数控机床的调试及故障排除

付 芩

（江汉大学机电与建筑学院，湖北 武汉 430056）

案例一

某客户一台磨床已调试完毕交付使用10余天后，客户报告出现下列现象：NC控制器、显示器、I/O板、R型伺服驱动器全部被烧坏。笔者到现场后调查发现： (1)控制柜内DC24V电源完好； (2)上电后，伺服驱动器只有充电电容器红灯亮，而LCD7段码不亮，故判断伺服驱动器损坏。交换伺服驱动器部件后被证实； (3)控制柜内砂轮电机回路，空开和正反转接触器被烧坏； (4)电柜内所有的地线接在一小螺丝上，总地线接在车间三相四线的零线上。

判断：在砂轮电机回路曾经发生过短路。在砂轮电机回路中，从相线流经零线的短路电流流经直流回路，故所有DC24V用电器被烧毁。

处理方式：要求客户将控制柜的总地线从车间电源的零线卸下，按标准接到车间地线网上。此事故提醒专业人员地线绝对不能接到零线上。

案例二

某客户机床配用E60CNC系统，该机床在出厂时已调试完毕，在终端客户工厂重新安装机床时发生F098电缆被烧(上电10余min出现花屏，但尚可使用)。对第一例被烧毁的控制器进行检查，F098电缆已经完全烧毁；显卡HR711正常可用；显示器烧坏。检查发现： (1）F098电缆已经烧软，边线变黑；（2） 上电后可正常显示 (客户报告)10余min后出现花屏。现场观察：（1）无专用接地排，所有部件框架地线（FG） 全部以接在柜体的形式接地；（2） NC控制器的框架地线接到接线端上，后接到总地线上，地线线截面积约5mm2；（3）有一日光灯地线接在地线端子上。

处理要求：（1） 使用专用接地排；（2） 将接地总线线截面积按要求增大为14mm2；（3） 去掉日光灯的地线。操作人员只去掉了日光灯的地线，系统便能正常工作。可见强电系统地线不能与弱电系统地线混接，特别是日光灯等电感型负载。

案例三

在对某C70CNC系统进行调试时，出现#2236报警。报警内容是X轴电源再生模块的参数设置不正确。但经检查，其实际参数设置无误。#2236参数设置的原则是：只在与电源再生模块连接的最后一轴上设定相关参数。其他各轴不设置该参数，均取默认值。再仔细检查硬件连接时，发现伺服驱动器与电源再生模块的连接错误。电源再生模块的CN4口应该与最后一伺服轴（或主轴） 的CN4口相连。出现故障时电源再生模块的CN4口连在了第一轴上，所以无论怎样设置参数都报警#2236错误。正确连接后该报警消除。

案例四

以下是几例不常见的急停报警。

1．停报警“CVIN”

其报警内容是：电源再生模块的“急停功能”起作用，系统一般很少出现这一报警。三菱的CV型电源再生模块有急停接点，是否使用此功能由电源再生模块正面的旋钮确定，将此接点接至急停开关常闭点，故障消除。

2．急停“PARA”

在调试某一磨床系统时出现这一报警，一般出现这一报警是参数#1155、#1156设定不当，应将参数#1155、#1156设定为“100”。但做了如上设置后，“急停”仍未解除。如果极限开关和原点开关的器件地址号设置不当也会出现这一报警。检查参数#1226 BIT5=1，继续检查参数#2073、#2074、#2075，发现该磨床有一旋转轴，没有正负极限开关，所以其参数#2074、#2075正负极限参数被设置为“0”，这样的设置被系统认为正负极限开关地址号相同，是错误设置，故产生报警。修改参数#2074、#2075后，报警解除。

3．急停报警“LINE”

说明书未明确说明这类报警的解决办法，但属于连接方面的问题，在调试某加工中心时出现这一报警，经检查是在系统连接时，伺服轴的连接未按顺序排列，其终端插头插错了位置，后将终端插头插在最后一伺服轴上，故障消除。解决这类报警的办法：（1）重新插拔电缆，更换电缆交叉检查；（2）在驱动器之间的电缆应该是R000—20芯全部焊接电缆；（3）检查终端插头、终端电阻位置。

案例五

很多系统开机时会出现“Z55.RI/O未连接”报警。Z55报警的一般原因是：在控制器和RI/O之间的通信出现了故障。要检查：（1）电缆是否有脱线或虚焊，必须注意：当控制器与RI/O在同一控制柜内时可以用SH411电缆。如果控制器与RI/O不在同一控制柜内，必须使用“FUCA-R211”电缆，“FUCA-R211”电缆带有屏蔽线，其屏蔽线必须接地（FG端子）；（2） 检查RI/O的供电是否正常，并检查电源的容量和电压；（3）RI/O单元硬件有故障。

但也有三菱CNC开机时，即使没有连接远程I/O单元，也会出现“Z55远程I/O单元未连接”报警。“Z55报警”实际是通信中断。所以下列情况可能会引起Z55报警。（1）当控制器与基本I/O间的通信电缆CF10插头松动或电缆故障时；（2）当主电机回路绝缘不良时，这是电机的接地线和R211的屏蔽线共地引起的故障；（3） 在较长距离连接时使用了SH411电缆，由于其没有屏蔽线接地出现Z55报警，而且报警是随机的，没有规律；（4） 上电顺序错误；（5）在C70CNC未使用双信号通信模式，应将参数#21102的BIT2设置为“1”，该参数的含义是“不执行RIO通信中断报警”。

案例六

调试C70CNC时出现下列现象：走MDI时，X轴没有走到程序指定位置。程序指令是：G90G0X-700，但在显示屏上观察，X-650就停止了，而且其数值还会随机变化。

观察坐标值画面，发现系统是以G54坐标系为基准而不是以机床基本坐标系运动的。而显示屏上显示的数值是机床基本坐标系的数据。但G54坐标系没有设定偏置值，即G54坐标系与机床基本坐标系等价，而在调试中观察到G54的偏置值总在变化。

三菱CNC系统中有“ABSN”功能，即“手动绝对值”功能。其接口为Y728，该功能也会影响坐标系。改变该功能，即在PLC程序中使Y728=ON，运行中G54坐标值就和基本机床坐标系坐标值一样。“手动绝对ABSN”的含义是：ABSN=ON，则手动移动量计入“绝对位置寄存器”；ABS=OFF，则手动移动量不计入“绝对位置寄存器”。手动状态下使轴移动一段距离，NC系统并不使其计入“绝对位置寄存器”。该“绝对位置寄存器”反映的是基本机床坐标系数值。如ABS=OFF，手动移动量不计入“绝对位置寄存器”。当手动移动某一轴离开原位置一段距离后，“绝对位置寄存器”的值无变化。调试中，先用手轮移动X轴＝50，在坐标值画面可观察到：基本机床坐标系＝0，G54坐标系＝50，当前坐标系=0，基本坐标系并没有计入“手轮移动的值”，但移动值被计入“G54坐标系”。在MDI下走程序G90G0X-700，行走完毕后，显示值：基本机床坐标系＝－650，G54坐标系＝－700，当前坐标系=－650。NC系统是默认G54坐标系的，故当ABS功能=OFF时，手动移动量被计入G54坐标系，而未被计入基本坐标系，程序以G54坐标系移动。G54坐标系反映了实际值，而基本坐标系未反映实际值。当ABS功能=ON时，手动移动量被计入G54坐标系，也被计入基本坐标系，这样G54坐标系就与基本坐标系相同，所移动的数值在两个坐标系中就相同了。总结：（1） “绝对位置寄存器”仅表示基本机床坐标系的数值；（2）手动移动的数值被计入G54坐标系；（3） 程序默认G54坐标系；（4） 在PLC程序中应预先使ABS=ON，程序是以G54坐标系运行的。

案例七

某配用三菱M64系统的加工中心因搬迁重装，客户报告开机运行时X轴工作台运行出现极大的闷响声，而在原厂运行时一切正常。伺服电机运行出现闷响是振动的一种，其原因一般是伺服电机的运行频率区域与机床的固有频率区重合，形成共振而出现剧烈振动。

处理方式：建议客户修改参数#2238。该参数的作用是设定共振频率，如果机床的安装比以前更紧固，则降低该参数值，反之升高。操作人员照此修改参数后，振动消除。

案例八

在调试三菱C64CNC和C70CNC时都遇到控制器CNC与触摸屏GOT的连接问题。在三菱数控系统中C64CNC和C70 CNC都可与触摸屏相连接，连接方式都是以太网。初次连接时触摸屏总是显示“COMMUNICATION ERROR”，即“通信错误”。经过多次连接实验，得出以下操作要领：（1）必须首先对CNC系统进行格式化，这样在CNC一侧，其IP地址就确定了；（2）在GOT一侧设定的IP地址前三位必须与CNC一侧相同，第四位必须不同。经以上设置后，能够实现CNC与GOT的通信。