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三菱數(shù)控系統(tǒng)維修故障診斷及故障排除方法
三菱數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試及故障排除(1)
故障現(xiàn)象1. 在車螺紋時出現(xiàn)亂牙
在為某客戶大型臥車調(diào)試數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)為三菱M64系統(tǒng)，在車螺紋時出現(xiàn)亂牙，經(jīng)檢查系統(tǒng)和加工程序是沒有問題的．是什么因素引起車螺紋亂牙呢？
車螺紋時，是主軸旋轉(zhuǎn)一圈，伺服軸（Z軸）前進一個螺距，如果發(fā)生亂牙，必定是主軸或者伺服軸出現(xiàn)問題．
該車床的主軸是由變頻器驅(qū)動，主軸實際轉(zhuǎn)速是由一接在主軸上的編碼器檢測并接入數(shù)控控制器內(nèi)．仔細觀察數(shù)控顯示器屏幕，觀察到主軸實際轉(zhuǎn)速值與指令值不符，實際值小于指令值，而且實際值不斷的跳動．
＂主軸實際轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定＂會是造成亂牙的原因嗎？又是什么原因造成了＂主軸實際轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定＂．呢？
經(jīng)過對這臺設備仔細觀察，該主軸有一臺55KW的變頻器驅(qū)動，功率很大，變頻器的二次諧波對電子儀器都有影響，這臺車床的主軸用變頻器與主軸編碼器之間距離很小，又沒有任何屏蔽防護措施．于是要求廠家將變頻器控制柜移開足夠遠的距離，同時對主軸編碼器加以屏蔽措施．經(jīng)過以上處理，再在顯示屏上觀察主軸實際速度，實際速度已經(jīng)與指令速度一致，并且無跳動．再試車螺紋，無亂牙現(xiàn)象．這一次故障處理表明了變頻器對編碼器及系統(tǒng)的影響值得充分注意．
故障現(xiàn)象2. 在手輪模式下，一旦搖動手輪，其對應的伺服軸就亂走，更奇怪的是，在停止搖動手輪時，該軸還繼續(xù)移動，幾乎造成事故．
在調(diào)試另一臺裝有變頻器的大型立車時，出現(xiàn)了以上故障現(xiàn)象。
對于這種故障，判斷是手輪有問題，但更換手輪后仍然出現(xiàn)同樣現(xiàn)象．于是懷疑附近有大的干擾源存在，經(jīng)檢查，該立車配有大型變頻器，而且變頻器控制柜與數(shù)控系統(tǒng)控制柜并排安裝．而變頻器正是大干擾源．于是要求廠家將變頻器控制柜移開足夠遠，做好接地和屏蔽．經(jīng)過以上處理．手輪運行恢復正常．
故障現(xiàn)象3. 在屏幕上不能設定主軸速度。具體現(xiàn)象是：
＊ 在屏幕上寫入S***,設定主軸速度后，按下“INPUT”，
設定值不能寫到屏幕上而是回到值．
＊ 按下RESET" 可得到設定值。
分析： 以上兩種現(xiàn)象都與PLC程序有關(guān)，
圖１ FINISHI 接口的正確應用
第１種現(xiàn)象是程序接口FINISH---Y226沒有正確處理。如圖1.
當在屏幕上寫入S指令的數(shù)值時，X234=ON,但是與主軸運行
相關(guān)的條件M50＝OFF時，Y226就不能接通，由于Y226=OFF,寫在屏幕上的S指令數(shù)值處于＂反白狀態(tài)＂,不能實際寫入控制器內(nèi)，故而即使按下＂INPUT＂鍵，寫在屏幕上的S指令仍然無效．
如果不需要主軸自動換檔，則一般不需要M50條件，直接用X234驅(qū)動―――Y226.這樣處理后，能順利寫入主軸指令．
在屏幕上不能寫入選刀刀號也與此有關(guān)。
另一種情況是PLC程序內(nèi)主軸倍率寄存器R148一直為零。主軸速度也不能寫入．其實質(zhì)是主軸速度寫入后，由于其倍率為零，故而實際指令值為零．
經(jīng)過對PLC程序的正確處理后，就排除了上述故障。
故障現(xiàn)象4. 屏幕上不能顯示實際主軸速度。
某客戶反映當主軸啟動后，不能觀察到其實際速度。
在三菱數(shù)控顯示屏的S指令下端有一括號，在該括號內(nèi)顯示的是主軸的實際轉(zhuǎn)速．如果屏幕上不能顯示實際主軸速度，則可能是以下原因．
如果是伺服主軸，其主軸編碼器信號已經(jīng)直接接入主軸伺服驅(qū)動器，通過總線讀入了控制器內(nèi)．
如果主軸由變頻器或普通電機直接驅(qū)動，或者經(jīng)過變速箱換檔后，實際的主軸轉(zhuǎn)速必須由直接連接于主軸的編碼器取出再送入基本I/O板上的＂同期編碼器＂接口．同期編碼器必須使用1024P/R..
分析： 參數(shù)設置不當
經(jīng)反復實驗，正確設置如下：
#3238＝0004（編碼器反饋信號有效）
#3025＝2（對于編碼器串聯(lián)型的伺服主軸）
#3025是“主軸編碼器的連接信息”，
有主軸時設置#3025＝2。
無主軸時設置#3025＝0。
與#3025有關(guān)的參數(shù)是#1236
當 #3025＝2時，
用#1236選擇R18/R19(主軸實際速度）的脈沖輸入源。
當主軸編碼器信號直接接入主軸驅(qū)動器內(nèi)，并使用該信號作為主軸轉(zhuǎn)速信號時，設置 #1236的bit＝0
使用變頻器驅(qū)動或＂普通電機＋減速箱＂驅(qū)動主軸，而且在主軸端加裝了編碼器，以此編碼器檢測主軸電機轉(zhuǎn)速時，
設置 #1236的bit＝1
在I/F診斷畫面上，監(jiān)視R18/R19可以觀察實際主軸速度。
故障現(xiàn)象5：上電后，點動運行主軸，主軸運行不暢，顫動，抖動．伴有沉悶的嘯叫
分析：1.首先排除是否有機械抱閘和電氣抱閘的影響；
2. 主軸電機型號參數(shù)設置錯誤。
3. 主軸電機相序連接錯誤
故障排除方法：
1. 如果機械抱閘沒有打開，當然會對主軸電機運行有重大影響，這種情況是必須首先排除的．
2. 主軸電機型號參數(shù)是#3240,必須根據(jù)說明書正確設置．
另外參數(shù)#3205=1,也會出現(xiàn)此類故障現(xiàn)象，應該設置#3205=2；
3. 應該重點檢查主軸電機與主軸驅(qū)動器之間的相序連接．當相序連接錯誤時，多數(shù)會出現(xiàn)此類故障現(xiàn)象．
這種情況有很多例．
不僅是主軸電機，其他伺服電機當相序連接錯誤時，也極會出現(xiàn)此類故障現(xiàn)象．
故障現(xiàn)象6：某客戶加工中心主軸上電后，主軸驅(qū)動器LED有顯示AA，但報**顯示“Y03,主軸驅(qū)動器未安裝”。
分析：1.通訊有問題。主軸驅(qū)動器和CNC控制器之間的通信是通過總線進行的，而通信電纜現(xiàn)在有供貨商提供．也有客戶自己制作的。電纜質(zhì)量不一定能**。
2. 上電順序不對；如果先對控制器上電，后對伺服系統(tǒng)上電，可能出現(xiàn)此類故障.
故障排除：1.上緊各驅(qū)動器之間的電纜。未**故障。
2.交換各驅(qū)動器之間的電纜，發(fā)現(xiàn)其中一電纜有問題。經(jīng)重新焊線后，故障**。
故障現(xiàn)象7 :工作機械低速區(qū)過載
某客戶組合機床運行在一固定區(qū)段出現(xiàn)“s01 0050”過載報**，在這個區(qū)段，伺服電機以極低的速度運行，速度為3毫米/分。客戶懷疑伺服電機扭矩不足以致過載。
觀察與分析
1. 仔細觀察伺服監(jiān)視畫面的伺服電機電流的變化，伺服電機電流在正常工作時候達到140-160％，伺服電機先發(fā)**告（00E1）,電機并不停止運行，再過一段時間后，出現(xiàn)急停報**。
2. 此時電機在極低的速度下運行（F3---F5），為了檢查速度是否有影響，實驗了（F50, F20 F10, F5)各種速度，在各種速度下觀察伺服電機電流，電流沒有明顯變化。由此得出的結(jié)論是：
A.不同的速度對電機電流沒有明顯的影響。
B.伺服電機的低速特性確實很好。
3. 將伺服電機脫開機械，在各種速度下觀察伺服電機電流，電流都很小，只有2%，這就是真正的“空載”狀態(tài)。
4. 整臺機械的工況是 只帶工作臺運動 伺服電機電流在60-90%。 加上液壓動作后，伺服電機電流在140&**sh;160%。
由此判斷是加液壓影響，
5. 為此調(diào)參數(shù)如下：#2222由150%――――200%
同時建議客戶正確調(diào)整液壓壓力和機械連接狀態(tài)。
處理“過載報**”的方法如下：
* 先確認報**號是“0050”還是“0051”
“0050”表示過載是超過“#2222設定值”的時間達到了“#2221”的設定值。例如電機電流超過150% 的時間達到了“60S”
“0051”表示過載是超過驅(qū)動器驅(qū)動能力的95%，而且過載時間超過1秒。
* 其次觀察過載是在加速，減速，還是穩(wěn)定工作區(qū)段發(fā)生。如果在加速，減速區(qū)段發(fā)生，則調(diào)整加速，減速時間。如果在穩(wěn)定工作區(qū)段發(fā)生，則須仔細觀察工況，在允許的范圍內(nèi)調(diào)整#2201， #2202。或者要求廠家改**工況，直至更換電機。
故障現(xiàn)象8
主軸正反轉(zhuǎn)控制對固定循環(huán)的影響
某加工中心機床，發(fā)現(xiàn)走“固定循環(huán)－固定攻絲”G84
指令時，不能正常進行，即只有正轉(zhuǎn)，沒有停止和反轉(zhuǎn)，而且一直停止在G84這個指令的單節(jié)上，走不出來。
圖2. 攻絲循環(huán)G84 指令
攻絲循環(huán)G84 過程如圖2.其固定循環(huán)程序如下
(M3) 主軸正轉(zhuǎn)
1. G0 X1Y1
2. G0 ZRr2;
3. G1 Zz1 Ff1;
4. G4Pp1
5. ** 主軸反轉(zhuǎn)
5. G1 Z-z1 Ff1
6. G4Pp1
7.M3 主軸正轉(zhuǎn)
在G84 這個循環(huán)中可以看到：主軸原來正轉(zhuǎn)，到孔底后，暫停－反轉(zhuǎn)――退出。
為什么不能執(zhí)行主軸反轉(zhuǎn)呢；
觀察與分析：經(jīng)過多次觀察，該程序總是停止在反轉(zhuǎn)指令單節(jié)，
無法走下一單節(jié)。那么應該跟PLC程序中**（主軸反轉(zhuǎn)）的完成條件有關(guān)，
調(diào)看其PLC程序，其主軸正轉(zhuǎn)和主軸反轉(zhuǎn)信號，只能用M5切斷，而不用**/M3切斷，所以即使加工程序中出現(xiàn)**指令，由于互鎖，也無法反轉(zhuǎn)而一直出于正轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以一直停止在該單節(jié)上。
而在固定循環(huán)程序中直接出現(xiàn)**,M3指令，中間未用M5切斷。于是在PLC程序中用**切斷主軸正轉(zhuǎn)，用M3切斷主軸反轉(zhuǎn)。經(jīng)過這樣處理，可以正確走G84固定循環(huán)了。
故障現(xiàn)象9
傳輸程序時，Z軸熘車。
在為某客戶改造設備時，其加工中心Z軸上帶有刀庫，自重較大，帶抱閘。在調(diào)試階段時，向CNC傳輸PLC程序時，CNC處于急停狀態(tài)，這時,Z軸下滑，幾乎損傷刀具。
觀察分析及故障排除：
該鉆削中心的Z軸無配重裝置，**靠伺服電機報閘將其鎖定，在調(diào)試初期傳送PLC程序時，Z軸下滑。即表明這時抱閘已經(jīng)打開
通過分析PLC程序，發(fā)現(xiàn)原程序?qū)λ欧姍C報閘的控制不完**，如果在報閘打開時傳送PLC程序，由于傳送PLC程序時， CNC系統(tǒng)又處于“急停”狀態(tài)，伺服系統(tǒng)未處于工作狀態(tài)，不具有鎖定功能，而報閘又打開，故Z軸由于自重而下滑，容易造成事故。
那么抱閘由什么信號控制**又能滿足工作要求呢？
經(jīng)過分析，采用NC系統(tǒng)本身發(fā)出的“伺服軸準備完畢信號”控制伺服電機報閘為合理，在傳送PLC程序時，系統(tǒng)已經(jīng)進入“急停狀態(tài)”， “伺服軸準備完畢信號”已經(jīng)斷開，這樣抱閘信號也斷開。抱閘工作鎖定Z軸不得下滑。
程序如圖3
圖3. 用“伺服軸準備完畢信號”控制伺服電機報閘
故障現(xiàn)象10
在把車床的X軸設定為為直徑軸，用參數(shù)#2013, #2014設定軟極限，點動運行X軸，當屏幕顯示的X軸數(shù)值超過軟極限值時，X軸仍然可以運行，似乎軟極限失效了。
觀察與分析：
同一臺機床，其中一軸的軟極限有效，而另一軸似乎無效。而區(qū)別是車床的一個軸設定為直徑軸。
原來直徑軸其在顯示屏上顯示的值是直徑值，而實際移動的值只是顯示值的一半，所以當屏幕上顯示X軸行程已經(jīng)超過軟極限時，實際行程并沒有超過軟極限。所以X軸仍然可以運行。
為****，應該先設定X軸#1019=0，然后用手輪運行X
軸到**行程，觀察其屏幕數(shù)值，選定合理的正負極限值并設定到#2013,#2014,然后設定X軸的參數(shù)#1019＝１。
不能先設定X軸的參數(shù)#1019＝１后，再以屏幕顯示值設定軟極限值，如果以這樣的順序設置軟極限，軟極限比**行程的
大一倍。當然起不到保護作用。
故障現(xiàn)象11
螺距補償無效
某客戶在進行機械**度補償螺距總是報告無效.
觀察分析： 在三菱CNC系統(tǒng)中與機械**度補償有關(guān)的參數(shù)是#4000以后的一組參數(shù)，
容易引起誤解的是#4007,該參數(shù)是確定每一測量點之間的長度，其設定單位是1/1000毫米。
一般做**度補償時，測量間隔為50毫米，有的客戶就往往設定#4007＝50,這樣即使用激光干涉儀測量了各點的誤差，但補償?shù)奈恢貌粚Γ匀豢雌饋頍o效，實際是補償位置不對。
設定#4007=50000, 這時的測量點間隔＝50毫米，用激光干涉儀測量了各點的誤差。就可以進行正確的補償了。
三菱CNC的補償功能強大，經(jīng)過補償后，系統(tǒng)**度可達到0.0001毫米。
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