数控系统的故障报警及排除方法

付 芩

（江汉大学机电与建筑学院，湖北武汉 430056）

数控系统的故障报警及排除方法

付 芩

（江汉大学机电与建筑学院，湖北武汉 430056）

介绍了在调试和使用三菱数控系统中出现的故障及排除方法。

数控系统故障 参数及报警 通讯故障

故障1

某客户1台磨床已经调试完毕交付使用十余天后，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，进行了现场调查：

（1）控制柜内DC24 V电源完好。

（2）上电后，伺服驱动器只有充电电容器红灯亮，而LCD 7段码不亮，故判断伺服驱动器损坏。交换伺服驱动器部件后证实伺服驱动器损坏。

（3）控制柜内砂轮电动机回路，空开和正反转接触器被烧坏；操作者反映电柜发生过一声“巨响”，控制柜内背板有烧焦痕迹。

（4）电柜内所有的地线接在一个小螺丝上，总地线接在车间三相四线的“零线”上。

判断：砂轮电动机回路曾经发生过短路；在砂轮电动机回路中，从相线流经零线的短路电流流经直流回路，故所有DC24 V用电器被烧毁；

处理：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。

结论：地线绝对不能接到“零线”上，况且，零线上还有不平衡电压；如果有交流电串入直流回路，由于交流电压一般是直流电压的10倍，所以可能串入的电流会是额定电流的10倍，而且不受方向限制，故直流回路中的元件就会被烧坏。

故障2

某客户机床配用E60CNC系统，该机床在出厂时已经调试完毕，在终端客户工厂重新安装机床时发生F098电缆被烧毁1例，烧焦1例（上电10余分钟出现花屏，尚可使用）。

对第1例被烧毁的控制器进行检查：

（1）F098电缆已经完全烧毁；

（2）显卡HR711正常可用；

（3）显示器烧坏（用该控制器时，显示器白屏，然后从边上向中线逐渐发黑）。

对第2例进行检查：

（1）F098电缆已经烧软，边线变黑；

（2）上电后可正常显示；10余分钟后出现花屏（客户报告）；

现场观察：

（1）无专用接地排；所有部件框架地线（FG）全部以自攻螺丝穿过柜体的形式接地，以柜体做接地排；（该厂工程师报告说全部产品都如此处理，未发生过故障）。

（2）NC控制器的框架地线接到一很小螺丝的接线端上，然后接到总地线上；地线线径过小，约5 mm2。

（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）将接地总线线径按要求增大为14 mm2；

（3）去掉日光灯的地线。

该客户只执行了“去掉日光灯的地线”后，系统能正常工作，未发生花屏现象。

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”。

故障3

在对某客户的C70 CNC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”的参数设置不对。

经检查其参数设置是对的，#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（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”的连接不对。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1轴上。所以无论怎样设置参数都报警“#2236”故障；正确连接后该报警消除。

故障4

几例不常见的急停报警。

4.1 急停报警“CVIN”

一般系统很少出现这一报警。其报警内容是：“电源再生模块”的“急停功能”起作用。

三菱的CV型电源再生模块有一急停接点。是否使用电源再生模块的急停功能由电源再生模块的正面的旋钮确定。当旋钮设置为“4”时，即启用“急停”功能。

这次首次出现：“CVIN急停”就是这个原因。将此接点接至急停开关常闭点，故障消除。

4.2 急停报警“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，应该将参数#1155、#1156设定为“100”；但是做了如上设置后，“急停”仍然没有解除。

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，而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。

4.3 急停报警“LINE”

这类报警说明书上没有明确说明解决办法，当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，伺服轴的连接不是按顺序排列的，所以其终端插头插错了位置（终端插头应该插在最后一伺服轴上）。将终端插头插在最后一伺服轴上，故障即消除。

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。

故障5

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之间的通讯出现了故障。

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不在同一控制柜内时，必须使用“FUCA－R211”电缆，该电缆带有屏蔽线，其屏蔽线必须接地。（FG端子）。

（2）对RI/O的供电是否正常及检查电源的容量和电压。

（3）RI/O单元硬件是否有故障。

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，为什么会这样呢？

“Z55报警”实际是通讯中断，所以下列情况可能会引起Z55报警。

（1）当控制器与基本I/O之间的通讯电缆CF10插头松动或电缆故障时，会出现Z55报警。

（2）当主电动机回路绝缘不好时出现过Z55报警，这是电动机的接地线和R211的屏蔽线共地引起的故障。

（3）SH41电缆没有屏蔽线，在较长距离连接时使用了SH411电缆，由于其没有屏蔽线接地，也出现Z55报警，而且其报警出现是随机的，没有规律。

（4）上电顺序不对也会出现Z55报警。

（5）对于C70 CNC未使用双信号通讯模式时也出现Z55报警。这时应该将参数#21102的BIT2设置为“1”。该参数的含义是“不执行RIO通讯中断报警”。

故障6

调试C70 CNC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：G90 G0X－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。

系统一切都正常，为什么会发生这种现象呢？

在坐标值画面观察各坐标系的坐标值时，发现系统是以G54坐标系为基准运动，不是以机床基本坐标系运动，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。为什么G54的偏置值每次都有变化呢？

三菱CNC系统中有一“ABSN”功能，中文译为“手动绝对值”功能。其接口为Y728，这一功能也会影响到坐标系。改变这个功能，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完全一样。如何解释这一现象呢？

“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”。即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”。这个“绝对位置寄存器”反映的是基本机床坐标系数值。

如果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”的值没有变化。

调试中，先用手轮移动X轴=50。在坐标值画面可以观察到：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”，但移动的值被计入了“G54坐标系”。

在MDI下走程序G90 G0 X－700，行走完毕后，显示值为：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，所以关键是：

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。所以程序以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，这样就解释了上述现象。

简单的总结：

（1）“绝对位置寄存器”仅仅表示基本机床坐标系的数值；

（2）手动移动的数值被计入了“G54坐标系”；

（3）程序默认“G54坐标系”；

（4）在PLC程序中应该使预先ABS=ON；

程序是以G54坐标系运行的。

故障7

某配用三菱M64系统的加工中心经过搬迁后重新安装，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。

分析：伺服电动机运行出现闷响是振动的一种。一般是伺服电动机的运行频率区域与机床的固有频率区重合，形成共振而表现成剧烈的振动。由于该加工中心经过搬迁后重装，其固有频率可能发生改变，形成了共振。

处理：建议客户修改参数#2238。

该参数的作用是设定“共振频率”，如果机床的安装发生比以前更紧固，则降低该参数值，反之升高。

客户照此修改参数后，振动消除。

故障8

在调试三菱C64 CNC和C70 CNC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C64 CNC和C70 CNC都可以与触摸屏相连接，连接方式都是以太网，初次连接时触摸屏总是显示“COMMUNICATION ERROR”，即“通讯错误”。

经过多次连接实验，得出操作要领如下：

（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3位必须与CNC一侧相同，第4位必须不同。

经过以上设置后，能够实现CNC与GOT的通讯。

如果您想发表对本文的看法，请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。

Malfunction Alarm and Elimination Method of CNC System

FU Qin
（School of Electromechanical and Architectural Engineering，Jianghan University，Wuhan 430056，CHN）

（编辑 孙德荿） （

2009－11－03）

10735