【編者按】在三菱數(shù)控系統(tǒng)(CNC)的調(diào)試階段视卢，系統(tǒng)會出現(xiàn)許多故障現(xiàn)象仿滔，通過仔細(xì)地觀察和分析，可將故障排除槐瑞，本文是筆者在調(diào)試CNC時(shí)排除故障的數(shù)則實(shí)例熙涤。

　　為某客戶大型臥車調(diào)試數(shù)控系統(tǒng)困檩，該系統(tǒng)為三菱M64系統(tǒng)祠挫，在車螺紋時(shí)出現(xiàn)亂牙，經(jīng)檢查系統(tǒng)和加工程序是沒有問題的悼沿，是什么因素引起車螺紋亂牙呢?車螺紋時(shí)等舔，是主軸旋轉(zhuǎn)一圈，伺服軸(z軸)前進(jìn)一個螺距摊咨，如果發(fā)牛亂牙恤诀，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)動氏长，主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速是由一接在主軸上的編碼器檢測并接人數(shù)控控制器內(nèi)碑肚。仔細(xì)觀察數(shù)控系統(tǒng)顯示器屏幕，觀察到主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速值與指令值不符壳荣，實(shí)際值小于指令值尔芯，而且實(shí)際值不斷地跳動。主軸實(shí)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(shí)際轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定呢?

　　經(jīng)過對這臺設(shè)備仔細(xì)觀察吟钻，該主軸由一臺55 kW的變頻器驅(qū)動拓嗽，功率很大，變頻器的二次諧波對電子儀器都有影響溶豌，這臺車床的主軸用變頻器與主軸編碼器之間距離很小尖初，又沒有任何屏蔽防護(hù)措施。于是要求廠家將變頻器控制柜移開足夠遠(yuǎn)的距離婚蛮，同時(shí)對主軸編碼器加以屏蔽措施乎壮。經(jīng)過以上處理，再在顯示屏上觀察主軸實(shí)際速度已經(jīng)與指令速度一致例获，并且無跳動。再試車螺紋曹仗，無亂牙現(xiàn)象榨汤。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蠕搜。

故障現(xiàn)象2：在屏幕上不能設(shè)定主軸速度。具體現(xiàn)象是：

　　(1)在屏幕上寫人S***收壕，設(shè)定主軸速度后妓灌，按下“INPUT”，設(shè)定值不能寫到屏幕上而是回到最低值蜜宪。

　　(2)按下“RESET”可得到設(shè)定值虫埂。

　　分析認(rèn)為：以上兩種現(xiàn)象都與PLC程序有關(guān)。第1種現(xiàn)象是程序接口FINISH——Y226沒有正確處理(如圖1)圃验。當(dāng)在屏幕上寫入s指令的數(shù)值時(shí)掉伏，X234=ON，但是與主軸運(yùn)行相關(guān)的條件M50=OFF時(shí)澳窑，Y226就不能接通斧散。由于Y226=OFF，寫在屏幕上的S指令數(shù)值處于“反白狀態(tài)”圾篱，不能實(shí)際寫入控制器內(nèi)啸席，故而即使按下“INPUT”鍵，寫在屏幕上的s指令仍然無效玫惧。

　　如果不需要主軸自動換檔币皂，則一般不需要M50條件，直接用X234驅(qū)動Y226庞蠕。這樣處理后堡脱，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)音族。

　　另一種情況是PLC程序內(nèi)主軸倍率寄存器R148一直為零光蜀。主軸速度也不能寫入，其實(shí)質(zhì)是主軸速度寫入后宇团，由于其倍率為零估态，故而實(shí)際指令值為零。經(jīng)過對PLC程序的正確處理后纺倍，就排除了上述故障嗡身。

故障現(xiàn)象3：屏幕上不能顯示實(shí)際主軸速度。

　　如果屏幕上不能顯示實(shí)際主軸速度讲仰，則可能是以下原因：

　　如果是伺服主軸慕趴，其主軸編碼器信號已經(jīng)直接接入主軸伺服驅(qū)動器，通過總線讀人控制器內(nèi)鄙陡。如果主軸由變頻器或普通電動機(jī)直接驅(qū)動冕房，或者經(jīng)過變速箱換檔后，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1024個脈沖／r耙册。分析認(rèn)為给僵，是參數(shù)沒置不當(dāng)。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)详拙，正確設(shè)置如下：

　　#3238=0004(編碼器反饋信號有效)帝际；

　　#3025=2(針對編碼器串聯(lián)型的伺服主軸)；

　　#3025是“主軸編碼器的連接信息”饶辙，有主軸時(shí)設(shè)置#3025=2蹲诀，無主軸時(shí)設(shè)置#3025=0。

與扔025有關(guān)的參數(shù)是#1236弃揽，當(dāng)#3025=2時(shí)管员，用

　　#1236選擇R18／R19(主軸實(shí)際速度)的脈沖輸入源。當(dāng)主軸編碼器信號直接接入主軸驅(qū)動器內(nèi)蒂拯，并使用該信號作為主軸轉(zhuǎn)速信號時(shí)刃拼，設(shè)置#1236=0。使用變頻器驅(qū)動或“普通電動機(jī)+減速箱”驅(qū)動主軸任肯，而且在主軸端加裝了編碼器额晶，以此編碼器檢測主軸電動機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，設(shè)置#1236=1绿窿。在I／F診斷畫面上豌挫，監(jiān)視R18／R19可以觀察實(shí)際主軸速度。

故障現(xiàn)象4：上電后纹轩，點(diǎn)動運(yùn)行主軸泄艘。主軸運(yùn)行不暢，顫動缅科、抖動宗商、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耗跛；(2)主軸電動機(jī)型號參數(shù)設(shè)置錯誤裕照；(3)主軸電動機(jī)相序連接錯誤。

　　故障排除方法：(1)如果機(jī)械抱閘沒有打開调塌，必然會對主軸電動機(jī)運(yùn)行有重大影響晋南。這種情況是必須首先排除的；(2)主軸電動機(jī)型號參數(shù)是#3240羔砾，必須根據(jù)說明書正確設(shè)置负间；另外參數(shù)#3205=1，也會出現(xiàn)此類故障現(xiàn)象姜凄，應(yīng)該設(shè)置#3205=2政溃；(3)應(yīng)該雨點(diǎn)檢杏主軸電動機(jī)與主軸驅(qū)動器之間的相序連接趾访。當(dāng)相序連接錯誤時(shí)，多數(shù)會出現(xiàn)此類故障現(xiàn)象玩祟。不僅是主軸電動機(jī)腹缩，其他伺服電動機(jī)當(dāng)相序連接錯誤時(shí)屿聋，也會出現(xiàn)此類故障現(xiàn)象空扎。

故障現(xiàn)象5：某客戶Jj口"r中心主軸上電后，主軸驅(qū)動器LED顯示AA润讥。但報(bào)警顯示“Y03碎师，主軸驅(qū)動器未安裝”。

　　分析：(1)通訊有問題跛脾。主軸驅(qū)動器和CNC控制器之間的通信是通過總線進(jìn)行的批贴，而通信電纜既有供貨商提供的，也有客戶自己制作的癣跟，電纜質(zhì)量不一定能保證用噪；(2)上電順序不對。如果先對控制器上電景顷，后對伺服系統(tǒng)卜電誓籽，可能出現(xiàn)此類故障。

　　故障排除：(1)上緊各驅(qū)動器之間的電纜强男，未消除故障洪业；(2)交換各驅(qū)動器之間的電纜，發(fā)現(xiàn)其中一電纜有問題眨仪。經(jīng)霞新焊線后峭桅，故障消除。

故障現(xiàn)象6：工作機(jī)械低速區(qū)過載柑爸。

　　某客戶組合機(jī)床運(yùn)行在一固定區(qū)段出現(xiàn)“s010050”過載報(bào)警吵护。在這個區(qū)段，伺服電動機(jī)以極低的速度運(yùn)行表鳍，速度為3 mm／min馅而。客戶懷疑伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)矩不足以致過載进胯。

分析：

　　(1)仔細(xì)觀察伺服監(jiān)視畫面的伺服電動機(jī)電流的變化用爪。伺服電動機(jī)電流在正常工作時(shí)候達(dá)到140％-160％，伺服電動機(jī)先發(fā)警告(00E1)胁镐，電動機(jī)并不停止運(yùn)行偎血，再過一段時(shí)間后，出現(xiàn)急停報(bào)警盯漂；

　　(2)此時(shí)電動機(jī)在極低的速度下運(yùn)行(F3～F5)颇玷，為了檢查速度是否有影響，實(shí)驗(yàn)了(F50，F(xiàn)20 F10帖渠，F(xiàn)5)各種速度谒亦。在各種速度下觀察伺服電動機(jī)電流，電流沒有明顯變化旬效。由此得出結(jié)論：a．不同的速度對電動機(jī)電流沒有明顯的影響炬费；b．伺服電動機(jī)的低速特性確實(shí)很好。

　　(3)將伺服電動機(jī)脫開機(jī)械讯匈，在各種速度下觀察伺服電動機(jī)電流艾蜓，電流都很小，只有2％策坏，這就是真正的“空載”狀態(tài)零反；

　　(4)整臺機(jī)械的工況是只帶工作臺運(yùn)動，伺服電動機(jī)電流在60％～90％烈肉。加上液壓動作后迫讨，伺服電動機(jī)電流在140％一160％。由此判斷是加液壓影響甩高。

　　(5)為此調(diào)參數(shù)如下：#2222由150％～200％凤阱，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)。

　　處理方法如下：

　　(1)先確認(rèn)報(bào)警號是“0050”還是“0051”沽澜〖瑁“0050”表示過載是超過“#2222設(shè)定值”的時(shí)間達(dá)到了“#2221”的設(shè)定值。例如電動機(jī)電流超過150％的時(shí)間達(dá)到了60S离福≌壤牵“005l”表示過載是超過驅(qū)動器最大驅(qū)動能力的95％，而且過載時(shí)間超過1s妖爷。

　　(2)其次觀察過載是在加速蝶涩、減速還是穩(wěn)定工作區(qū)段發(fā)生。如果在加速絮识，減速區(qū)段發(fā)生绿聘，則調(diào)整加減速時(shí)間。如果在穩(wěn)定工作區(qū)段發(fā)生次舌，則須仔細(xì)觀察工況熄攘，在允許的范圍內(nèi)調(diào)整#2201、#2202彼念∨不或者要求廠家改善工況，直至更換電動機(jī)逐沙。

故障現(xiàn)象7：主軸正反轉(zhuǎn)控制對固定循環(huán)的影響哲思。

　　某加工中心機(jī)床版挣，發(fā)現(xiàn)走“固定循環(huán)一固定攻絲”G84指令時(shí)，不能正常進(jìn)行柴羞，即只有正轉(zhuǎn)婆裹，沒有停止和反轉(zhuǎn)，而且一直停止在G84這個指令的單節(jié)上稳嘁，走不出來乱险。

　　攻絲循環(huán)G84過程如圖2。在G84這個循環(huán)中可以看到：主軸原來正轉(zhuǎn)眶逐，到孔底后况颈，暫停_反轉(zhuǎn)_÷退出堕圾。

　　經(jīng)過多次觀察洗吉，該程序總是停止在反轉(zhuǎn)指令單節(jié)，無法走下一單節(jié)谁昵。那么應(yīng)該跟PLC程序中M4(主軸反轉(zhuǎn))的完成條件有關(guān)蔼魁，調(diào)看其PLC程序，其主軸正轉(zhuǎn)和主軸反轉(zhuǎn)信號夭寺，只能用M5切斷凛驮，而不用M4／M3切斷。所以即使加工程序中出現(xiàn)M4指令条辟，由于互鎖黔夭，也無法反轉(zhuǎn)而一直處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以一直停止在該單節(jié)上羽嫡。而在固定循環(huán)程序中直接出現(xiàn)M4本姥、M3指令，中間未用M5切斷杭棵。于是在PLC程序中用M4切斷主軸正轉(zhuǎn)婚惫，用M3切斷主軸反轉(zhuǎn)。經(jīng)過這樣處理魂爪，可以正確走G84固定循環(huán)了先舷。

故障現(xiàn)象8：傳輸程序時(shí)。z軸溜車滓侍。

　　在為某客戶改造設(shè)備時(shí)蒋川，其加工中心z軸上帶有刀庫，自重較大且?guī)Пчl撩笆。在調(diào)試階段時(shí)倡挚，向CNC傳輸PLC程序時(shí)，CNC處于急停狀態(tài)趁吭，這時(shí)z軸下滑歧织，幾乎損傷刀具亏的。

　　該鉆削中心的z軸無配重裝置，完全靠伺服電動機(jī)抱閘將其鎖定地混，在調(diào)試初期傳送PLC程序時(shí)胆中，z軸下滑，表明這時(shí)抱閘已經(jīng)打開庆牵。通過分析PLC程序橡收，發(fā)現(xiàn)原程序?qū)λ欧妱訖C(jī)抱閘的控制不完善。如果在抱閘打開時(shí)傳送PLC程序遏填，由于傳送PLC程序時(shí)配评，CNC系統(tǒng)又處于“急停”狀態(tài)氛赞，伺服系統(tǒng)未處于工作狀態(tài)再拴，不具有鎖定功能，而抱閘義打開赔癌，故z軸由于自重而下滑诞外，容易造成事故。

　　那么抱閘由什么信號控制最安全又能滿足工作要求呢?經(jīng)過分析灾票，采用NC系統(tǒng)本身發(fā)出的“伺服軸準(zhǔn)備完畢信號”控制伺服電動機(jī)抱閘最為合理峡谊。在傳送PLC程序時(shí)，系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入急停狀態(tài)刊苍，“伺服軸準(zhǔn)備完畢信號”已經(jīng)斷開既们，這樣抱閘信號也斷開，抱閘工作鎖定z軸不能下滑正什。

故障現(xiàn)象9：在把車床的x軸設(shè)定為為直徑軸啥纸，用參數(shù)#2013、#2014設(shè)定軟極限埠忘。點(diǎn)動運(yùn)行X軸脾拆，當(dāng)屏幕顯示的X軸數(shù)值超過軟極限值時(shí)，x軸仍然可以運(yùn)行莹妒，似乎軟極限失效了名船。

　　同一臺機(jī)床，其中一軸的軟極限有效追祈，而另一軸似乎無效返乏。而區(qū)別是車床的一個軸設(shè)定為直徑軸。原來直徑軸在顯示屏上顯示的值是直徑值俐番，而實(shí)際移動的值只是顯示值的一半香诽，所以當(dāng)屏幕上顯示x軸行程已經(jīng)超過軟極限時(shí)，實(shí)際行程并沒有超過軟極限撇熬，因此x軸仍然可以運(yùn)行庐丁。

　　為保證安全仓煌，應(yīng)該先設(shè)定X軸#1019=0，然后用手輪運(yùn)行x軸到全行程榨凭，觀察其屏幕數(shù)值熔徊，選定合理的正負(fù)極限值并設(shè)定到#2013、#2014郑迅，然后設(shè)定x軸的參數(shù)#1019=l朽晓。不能先設(shè)定x軸的參數(shù)#1019=1后，再以屏幕顯示值設(shè)定軟極限值令聂。如果以這樣的順序設(shè)置軟極限方仿，軟極限比安全行程的大一倍，當(dāng)然起不到保護(hù)作用统翩。

故障現(xiàn)象10：在進(jìn)行機(jī)械精度補(bǔ)償螺距時(shí)總是報(bào)告無效仙蚜。

　　在三菱CNC系統(tǒng)中與機(jī)械精度補(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唆缴，該參數(shù)是確定每一測量點(diǎn)之間的長度鳍征，其設(shè)定單位是0.0001mm。

　　一般做精度補(bǔ)償時(shí)面徽，測量間隔為50 mm，有的客戶就往往設(shè)定#4007=50匣掸，這樣即使用激光干涉儀測量了各點(diǎn)的誤差趟紊，但補(bǔ)償?shù)奈恢貌粚Γ匀豢雌饋頍o效碰酝，實(shí)際是補(bǔ)償位置不對霎匈。設(shè)定#4007=50 000，這時(shí)的測量點(diǎn)間隔=50mm送爸，用激光干涉儀測量了各點(diǎn)的誤差铛嘱，就可以進(jìn)行正確的補(bǔ)償了。

　　三菱CNC的補(bǔ)償功能強(qiáng)大窗蠕，經(jīng)過補(bǔ)償后波烘，系統(tǒng)精度可達(dá)到0.0001 mm。

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