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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(chē)螺紋時(shí)出現(xiàn)亂牙
在為某客戶大型臥車(chē)調(diào)試數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)為三菱M64系統(tǒng)，在車(chē)螺紋時(shí)出現(xiàn)亂牙，經(jīng)檢查系統(tǒng)和加工程序是沒(méi)有問(wèn)題的．是什么因素引起車(chē)螺紋亂牙呢？
車(chē)螺紋時(shí)，是主軸旋轉(zhuǎn)一圈，伺服軸（Z軸）前進(jìn)一個(gè)螺距，如果發(fā)生亂牙，必定是主軸或者伺服軸出現(xiàn)問(wèn)題．
該車(chē)床的主軸是由變頻器驅(qū)動(dòng)，主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速是由一接在主軸上的編碼器檢測(cè)并接入數(shù)控控制器內(nèi)．仔細(xì)觀察數(shù)控顯示器屏幕，觀察到主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速值與指令值不符，實(shí)際值小于指令值，而且實(shí)際值不斷的跳動(dòng)．
＂主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定＂會(huì)是造成亂牙的原因嗎？又是什么原因造成了＂主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定＂．呢？
經(jīng)過(guò)對(duì)這臺(tái)設(shè)備仔細(xì)觀察，該主軸有一臺(tái)55KW的變頻器驅(qū)動(dòng)，功率很大，變頻器的二次諧波對(duì)電子儀器都有影響，這臺(tái)車(chē)床的主軸用變頻器與主軸編碼器之間距離很小，又沒(méi)有任何屏蔽防護(hù)措施．于是要求廠家將變頻器控制柜移開(kāi)足夠遠(yuǎn)的距離，同時(shí)對(duì)主軸編碼器加以屏蔽措施．經(jīng)過(guò)以上處理，再在顯示屏上觀察主軸實(shí)際速度，實(shí)際速度已經(jīng)與指令速度一致，并且無(wú)跳動(dòng)．再試車(chē)螺紋，無(wú)亂牙現(xiàn)象．這一次故障處理表明了變頻器對(duì)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(dòng)手輪，其對(duì)應(yīng)的伺服軸就亂走，更奇怪的是，在停止搖動(dòng)手輪時(shí)，該軸還繼續(xù)移動(dòng)，幾乎造成事故．
在調(diào)試另一臺(tái)裝有變頻器的大型立車(chē)時(shí)，出現(xiàn)了以上故障現(xiàn)象。
對(duì)于這種故障，判斷是手輪有問(wèn)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(chē)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(kāi)足夠遠(yuǎn)，做好接地和屏蔽．經(jīng)過(guò)以上處理．手輪運(yùn)行恢復(fù)正常．
故障現(xiàn)象3. 在屏幕上不能設(shè)定主軸速度。具體現(xiàn)象是：
＊ 在屏幕上寫(xiě)入S***,設(shè)定主軸速度后，按下“INPUT”，
設(shè)定值不能寫(xiě)到屏幕上而是回到值．
＊ 按下RESET" 可得到設(shè)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(yīng)用
第１種現(xiàn)象是程序接口FINISH---Y226沒(méi)有正確處理。如圖1.
當(dāng)在屏幕上寫(xiě)入S指令的數(shù)值時(shí)，X234=ON,但是與主軸運(yùn)行
相關(guān)的條件M50＝OFF時(shí)，Y226就不能接通，由于Y226=OFF,寫(xiě)在屏幕上的S指令數(shù)值處于＂反白狀態(tài)＂,不能實(shí)際寫(xiě)入控制器內(nèi)，故而即使按下＂INPUT＂鍵，寫(xiě)在屏幕上的S指令仍然無(wú)效．
如果不需要主軸自動(dòng)換檔，則一般不需要M50條件，直接用X234驅(qū)動(dòng)―――Y226.這樣處理后，能順利寫(xiě)入主軸指令．
在屏幕上不能寫(xiě)入選刀刀號(hào)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(xiě)入．其實(shí)質(zhì)是主軸速度寫(xiě)入后，由于其倍率為零，故而實(shí)際指令值為零．
經(jīng)過(guò)對(duì)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(shí)際主軸速度。
某客戶反映當(dāng)主軸啟動(dòng)后，不能觀察到其實(shí)際速度。
在三菱數(shù)控顯示屏的S指令下端有一括號(hào)，在該括號(hào)內(nèi)顯示的是主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速．如果屏幕上不能顯示實(shí)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(hào)已經(jīng)直接接入主軸伺服驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)總線讀入了控制器內(nèi)．
如果主軸由變頻器或普通電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，或者經(jīng)過(guò)變速箱換檔后，實(shí)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(shè)置不當(dāng)
經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，正確設(shè)置如下：
#3238＝0004（編碼器反饋信號(hào)有效）
#3025＝2（對(duì)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(shí)設(shè)置#3025＝2。
無(wú)主軸時(shí)設(shè)置#3025＝0。
與#3025有關(guān)的參數(shù)是#1236
當(dāng) #3025＝2時(shí)，
用#1236選擇R18/R19(主軸實(shí)際速度）的脈沖輸入源。
當(dāng)主軸編碼器信號(hào)直接接入主軸驅(qū)動(dòng)器內(nèi)，并使用該信號(hào)作為主軸轉(zhuǎn)速信號(hào)時(shí)，設(shè)置 #1236的bit＝0
使用變頻器驅(qū)動(dòng)或＂普通電機(jī)＋減速箱＂驅(qū)動(dòng)主軸，而且在主軸端加裝了編碼器，以此編碼器檢測(cè)主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，
設(shè)置 #1236的bit＝1
在I/F診斷畫(huà)面上，監(jiān)視R18/R19可以觀察實(shí)際主軸速度。
故障現(xiàn)象5：上電后，點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行主軸，主軸運(yùn)行不暢，顫動(dòng)，抖動(dòng)．伴有沉悶的嘯叫
分析：1.首先排除是否有機(jī)械抱閘和電氣抱閘的影響；
2. 主軸電機(jī)型號(hào)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤。
3. 主軸電機(jī)相序連接錯(cuò)誤
故障排除方法：
1. 如果機(jī)械抱閘沒(méi)有打開(kāi)，當(dāng)然會(huì)對(duì)主軸電機(jī)運(yùn)行有重大影響，這種情況是必須首先排除的．
2. 主軸電機(jī)型號(hào)參數(shù)是#3240,必須根據(jù)說(shuō)明書(shū)正確設(shè)置．
另外參數(shù)#3205=1,也會(huì)出現(xiàn)此類(lèi)故障現(xiàn)象，應(yīng)該設(shè)置#3205=2；
3. 應(yīng)該重點(diǎn)檢查主軸電機(jī)與主軸驅(qū)動(dòng)器之間的相序連接．當(dāng)相序連接錯(cuò)誤時(shí)，多數(shù)會(huì)出現(xiàn)此類(lèi)故障現(xiàn)象．
這種情況有很多例．
不僅是主軸電機(jī)，其他伺服電機(jī)當(dāng)相序連接錯(cuò)誤時(shí)，也極會(huì)出現(xiàn)此類(lèi)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(dòng)器LED有顯示AA，但報(bào)**顯示“Y03,主軸驅(qū)動(dòng)器未安裝”。
分析：1.通訊有問(wèn)題。主軸驅(qū)動(dòng)器和CNC控制器之間的通信是通過(guò)總線進(jìn)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(duì)；如果先對(duì)控制器上電，后對(duì)伺服系統(tǒng)上電，可能出現(xiàn)此類(lèi)故障.
故障排除：1.上緊各驅(qū)動(dòng)器之間的電纜。未**故障。
2.交換各驅(qū)動(dòng)器之間的電纜，發(fā)現(xiàn)其中一電纜有問(wèn)題。經(jīng)重新焊線后，故障**。
故障現(xiàn)象7 :工作機(jī)械低速區(qū)過(guò)載
某客戶組合機(jī)床運(yùn)行在一固定區(qū)段出現(xiàn)“s01 0050”過(guò)載報(bào)**，在這個(gè)區(qū)段，伺服電機(jī)以極低的速度運(yùn)行，速度為3毫米/分�？蛻魬岩伤欧姍C(jī)扭矩不足以致過(guò)載。
觀察與分析
1. 仔細(xì)觀察伺服監(jiān)視畫(huà)面的伺服電機(jī)電流的變化，伺服電機(jī)電流在正常工作時(shí)候達(dá)到140-160％，伺服電機(jī)先發(fā)**告（00E1）,電機(jī)并不停止運(yùn)行，再過(guò)一段時(shí)間后，出現(xiàn)急停報(bào)**。
2. 此時(shí)電機(jī)在極低的速度下運(yùn)行（F3---F5），為了檢查速度是否有影響，實(shí)驗(yàn)了（F50, F20 F10, F5)各種速度，在各種速度下觀察伺服電機(jī)電流，電流沒(méi)有明顯變化。由此得出的結(jié)論是：
A.不同的速度對(duì)電機(jī)電流沒(méi)有明顯的影響。
B.伺服電機(jī)的低速特性確實(shí)很好。
3. 將伺服電機(jī)脫開(kāi)機(jī)械，在各種速度下觀察伺服電機(jī)電流，電流都很小，只有2%，這就是真正的“空載”狀態(tài)。
4. 整臺(tái)機(jī)械的工況是 只帶工作臺(tái)運(yùn)動(dòng) 伺服電機(jī)電流在60-90%。 加上液壓動(dòng)作后，伺服電機(jī)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(shí)建議客戶正確調(diào)整液壓壓力和機(jī)械連接狀態(tài)。
處理“過(guò)載報(bào)**”的方法如下：
* 先確認(rèn)報(bào)**號(hào)是“0050”還是“0051”
“0050”表示過(guò)載是超過(guò)“#2222設(shè)定值”的時(shí)間達(dá)到了“#2221”的設(shè)定值。例如電機(jī)電流超過(guò)150% 的時(shí)間達(dá)到了“60S”
“0051”表示過(guò)載是超過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)能力的95%，而且過(guò)載時(shí)間超過(guò)1秒。
* 其次觀察過(guò)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(shí)間。如果在穩(wěn)定工作區(qū)段發(fā)生，則須仔細(xì)觀察工況，在允許的范圍內(nèi)調(diào)整#2201， #2202�；蛘咭髲S家改**工況，直至更換電機(jī)。
故障現(xiàn)象8
主軸正反轉(zhuǎn)控制對(duì)固定循環(huán)的影響
某加工中心機(jī)床，發(fā)現(xiàn)走“固定循環(huán)－固定攻絲”G84
指令時(shí)，不能正常進(jìn)行，即只有正轉(zhuǎn)，沒(méi)有停止和反轉(zhuǎn)，而且一直停止在G84這個(gè)指令的單節(jié)上，走不出來(lái)。
圖2. 攻絲循環(huán)G84 指令
攻絲循環(huán)G84 過(guò)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(gè)循環(huán)中可以看到：主軸原來(lái)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(guò)多次觀察，該程序總是停止在反轉(zhuǎn)指令單節(jié)，
無(wú)法走下一單節(jié)。那么應(yīng)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(hào)，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(wú)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(guò)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(shí)，Z軸熘車(chē)。
在為某客戶改造設(shè)備時(shí)，其加工中心Z軸上帶有刀庫(kù)，自重較大，帶抱閘。在調(diào)試階段時(shí)，向CNC傳輸PLC程序時(shí)，CNC處于急停狀態(tài)，這時(shí),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(wú)配重裝置，**靠伺服電機(jī)報(bào)閘將其鎖定，在調(diào)試初期傳送PLC程序時(shí)，Z軸下滑。即表明這時(shí)抱閘已經(jīng)打開(kāi)
通過(guò)分析PLC程序，發(fā)現(xiàn)原程序?qū)λ欧姍C(jī)報(bào)閘的控制不完**，如果在報(bào)閘打開(kāi)時(shí)傳送PLC程序，由于傳送PLC程序時(shí)， CNC系統(tǒng)又處于“急�！睜顟B(tài)，伺服系統(tǒng)未處于工作狀態(tài)，不具有鎖定功能，而報(bào)閘又打開(kāi)，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(hào)控制**又能滿足工作要求呢？
經(jīng)過(guò)分析，采用NC系統(tǒng)本身發(fā)出的“伺服軸準(zhǔn)備完畢信號(hào)”控制伺服電機(jī)報(bào)閘為合理，在傳送PLC程序時(shí)，系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入“急停狀態(tài)”， “伺服軸準(zhǔn)備完畢信號(hào)”已經(jīng)斷開(kāi)，這樣抱閘信號(hào)也斷開(kāi)。抱閘工作鎖定Z軸不得下滑。
程序如圖3
圖3. 用“伺服軸準(zhǔn)備完畢信號(hào)”控制伺服電機(jī)報(bào)閘
故障現(xiàn)象10
在把車(chē)床的X軸設(shè)定為為直徑軸，用參數(shù)#2013, #2014設(shè)定軟極限，點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行X軸，當(dāng)屏幕顯示的X軸數(shù)值超過(guò)軟極限值時(shí)，X軸仍然可以運(yùn)行，似乎軟極限失效了。
觀察與分析：
同一臺(tái)機(jī)床，其中一軸的軟極限有效，而另一軸似乎無(wú)效。而區(qū)別是車(chē)床的一個(gè)軸設(shè)定為直徑軸。
原來(lái)直徑軸其在顯示屏上顯示的值是直徑值，而實(shí)際移動(dòng)的值只是顯示值的一半，所以當(dāng)屏幕上顯示X軸行程已經(jīng)超過(guò)軟極限時(shí)，實(shí)際行程并沒(méi)有超過(guò)軟極限。所以X軸仍然可以運(yùn)行。
為****，應(yīng)該先設(shè)定X軸#1019=0，然后用手輪運(yùn)行X
軸到**行程，觀察其屏幕數(shù)值，選定合理的正負(fù)極限值并設(shè)定到#2013,#2014,然后設(shè)定X軸的參數(shù)#1019＝１。
不能先設(shè)定X軸的參數(shù)#1019＝１后，再以屏幕顯示值設(shè)定軟極限值，如果以這樣的順序設(shè)置軟極限，軟極限比**行程的
大一倍。當(dāng)然起不到保護(hù)作用。
故障現(xiàn)象11
螺距補(bǔ)償無(wú)效
某客戶在進(jìn)行機(jī)械**度補(bǔ)償螺距總是報(bào)告無(wú)效.
觀察分析： 在三菱CNC系統(tǒng)中與機(jī)械**度補(bǔ)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(cè)量點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，其設(shè)定單位是1/1000毫米。
一般做**度補(bǔ)償時(shí)，測(cè)量間隔為50毫米，有的客戶就往往設(shè)定#4007＝50,這樣即使用激光干涉儀測(cè)量了各點(diǎn)的誤差，但補(bǔ)償?shù)奈恢貌粚?duì)，仍然看起來(lái)無(wú)效，實(shí)際是補(bǔ)償位置不對(duì)。
設(shè)定#4007=50000, 這時(shí)的測(cè)量點(diǎn)間隔＝50毫米，用激光干涉儀測(cè)量了各點(diǎn)的誤差。就可以進(jìn)行正確的補(bǔ)償了。
三菱CNC的補(bǔ)償功能強(qiáng)大，經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后，系統(tǒng)**度可達(dá)到0.0001毫米。
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