數(shù)控系統(tǒng)的故障報(bào)警及排除方法

付 芩

（江漢大學(xué)機(jī)電與建筑學(xué)院，湖北武漢 430056）

數(shù)控系統(tǒng)的故障報(bào)警及排除方法

付 芩

（江漢大學(xué)機(jī)電與建筑學(xué)院，湖北武漢 430056）

介紹了在調(diào)試和使用三菱數(shù)控系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障及排除方法。

數(shù)控系統(tǒng)故障 參數(shù)及報(bào)警 通訊故障

故障1

某客戶1臺(tái)磨床已經(jīng)調(diào)試完畢交付使用十余天后，客戶報(bào)告出現(xiàn)下列現(xiàn)象：

NC控制器，顯示器，I/O板，R型伺服驅(qū)動(dòng)器全部被燒壞；

筆者到現(xiàn)場(chǎng)后，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查：

（1）控制柜內(nèi)DC24 V電源完好。

（2）上電后，伺服驅(qū)動(dòng)器只有充電電容器紅燈亮，而LCD 7段碼不亮，故判斷伺服驅(qū)動(dòng)器損壞。交換伺服驅(qū)動(dòng)器部件后證實(shí)伺服驅(qū)動(dòng)器損壞。

（3）控制柜內(nèi)砂輪電動(dòng)機(jī)回路，空開和正反轉(zhuǎn)接觸器被燒壞；操作者反映電柜發(fā)生過一聲“巨響”，控制柜內(nèi)背板有燒焦痕跡。

（4）電柜內(nèi)所有的地線接在一個(gè)小螺絲上，總地線接在車間三相四線的“零線”上。

判斷：砂輪電動(dòng)機(jī)回路曾經(jīng)發(fā)生過短路；在砂輪電動(dòng)機(jī)回路中，從相線流經(jīng)零線的短路電流流經(jīng)直流回路，故所有DC24 V用電器被燒毀；

處理：要求客戶將控制柜的總地線從車間電源的“零線”卸下，按標(biāo)準(zhǔn)接到車間地線網(wǎng)上。

結(jié)論：地線絕對(duì)不能接到“零線”上，況且，零線上還有不平衡電壓；如果有交流電串入直流回路，由于交流電壓一般是直流電壓的10倍，所以可能串入的電流會(huì)是額定電流的10倍，而且不受方向限制，故直流回路中的元件就會(huì)被燒壞。

故障2

某客戶機(jī)床配用E60CNC系統(tǒng)，該機(jī)床在出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)試完畢，在終端客戶工廠重新安裝機(jī)床時(shí)發(fā)生F098電纜被燒毀1例，燒焦1例（上電10余分鐘出現(xiàn)花屏，尚可使用）。

對(duì)第1例被燒毀的控制器進(jìn)行檢查：

（1）F098電纜已經(jīng)完全燒毀；

（2）顯卡HR711正常可用；

（3）顯示器燒壞（用該控制器時(shí)，顯示器白屏，然后從邊上向中線逐漸發(fā)黑）。

對(duì)第2例進(jìn)行檢查：

（1）F098電纜已經(jīng)燒軟，邊線變黑；

（2）上電后可正常顯示；10余分鐘后出現(xiàn)花屏（客戶報(bào)告）；

現(xiàn)場(chǎng)觀察：

（1）無專用接地排；所有部件框架地線（FG）全部以自攻螺絲穿過柜體的形式接地，以柜體做接地排；（該廠工程師報(bào)告說全部產(chǎn)品都如此處理，未發(fā)生過故障）。

（2）NC控制器的框架地線接到一很小螺絲的接線端上，然后接到總地線上；地線線徑過小，約5 mm2。

（3）有一日光燈地線接在地線端子上。

處理要求：

（1）使用專用接地排；

（2）將接地總線線徑按要求增大為14 mm2；

（3）去掉日光燈的地線。

該客戶只執(zhí)行了“去掉日光燈的地線”后，系統(tǒng)能正常工作，未發(fā)生花屏現(xiàn)象。

可見強(qiáng)電系統(tǒng)地線不能與弱電系統(tǒng)地線混接；特別是日光燈等“電感型負(fù)載”。

故障3

在對(duì)某客戶的C70 CNC系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試時(shí)，出現(xiàn)#2236報(bào)警。報(bào)警內(nèi)容是X軸“電源再生模塊”的參數(shù)設(shè)置不對(duì)。

經(jīng)檢查其參數(shù)設(shè)置是對(duì)的，#2236參數(shù)設(shè)置的原則是：只在與“電源再生模塊”連接的最后一軸上設(shè)定相關(guān)參數(shù)，其他各軸不設(shè)置該參數(shù)（取默認(rèn)值）。

再仔細(xì)檢查硬件連接時(shí)，發(fā)現(xiàn)伺服驅(qū)動(dòng)器與“電源再生模塊”的連接不對(duì)。電源再生模塊的CN4口應(yīng)該與最后一伺服軸（或主軸）的CN4口相連。出現(xiàn)故障時(shí)電源再生模塊的CN4口連在了第1軸上。所以無論怎樣設(shè)置參數(shù)都報(bào)警“#2236”故障；正確連接后該報(bào)警消除。

故障4

幾例不常見的急停報(bào)警。

4.1 急停報(bào)警“CVIN”

一般系統(tǒng)很少出現(xiàn)這一報(bào)警。其報(bào)警內(nèi)容是：“電源再生模塊”的“急停功能”起作用。

三菱的CV型電源再生模塊有一急停接點(diǎn)。是否使用電源再生模塊的急停功能由電源再生模塊的正面的旋鈕確定。當(dāng)旋鈕設(shè)置為“4”時(shí)，即啟用“急停”功能。

這次首次出現(xiàn)：“CVIN急停”就是這個(gè)原因。將此接點(diǎn)接至急停開關(guān)常閉點(diǎn)，故障消除。

4.2 急停報(bào)警“PARA”

在調(diào)試某一磨床系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)這一報(bào)警。

一般出現(xiàn)這一報(bào)警是參數(shù)#1155、#1156設(shè)定不當(dāng)，應(yīng)該將參數(shù)#1155、#1156設(shè)定為“100”；但是做了如上設(shè)置后，“急停”仍然沒有解除。

如果極限開關(guān)和原點(diǎn)開關(guān)的器件地址號(hào)設(shè)置不當(dāng)也會(huì)出現(xiàn)這一報(bào)警。

檢查參數(shù)#1226 BIT5=1，繼續(xù)檢查參數(shù)#2073、#2074、#2075，發(fā)現(xiàn)該磨床有一旋轉(zhuǎn)軸，而旋轉(zhuǎn)軸沒有正負(fù)極限開關(guān)。所以其參數(shù)#2074、#2075——正負(fù)極限參數(shù)被設(shè)置為“0”，這樣的設(shè)置被系統(tǒng)認(rèn)為正負(fù)極限開關(guān)地址號(hào)相同，是錯(cuò)誤設(shè)置，故產(chǎn)生報(bào)警。

修改參數(shù)#2074、#2075后，報(bào)警解除。

4.3 急停報(bào)警“LINE”

這類報(bào)警說明書上沒有明確說明解決辦法，當(dāng)屬于連接方面的問題，在調(diào)試某加工中心時(shí)出現(xiàn)這一報(bào)警。經(jīng)檢查是在系統(tǒng)連接時(shí)，伺服軸的連接不是按順序排列的，所以其終端插頭插錯(cuò)了位置（終端插頭應(yīng)該插在最后一伺服軸上）。將終端插頭插在最后一伺服軸上，故障即消除。

解決這類報(bào)警的辦法：

（1）重新插拔電纜，更換電纜交叉檢查；

（2）在驅(qū)動(dòng)器之間的電纜應(yīng)該是R000——20芯，全部焊接電纜；

（3）檢查終端插頭，終端電阻位置。

故障5

很多系統(tǒng)開機(jī)時(shí)會(huì)出現(xiàn)“Z55.RI/O未連接”報(bào)警。

Z55報(bào)警的一般原因是：在控制器和 RI/O之間的通訊出現(xiàn)了故障。

要檢查：

（1）電纜是否有脫線或虛焊；

必須注意：當(dāng)控制器與RI/O在同一控制柜內(nèi)時(shí)，可以用SH411電纜；如果控制器與RI/O不在同一控制柜內(nèi)時(shí)，必須使用“FUCA－R211”電纜，該電纜帶有屏蔽線，其屏蔽線必須接地。（FG端子）。

（2）對(duì)RI/O的供電是否正常及檢查電源的容量和電壓。

（3）RI/O單元硬件是否有故障。

但也有三菱CNC開機(jī)時(shí)，即使沒有連接遠(yuǎn)程I/O單元，也會(huì)出現(xiàn)“Z55遠(yuǎn)程I/O單元未連接”報(bào)警，為什么會(huì)這樣呢？

“Z55報(bào)警”實(shí)際是通訊中斷，所以下列情況可能會(huì)引起Z55報(bào)警。

（1）當(dāng)控制器與基本I/O之間的通訊電纜CF10插頭松動(dòng)或電纜故障時(shí)，會(huì)出現(xiàn)Z55報(bào)警。

（2）當(dāng)主電動(dòng)機(jī)回路絕緣不好時(shí)出現(xiàn)過Z55報(bào)警，這是電動(dòng)機(jī)的接地線和R211的屏蔽線共地引起的故障。

（3）SH41電纜沒有屏蔽線，在較長距離連接時(shí)使用了SH411電纜，由于其沒有屏蔽線接地，也出現(xiàn)Z55報(bào)警，而且其報(bào)警出現(xiàn)是隨機(jī)的，沒有規(guī)律。

（4）上電順序不對(duì)也會(huì)出現(xiàn)Z55報(bào)警。

（5）對(duì)于C70 CNC未使用雙信號(hào)通訊模式時(shí)也出現(xiàn)Z55報(bào)警。這時(shí)應(yīng)該將參數(shù)#21102的BIT2設(shè)置為“1”。該參數(shù)的含義是“不執(zhí)行RIO通訊中斷報(bào)警”。

故障6

調(diào)試C70 CNC時(shí)出現(xiàn)下列現(xiàn)象：走M(jìn)DI時(shí)，X軸沒有走到程序指定位置。程序指令是：G90 G0X－700，但在顯示屏上觀察，X－650就停止了，而且其數(shù)值還會(huì)隨機(jī)變化。

系統(tǒng)一切都正常，為什么會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象呢？

在坐標(biāo)值畫面觀察各坐標(biāo)系的坐標(biāo)值時(shí)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)是以G54坐標(biāo)系為基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)，不是以機(jī)床基本坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)，而顯示屏上顯示的數(shù)值是機(jī)床基本坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)。

但G54坐標(biāo)系沒有設(shè)定偏置值，即G54坐標(biāo)系與機(jī)床基本坐標(biāo)系等價(jià)，而在調(diào)試中觀察到G54的偏置值總在變化。為什么G54的偏置值每次都有變化呢？

三菱CNC系統(tǒng)中有一“ABSN”功能，中文譯為“手動(dòng)絕對(duì)值”功能。其接口為Y728，這一功能也會(huì)影響到坐標(biāo)系。改變這個(gè)功能，即在PLC程序中使Y728=ON，運(yùn)行中G54坐標(biāo)值就和基本機(jī)床坐標(biāo)系坐標(biāo)值完全一樣。如何解釋這一現(xiàn)象呢？

“手動(dòng)絕對(duì)ABSN”的含義是：ABSN=ON，則手動(dòng)移動(dòng)量計(jì)入“絕對(duì)位置寄存器”；ABS=OFF，則手動(dòng)移動(dòng)量不計(jì)入“絕對(duì)位置寄存器”。即手動(dòng)狀態(tài)下使軸移動(dòng)一段距離，NC系統(tǒng)并不使其計(jì)入“絕對(duì)位置寄存器”。這個(gè)“絕對(duì)位置寄存器”反映的是基本機(jī)床坐標(biāo)系數(shù)值。

如果ABS=OFF，手動(dòng)移動(dòng)量不計(jì)入“絕對(duì)位置寄存器”。當(dāng)手動(dòng)移動(dòng)某一軸離開原位置一段距離后，“絕對(duì)位置寄存器”的值沒有變化。

調(diào)試中，先用手輪移動(dòng)X軸=50。在坐標(biāo)值畫面可以觀察到：基本機(jī)床坐標(biāo)系=0；G54坐標(biāo)系=50；當(dāng)前坐標(biāo)系=0。基本坐標(biāo)系并沒有計(jì)入“手輪移動(dòng)的值”，但移動(dòng)的值被計(jì)入了“G54坐標(biāo)系”。

在MDI下走程序G90 G0 X－700，行走完畢后，顯示值為：基本機(jī)床坐標(biāo)系 =－650；G54坐標(biāo)系 =－700；當(dāng)前坐標(biāo)系=－650。

NC系統(tǒng)是默認(rèn)G54坐標(biāo)系的，所以關(guān)鍵是：

當(dāng)ABS功能=OFF時(shí)，手動(dòng)移動(dòng)量被計(jì)入G54坐標(biāo)系，而未被計(jì)入基本坐標(biāo)系。所以程序以G54坐標(biāo)系移動(dòng)，G54坐標(biāo)系反映了實(shí)際值，而基本坐標(biāo)系未反映實(shí)際值。

當(dāng)ABS功能=ON時(shí)，手動(dòng)移動(dòng)量被計(jì)入G54坐標(biāo)系，也被計(jì)入基本坐標(biāo)系，這樣G54坐標(biāo)系就與基本坐標(biāo)系相同。所移動(dòng)的數(shù)值在兩個(gè)坐標(biāo)系中就相同了，這樣就解釋了上述現(xiàn)象。

簡單的總結(jié)：

（1）“絕對(duì)位置寄存器”僅僅表示基本機(jī)床坐標(biāo)系的數(shù)值；

（2）手動(dòng)移動(dòng)的數(shù)值被計(jì)入了“G54坐標(biāo)系”；

（3）程序默認(rèn)“G54坐標(biāo)系”；

（4）在PLC程序中應(yīng)該使預(yù)先ABS=ON；

程序是以G54坐標(biāo)系運(yùn)行的。

故障7

某配用三菱M64系統(tǒng)的加工中心經(jīng)過搬遷后重新安裝，客戶報(bào)告開機(jī)運(yùn)行時(shí)X軸工作臺(tái)運(yùn)行出現(xiàn)極大的悶響聲，而在原廠運(yùn)行時(shí)一切正常。

分析：伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)悶響是振動(dòng)的一種。一般是伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率區(qū)域與機(jī)床的固有頻率區(qū)重合，形成共振而表現(xiàn)成劇烈的振動(dòng)。由于該加工中心經(jīng)過搬遷后重裝，其固有頻率可能發(fā)生改變，形成了共振。

處理：建議客戶修改參數(shù)#2238。

該參數(shù)的作用是設(shè)定“共振頻率”，如果機(jī)床的安裝發(fā)生比以前更緊固，則降低該參數(shù)值，反之升高。

客戶照此修改參數(shù)后，振動(dòng)消除。

故障8

在調(diào)試三菱C64 CNC和C70 CNC時(shí)都遇到控制器CNC與觸摸屏GOT的連接問題。

在三菱數(shù)控系統(tǒng)中C64 CNC和C70 CNC都可以與觸摸屏相連接，連接方式都是以太網(wǎng)，初次連接時(shí)觸摸屏總是顯示“COMMUNICATION ERROR”，即“通訊錯(cuò)誤”。

經(jīng)過多次連接實(shí)驗(yàn)，得出操作要領(lǐng)如下：

（1）必須首先對(duì)CNC系統(tǒng)進(jìn)行格式化。這樣在CNC一側(cè)，其IP地址就確定了。

（2）在GOT一側(cè)設(shè)定的IP地址前3位必須與CNC一側(cè)相同，第4位必須不同。

經(jīng)過以上設(shè)置后，能夠?qū)崿F(xiàn)CNC與GOT的通訊。

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Malfunction Alarm and Elimination Method of CNC System

FU Qin
（School of Electromechanical and Architectural Engineering，Jianghan University，Wuhan 430056，CHN）

（編輯 孫德荿） （

2009－11－03）

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