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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(shè)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(shè)定主軸速度。具體現(xiàn)象是:
* 在屏幕上寫入S***,設(shè)定主軸速度后,按下“INPUT”,
設(shè)定值不能寫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(shè)置不當
經(jīng)反復實驗,正確設(shè)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(shè)置#3025=2。
無主軸時設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)置.
另外參數(shù)#3205=1,也會出現(xiàn)此類故障現(xiàn)象,應該設(shè)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?蛻魬岩伤欧姍C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(shè)定值”的時間達到了“#2221”的設(shè)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(shè)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(shè)定為為直徑軸,用參數(shù)#2013, #2014設(shè)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(shè)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(shè)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(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(shè)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(shè)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,仍然看起來無效,實際是補償位置不對。
設(shè)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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