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三菱数控系统的调试及故障排除(1)(2009-01-09 18:50:50)标签：电脑主轴抱闸伺服电机单节武汉三菱数控系统手轮刀库杂谈 分类：数控应用经典 三菱数控系统的调试及故障排除(1) 作者： 黄风 摘要：本文叙述了调试三菱CNC时，排除故障的数个实例关键词：变频器干扰主轴故障排除螺距补偿过载报警在三菱CNC的调试阶段，CNC系统会出现许多故障现象，通过仔细的观察和分析，可将故障排除，本文是笔者在调试CNC时排除故障的数则实例：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，第一判断是手轮有问题，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最低值按下RESET 可得到设定值。 分析： 以上两种现象都与PLC程序有关， 图FINISHI 接口的正确应用第种现象是程序接口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M50OFF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：#32380004（编码器反馈信号有效）#30252（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#30252。 无主轴时设置#30250。与#3025有关的参数是#1236当 #30252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bit0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bit1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，但报警显示“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。电缆质量不一定能保证。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。未消除故障。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，故障消除。 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”过载报警，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，伺服电机先发警告（00E1）,电机并不停止运行，再过一段时间后，出现急停报警。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, F20F10, 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140160%。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“过载报警”的方法如下：* 先确认报警号是“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最大驱动能力的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。或者要求厂家改善工况，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 X1Y12. G0 ZRr2;3. G1Zz1Ff1;4. G4Pp15. M4 主轴反转5. G1 Z-z1 Ff16. G4Pp17.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M4（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M4/M3切断，所以即使加工程序中出现M4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M4,M3指令，中间未用M5切断。于是在PLC程序中用M4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轴溜车。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，完全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善，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最安全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”控制伺服电机报闸最为合理，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。为保证安全，应该先设定X轴#1019=0，然后用手轮运行X轴到全行程，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。不能先设定X轴的参数#1019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，软极限比安全行程的大一倍。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精度补偿螺距总是报告无效.观察分析：在三菱CNC系统中与机械精度补偿有