題，還要做具備如下的知識和技能。
二、FANUC0iC系列數控系統的運行環境與日常維護
2.1數控設備的使用環境
為提高數控設備的使用壽命，一般要求要避免陽光的直接照射和其他熱輻射，要避免太潮濕、粉塵過多或有腐蝕氣體的場所。腐蝕氣體易使電子元件、PCB印刷電路板受到腐蝕，造成接觸不良或元件間短路，影響CNC設備的正常運行。
2.2電源要求
為了避免電源波動幅度大（大于±10%）和可能的瞬間干擾信號等影響，數控設備一般采用專線供電（如從低壓配電室分一路單獨供數控機床使用）、高質量的自動空氣開關或增設穩壓裝置等，都可減少供電質量的影響和電氣干擾。
2.3數控系統的維護
1）嚴格遵守操作規程和日常維護制度
2）應盡量少開數控柜和強電柜的門
在機加工車間的空氣中一般都會有油霧、灰塵甚至金屬粉末，一旦它們落在數控系統內的電路板或電子器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導致元器件及電路板損壞。有些南方用戶在炎熱的夏天，為了使CNC數控系統能超負荷長期工作，采取打開數控柜的門來散熱，這是一種極不可取的方法，其最終將導致數控系統的加速老化和損壞。
三、電氣維修工程師的基本條件
CNC數控機床的身價從幾十萬元到幾百萬元，一般都是企業中關鍵產品關鍵工序的關鍵設備，一旦故障停機，其影響和損失往往很大。但是，人們對這樣的設備往往更多地是看重其效能，而不僅對合理地使用不夠重視，更對其保養及維修工作關注太少，日常不注意對保養與維修工作條件的創造和投入，故障出現臨時抱佛腳的現象很是普遍。因此，為了充分發揮數控機床的效益，我們一定要重視維修工作，創造出良好的維修條件。
統計表明，CNC數控機床出現的故障率分布為：接口故障大約為40%，主軸和伺服驅動系統故障大約為30%，操作編程工藝故障為20%，系統硬件故障大約為10%。由于數控機床日常出現的多為電氣故障，達80%，所以電氣維修更為重要。
1.人員條件
數控機床電氣維修工作的快速性、優質性關鍵取決于電氣維修人員的素質條件。
（1）首先是有高度的責任心和良好的職業道德。
（2）知識面要廣。要學習并基本掌握有關CNC數控機床電氣控制的各學科知識，如計算機技術、模擬與數字電路技術、自動控制與拖動理論、控制技術、加工工藝以及機械傳動技術，當然還包括上節所講的基本數控知識。
（3）應經過良好的技術培訓。數控技術基礎理論的學習，尤其是針對具體數控機床的技術培訓，首先是參加相關的數控機床維修技術培訓班和機床安裝現場的實際培訓，然后向有經驗的維修人員學習，而更重要且更長時間的是自學。
（4）勇于實踐。要積極投入數控機床的維修與操作的工作中去，在不斷的實踐中提高分析能力和動手能力。
（5）掌握科學的方法。要做好維修工作光有熱情是不夠的，還必須在長期的學習和實踐中總結提高，從中提煉出分析問題、解決問題的科學的方法。
（6）學習并掌握各種電氣維修中常用的儀器、儀表和工具。
（7）掌握一門外語，特別是英語。起碼應做到能看懂技術資料。
2.物質條件
（1）準備好通用的和某臺數控機床專用的電氣備件。
（2）非必要的常備電器元件應做到采購渠道快速暢通。
（3）必要的維修工具、儀器儀表等，最好配有筆記本電腦并裝有必要的維修軟件。
（4）每臺數控機床所配有的完整的技術圖樣和資料。
（5）數控機床使用、維修技術檔案材料。
四、電氣維修工程師的基本數據備份操作
現代的CNC數控設備采用了計算機技術，對電氣維修工程師來說，需要具備比較專業的計算機技術，大部分的維修、診斷、排除故障依賴的是豐富的計算機技術。
由于是CNC數控技術，則數據在設備中的重要意義不言而喻。維修工程師須掌握常用數據的備份。
FANUC0iC系列數控系統，與其他數控系統相同，通過不同的存儲空間存放不同的數據文件。但由于其無硬盤存儲器，因此其數據是采用其他形式的存儲器來存儲的。
FANUC0iC系列數控系統的數據文件主要分為系統文件、MTB（機床制造廠）文件和用戶文件。
系統文件---FANUC提供的CNC和伺服控制軟件成為系統軟件。
MTB文件—機床的PMC程序、機床廠編輯的宏程序執行器。
這兩類數據是存放在數控系統的主板上的F-ROM（FLASH-ROM）中，F-ROM中的數據相對穩定，一般情況下不容易丟失，但是如果遇到更換CPU板或存儲器板時，在F-ROM中的數據均有可能丟失，其中系統文件一般無須備份，因為FANUC對于大用戶是無償提供的，對于小用戶，適當付費也是可以提供的。一般只要不是主板硬件損壞，不會丟失的。如果是主板損壞，因為集成度很高，也只有更換新的，這時到FANUC去采購，也是可以得到寫系統文件服務的。而MTB文件是需要備份的，因為這是機床廠的文件，FANUC公司是不知道的，而且在手冊中也提到一定要移交PMC程序給最終用戶。這類文件可以用CompactFlash（簡稱C-F）卡來存儲。
C-F卡及使用插槽如圖9所示。C-F卡與筆記本電腦的接口為PCMCIA插槽，此插槽臺式機一般沒有。因此CNC設備的維護必須有一臺配備PCMCIA卡插槽的專用的筆記本電腦，由于有時還用到RS232C串行口，而市場上的大部分筆記本電腦都不再配置RS232C串行口，筆者發現市場上的Dell、Lenovo、Hp等品牌的筆記本電腦一般都配制有這個RS232C串行口。如圖10所示。
圖9C-F卡及使用插槽
圖10RS232C串行口
再有一類文件是用戶文件，包括系統參數、螺距誤差補償值、宏程序、刀具補償值、工件坐標系數據、PMC參數（Timer、Counter、KeepRelay、Datasheet）、加工程序等數據，這類數據是保存在存儲器板上的S-RAM（static-RAM靜態存儲器）中的。在S-RAM中的數據由于斷電后需要電池保護，有易失性，所以保留數據非常必要。一旦參數誤操作和人為修改后要想恢復原來的值，如果沒有詳細準確的記錄可查也沒有數據備份，就會造成比較嚴重的后果。
3.1F-ROM中的數據拷貝到C-F卡中
從上面敘述得知，保存的內容為系統文件（SYSTEMDATA）、PMC梯形圖程序、用戶宏程序執行器。操作方法：
1）進入系統引導區；
2）選擇菜單選項“SYSTEMDATASAVE”。
3）進行C-F卡拷貝操作；
4）將FLASH卡中的數據存如計算機，備用。
數據恢復：
1）進入系統引導區；
2）選擇菜單選項“SYSTEMDATALOADING”。
3）進行加載操作；
需要說明的是要拷貝PMC梯形圖，采用C-F卡是快捷有效的方式，而用RS-232C串行口不能進行PMC梯形圖的備份。
3.2S-RAM中的數據備份
從上面敘述得知，保存的內容為系統參數、螺距誤差補償值、宏程序、刀具補償值、工件坐標系數據、PMC參數（Timer、Counter、KeepRelay、Datasheet）、加工程序等數據。方法有兩種：一是通過引導，用C-F卡備份。其操作方法：
1）進入系統引導區；
2）選擇菜單選項“SRAMDATABACKUP”。
3）進行數據備份操作；
4）將FLASH卡中的數據存如計算機，備用。
數據恢復方法：
1）進入系統引導區；
2）選擇菜單選項“RESTORESRAM”。
3）進行加載操作；
需要說明的是，BACKUP操作得到的文件為打包文件，是FANUC的專用文件格式，一般用戶找不到適合的加壓縮軟件來解壓縮，也就是說無法看到文件的內容。通過此方法得到的各臺機床的文件名都是相同的，一般不做文件名更改，否則重新裝載時系統不認可。
另一種是通過RS232C串行口進行數據備份。可以看到內容，但只能傳S-RAM中的數據，不能傳F-RAM中的數據。
CNC數控系統電氣維修工程師只要掌握了上述F-ROM和S-RAMD數據備份的方法，就好比我們手邊有一張WINDOWS2000/XP的系統安裝光盤、一套主板、顯示卡、聲卡、網卡、鼠標、鍵盤（可能還有顯示器）的驅動程序、常用的應用軟件，只要計算機不發生硬件故障（其故障率較低），我們就完全可以無后顧之憂地控制我們身邊的個人計算機，出現死機這樣的軟故障，重新安裝這些軟件就可以了。
五、結束語
總之，對于CNC數控設備電氣維修工程師要更好地維護FANUC0iC系列CNC數控系統，除了要掌握其基本工作原理和基本結構，還要在實際工作中結合其維修、參數手冊，勤學好問，掌握系統F-ROM和S-RAM中參數備份理論與方法，以便游刃有余地處理其日常出現的電氣故障，維護生產的順利進行，發揮其最高的經濟效益。