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 三菱数控系统维修故障诊断及故障排除方法

三菱数控系统的调试及故障排除(1)
故障现象1. 在车螺纹时出现乱牙
在为某客户大型卧车调试数控系统，该系统为三菱M64系统，在车螺纹时出现乱牙，经检查系统和加工程序是没有问题的．是什么因素引起车螺纹乱牙呢？
车螺纹时，是主轴旋转一圈，伺服轴（Z轴）前进一个螺距，如果发生乱牙，必定是主轴或者伺服轴出现问题．
该车床的主轴是由变频器驱动，主轴实际转速是由一接在主轴上的编码器检测并接入数控控制器内．仔细观察数控显示器屏幕，观察到主轴实际转速值与指令值不符，实际值小于指令值，而且实际值不断的跳动．
＂主轴实际转速的不稳定＂会是造成乱牙的原因吗？又是什么原因造成了＂主轴实际转速的不稳定＂．呢？
　　经过对这台设备仔细观察，该主轴有一台55KW的变频器驱动，功率很大，变频器的二次谐波对电子仪器都有影响，这台车床的主轴用变频器与主轴编码器之间距离很小，又没有任何屏蔽防护措施．于是要求厂家将变频器控制柜移开足够远的距离，同时对主轴编码器加以屏蔽措施．经过以上处理，再在显示屏上观察主轴实际速度，实际速度已经与指令速度一致，并且无跳动．再试车螺纹，无乱牙现象．这一次故障处理表明了变频器对编码器及系统的影响值得充分注意．
故障现象2. 　　在手轮模式下，一旦摇动手轮，其对应的伺服轴就乱走，更奇怪的是，在停止摇动手轮时，该轴还继续移动，几乎造成事故．
在调试另一台装有变频器的大型立车时，出现了以上故障现象。
对于这种故障，判断是手轮有问题，但更换手轮后仍然出现同样现象．于是怀疑附近有大的干扰源存在，经检查，该立车配有大型变频器，而且变频器控制柜与数控系统控制柜并排安装．而变频器正是大干扰源．于是要求厂家将变频器控制柜移开足够远，做好接地和屏蔽．经过以上处理．手轮运行恢复正常．


故障现象3.　　　在屏幕上不能设定主轴速度。具体现象是：
＊　在屏幕上写入S***,设定主轴速度后，按下“INPUT”，
设定值不能写到屏幕上而是回到值．
＊　按下RESET" 可得到设定值。

分析： 以上两种现象都与PLC程序有关，
图１　　FINISHI 接口的正确应用

第１种现象是程序接口FINISH---Y226没有正确处理。如图1.
　当在屏幕上写入S指令的数值时，X234=ON,但是与主轴运行
相关的条件M50＝OFF时，Y226就不能接通，由于Y226=OFF,写在屏幕上的S指令数值处于＂反白状态＂,不能实际写入控制器内，故而即使按下＂INPUT＂键，写在屏幕上的S指令仍然无效．
如果不需要主轴自动换档，则一般不需要M50条件，直接用X234驱动―――Y226.这样处理后，能顺利写入主轴指令．
在屏幕上不能写入选刀刀号也与此有关。
另一种情况是PLC程序内主轴倍率寄存器R148一直为零。主轴速度也不能写入．其实质是主轴速度写入后，由于其倍率为零，故而实际指令值为零．
经过对PLC程序的正确处理后，就排除了上述故障。

故障现象4.　屏幕上不能显示实际主轴速度。
　某客户反映当主轴启动后，不能观察到其实际速度。
在三菱数控显示屏的S指令下端有一括号，在该括号内显示的是主轴的实际转速．如果屏幕上不能显示实际主轴速度，则可能是以下原因．
如果是伺服主轴，其主轴编码器信号已经直接接入主轴伺服驱动器，通过总线读入了控制器内．
如果主轴由变频器或普通电机直接驱动，或者经过变速箱换档后，实际的主轴转速必须由直接连接于主轴的编码器取出再送入基本I/O板上的＂同期编码器＂接口．同期编码器必须使用1024P/R..

分析： 参数设置不当
经反复实验，正确设置如下：
#3238＝0004（编码器反馈信号有效）
#3025＝2（对于编码器串联型的伺服主轴）
#3025是“主轴编码器的连接信息”，
有主轴时设置#3025＝2。
无主轴时设置#3025＝0。
与#3025有关的参数是#1236
当 #3025＝2时，
用#1236选择R18/R19(主轴实际速度）的脉冲输入源。
当主轴编码器信号直接接入主轴驱动器内，并使用该信号作为主轴转速信号时，设置 #1236的bit＝0
使用变频器驱动或＂普通电机＋减速箱＂驱动主轴，而且在主轴端加装了编码器，以此编码器检测主轴电机转速时，
设置 #1236的bit＝1
在I/F诊断画面上，监视R18/R19可以观察实际主轴速度。
故障现象5：上电后，点动运行主轴，主轴运行不畅，颤动，抖动．伴有沉闷的啸叫
分析：1.首先排除是否有机械抱闸和电气抱闸的影响；
　　　2. 主轴电机型号参数设置错误。
3. 主轴电机相序连接错误
故障排除方法：
1. 如果机械抱闸没有打开，当然会对主轴电机运行有重大影响，这种情况是必须首先排除的．
2. 主轴电机型号参数是#3240,必须根据说明书正确设置．
另外参数#3205=1,也会出现此类故障现象，应该设置#3205=2；
3. 应该重点检查主轴电机与主轴驱动器之间的相序连接．当相序连接错误时，多数会出现此类故障现象．
这种情况有很多例．
不仅是主轴电机，其他伺服电机当相序连接错误时，也极会出现此类故障现象．　

故障现象6：某客户加工中心主轴上电后，主轴驱动器LED有显示AA，但报**显示“Y03,主轴驱动器未安装”。
分析：1.通讯有问题。主轴驱动器和CNC控制器之间的通信是通过总线进行的，而通信电缆现在有供货商提供．也有客户自己制作的。电缆质量不一定能**。
　　　　2. 上电顺序不对；如果先对控制器上电，后对伺服系统上电，可能出现此类故障.

故障排除：1.上紧各驱动器之间的电缆。未**故障。
2.交换各驱动器之间的电缆，发现其中一电缆有问题。经重新焊线后，故障**。

故障现象7 :工作机械低速区过载
某客户组合机床运行在一固定区段出现“s01 0050”过载报**，在这个区段，伺服电机以极低的速度运行，速度为3毫米/分。客户怀疑伺服电机扭矩不足以致过载。

观察与分析
1. 仔细观察伺服监视画面的伺服电机电流的变化，伺服电机电流在正常工作时候达到140-160％，伺服电机先发**告（00E1）,电机并不停止运行，再过一段时间后，出现急停报**。
2. 此时电机在极低的速度下运行（F3---F5），为了检查速度是否有影响，实验了（F50, F20　F10, F5)各种速度，在各种速度下观察伺服电机电流，电流没有明显变化。由此得出的结论是：
A.不同的速度对电机电流没有明显的影响。
B.伺服电机的低速特性确实很好。
3. 将伺服电机脱开机械，在各种速度下观察伺服电机电流，电流都很小，只有2%，这就是真正的“空载”状态。
4. 整台机械的工况是 只带工作台运动 伺服电机电流在60-90%。 加上液压动作后，伺服电机电流在140&**sh;160%。
由此判断是加液压影响，
5. 为此调参数如下：#2222由150%――――200% 
同时建议客户正确调整液压压力和机械连接状态。
处理“过载报**”的方法如下：

* 先确认报**号是“0050”还是“0051”
“0050”表示过载是超过“#2222设定值”的时间达到了“#2221”的设定值。例如电机电流超过150% 的时间达到了“60S”
“0051”表示过载是超过驱动器驱动能力的95%，而且过载时间超过1秒。
* 其次观察过载是在加速，减速，还是稳定工作区段发生。如果在加速，减速区段发生，则调整加速，减速时间。如果在稳定工作区段发生，则须仔细观察工况，在允许的范围内调整#2201， #2202。或者要求厂家改**工况，直至更换电机。

故障现象8
主轴正反转控制对固定循环的影响
某加工中心机床，发现走“固定循环－固定攻丝”G84
指令时，不能正常进行，即只有正转，没有停止和反转，而且一直停止在G84这个指令的单节上，走不出来。

图2. 攻丝循环G84 指令
　　攻丝循环G84 过程如图2.其固定循环程序如下
(M3)　　　　　　主轴正转
1. G0 X1Y1
2. G0 ZRr2;
3. G1　Zz1　Ff1;
4. G4Pp1
5. **　　 主轴反转
5. G1 Z-z1 Ff1
6. G4Pp1
7.M3　　　　主轴正转
在G84 这个循环中可以看到：主轴原来正转，到孔底后，暂停－反转――退出。
为什么不能执行主轴反转呢；
观察与分析：经过多次观察，该程序总是停止在反转指令单节，
无法走下一单节。那么应该跟PLC程序中**（主轴反转）的完成条件有关，
调看其PLC程序，其主轴正转和主轴反转信号，只能用M5切断，而不用**/M3切断，所以即使加工程序中出现**指令，由于互锁，也无法反转而一直出于正转状态，所以一直停止在该单节上。
而在固定循环程序中直接出现**,M3指令，中间未用M5切断。于是在PLC程序中用**切断主轴正转，用M3切断主轴反转。经过这样处理，可以正确走G84固定循环了。

故障现象9
传输程序时，Z轴熘车。
在为某客户改造设备时，其加工中心Z轴上带有刀库，自重较大，带抱闸。在调试阶段时，向CNC传输PLC程序时，CNC处于急停状态，这时,Z轴下滑，几乎损伤刀具。

观察分析及故障排除：
该钻削中心的Z轴无配重装置，**靠伺服电机报闸将其锁定，在调试初期传送PLC程序时，Z轴下滑。即表明这时抱闸已经打开
通过分析PLC程序，发现原程序对伺服电机报闸的控制不完**，如果在报闸打开时传送PLC程序，由于传送PLC程序时， CNC系统又处于“急停”状态，伺服系统未处于工作状态，不具有锁定功能，而报闸又打开，故Z轴由于自重而下滑，容易造成事故。
那么抱闸由什么信号控制**又能满足工作要求呢？

经过分析，采用NC系统本身发出的“伺服轴准备完毕信号”控制伺服电机报闸为合理，在传送PLC程序时，系统已经进入“急停状态”， “伺服轴准备完毕信号”已经断开，这样抱闸信号也断开。抱闸工作锁定Z轴不得下滑。
程序如图3


图3. 用“伺服轴准备完毕信号”控制伺服电机报闸

故障现象10

在把车床的X轴设定为为直径轴，用参数#2013, #2014设定软极限，点动运行X轴，当屏幕显示的X轴数值超过软极限值时，X轴仍然可以运行，似乎软极限失效了。
观察与分析：
同一台机床，其中一轴的软极限有效，而另一轴似乎无效。而区别是车床的一个轴设定为直径轴。
原来直径轴其在显示屏上显示的值是直径值，而实际移动的值只是显示值的一半，所以当屏幕上显示X轴行程已经超过软极限时，实际行程并没有超过软极限。所以X轴仍然可以运行。
为****，应该先设定X轴#1019=0，然后用手轮运行X
轴到**行程，观察其屏幕数值，选定合理的正负极限值并设定到#2013,#2014,然后设定X轴的参数#1019＝１。
不能先设定X轴的参数#1019＝１后，再以屏幕显示值设定软极限值，如果以这样的顺序设置软极限，软极限比**行程的
大一倍。当然起不到保护作用。

故障现象11
螺距补偿无效
某客户在进行机械**度补偿螺距总是报告无效.

观察分析：　在三菱CNC系统中与机械**度补偿有关的参数是#4000以后的一组参数，

　　　　容易引起误解的是#4007,该参数是确定每一测量点之间的长度，其设定单位是1/1000毫米。
一般做**度补偿时，测量间隔为50毫米，有的客户就往往设定#4007＝50,这样即使用激光干涉仪测量了各点的误差，但补偿的位置不对，仍然看起来无效，实际是补偿位置不对。
设定#4007=50000, 这时的测量点间隔＝50毫米，用激光干涉仪测量了各点的误差。就可以进行正确的补偿了。

三菱CNC的补偿功能强大，经过补偿后，系统**度可达到0.0001毫米。

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