數控機床的調試及故障排除

付 芩

（江漢大學機電與建筑學院，湖北 武漢 430056）

案例一

某客戶一臺磨床已調試完畢交付使用10余天后，客戶報告出現下列現象：NC控制器、顯示器、I/O板、R型伺服驅動器全部被燒壞。筆者到現場后調查發現： (1)控制柜內DC24V電源完好； (2)上電后，伺服驅動器只有充電電容器紅燈亮，而LCD7段碼不亮，故判斷伺服驅動器損壞。交換伺服驅動器部件后被證實； (3)控制柜內砂輪電機回路，空開和正反轉接觸器被燒壞； (4)電柜內所有的地線接在一小螺絲上，總地線接在車間三相四線的零線上。

判斷：在砂輪電機回路曾經發生過短路。在砂輪電機回路中，從相線流經零線的短路電流流經直流回路，故所有DC24V用電器被燒毀。

處理方式：要求客戶將控制柜的總地線從車間電源的零線卸下，按標準接到車間地線網上。此事故提醒專業人員地線絕對不能接到零線上。

案例二

某客戶機床配用E60CNC系統，該機床在出廠時已調試完畢，在終端客戶工廠重新安裝機床時發生F098電纜被燒(上電10余min出現花屏，但尚可使用)。對第一例被燒毀的控制器進行檢查，F098電纜已經完全燒毀；顯卡HR711正常可用；顯示器燒壞。檢查發現： (1）F098電纜已經燒軟，邊線變黑；（2） 上電后可正常顯示 (客戶報告)10余min后出現花屏。現場觀察：（1）無專用接地排，所有部件框架地線（FG） 全部以接在柜體的形式接地；（2） NC控制器的框架地線接到接線端上，后接到總地線上，地線線截面積約5mm2；（3）有一日光燈地線接在地線端子上。

處理要求：（1） 使用專用接地排；（2） 將接地總線線截面積按要求增大為14mm2；（3） 去掉日光燈的地線。操作人員只去掉了日光燈的地線，系統便能正常工作。可見強電系統地線不能與弱電系統地線混接，特別是日光燈等電感型負載。

案例三

在對某C70CNC系統進行調試時，出現#2236報警。報警內容是X軸電源再生模塊的參數設置不正確。但經檢查，其實際參數設置無誤。#2236參數設置的原則是：只在與電源再生模塊連接的最后一軸上設定相關參數。其他各軸不設置該參數，均取默認值。再仔細檢查硬件連接時，發現伺服驅動器與電源再生模塊的連接錯誤。電源再生模塊的CN4口應該與最后一伺服軸（或主軸） 的CN4口相連。出現故障時電源再生模塊的CN4口連在了第一軸上，所以無論怎樣設置參數都報警#2236錯誤。正確連接后該報警消除。

案例四

以下是幾例不常見的急停報警。

1．停報警“CVIN”

其報警內容是：電源再生模塊的“急停功能”起作用，系統一般很少出現這一報警。三菱的CV型電源再生模塊有急停接點，是否使用此功能由電源再生模塊正面的旋鈕確定，將此接點接至急停開關常閉點，故障消除。

2．急停“PARA”

在調試某一磨床系統時出現這一報警，一般出現這一報警是參數#1155、#1156設定不當，應將參數#1155、#1156設定為“100”。但做了如上設置后，“急停”仍未解除。如果極限開關和原點開關的器件地址號設置不當也會出現這一報警。檢查參數#1226 BIT5=1，繼續檢查參數#2073、#2074、#2075，發現該磨床有一旋轉軸，沒有正負極限開關，所以其參數#2074、#2075正負極限參數被設置為“0”，這樣的設置被系統認為正負極限開關地址號相同，是錯誤設置，故產生報警。修改參數#2074、#2075后，報警解除。

3．急停報警“LINE”

說明書未明確說明這類報警的解決辦法，但屬于連接方面的問題，在調試某加工中心時出現這一報警，經檢查是在系統連接時，伺服軸的連接未按順序排列，其終端插頭插錯了位置，后將終端插頭插在最后一伺服軸上，故障消除。解決這類報警的辦法：（1）重新插拔電纜，更換電纜交叉檢查；（2）在驅動器之間的電纜應該是R000—20芯全部焊接電纜；（3）檢查終端插頭、終端電阻位置。

案例五

很多系統開機時會出現“Z55.RI/O未連接”報警。Z55報警的一般原因是：在控制器和RI/O之間的通信出現了故障。要檢查：（1）電纜是否有脫線或虛焊，必須注意：當控制器與RI/O在同一控制柜內時可以用SH411電纜。如果控制器與RI/O不在同一控制柜內，必須使用“FUCA-R211”電纜，“FUCA-R211”電纜帶有屏蔽線，其屏蔽線必須接地（FG端子）；（2） 檢查RI/O的供電是否正常，并檢查電源的容量和電壓；（3）RI/O單元硬件有故障。

但也有三菱CNC開機時，即使沒有連接遠程I/O單元，也會出現“Z55遠程I/O單元未連接”報警。“Z55報警”實際是通信中斷。所以下列情況可能會引起Z55報警。（1）當控制器與基本I/O間的通信電纜CF10插頭松動或電纜故障時；（2）當主電機回路絕緣不良時，這是電機的接地線和R211的屏蔽線共地引起的故障；（3） 在較長距離連接時使用了SH411電纜，由于其沒有屏蔽線接地出現Z55報警，而且報警是隨機的，沒有規律；（4） 上電順序錯誤；（5）在C70CNC未使用雙信號通信模式，應將參數#21102的BIT2設置為“1”，該參數的含義是“不執行RIO通信中斷報警”。

案例六

調試C70CNC時出現下列現象：走MDI時，X軸沒有走到程序指定位置。程序指令是：G90G0X-700，但在顯示屏上觀察，X-650就停止了，而且其數值還會隨機變化。

觀察坐標值畫面，發現系統是以G54坐標系為基準而不是以機床基本坐標系運動的。而顯示屏上顯示的數值是機床基本坐標系的數據。但G54坐標系沒有設定偏置值，即G54坐標系與機床基本坐標系等價，而在調試中觀察到G54的偏置值總在變化。

三菱CNC系統中有“ABSN”功能，即“手動絕對值”功能。其接口為Y728，該功能也會影響坐標系。改變該功能，即在PLC程序中使Y728=ON，運行中G54坐標值就和基本機床坐標系坐標值一樣。“手動絕對ABSN”的含義是：ABSN=ON，則手動移動量計入“絕對位置寄存器”；ABS=OFF，則手動移動量不計入“絕對位置寄存器”。手動狀態下使軸移動一段距離，NC系統并不使其計入“絕對位置寄存器”。該“絕對位置寄存器”反映的是基本機床坐標系數值。如ABS=OFF，手動移動量不計入“絕對位置寄存器”。當手動移動某一軸離開原位置一段距離后，“絕對位置寄存器”的值無變化。調試中，先用手輪移動X軸＝50，在坐標值畫面可觀察到：基本機床坐標系＝0，G54坐標系＝50，當前坐標系=0，基本坐標系并沒有計入“手輪移動的值”，但移動值被計入“G54坐標系”。在MDI下走程序G90G0X-700，行走完畢后，顯示值：基本機床坐標系＝－650，G54坐標系＝－700，當前坐標系=－650。NC系統是默認G54坐標系的，故當ABS功能=OFF時，手動移動量被計入G54坐標系，而未被計入基本坐標系，程序以G54坐標系移動。G54坐標系反映了實際值，而基本坐標系未反映實際值。當ABS功能=ON時，手動移動量被計入G54坐標系，也被計入基本坐標系，這樣G54坐標系就與基本坐標系相同，所移動的數值在兩個坐標系中就相同了。總結：（1） “絕對位置寄存器”僅表示基本機床坐標系的數值；（2）手動移動的數值被計入G54坐標系；（3） 程序默認G54坐標系；（4） 在PLC程序中應預先使ABS=ON，程序是以G54坐標系運行的。

案例七

某配用三菱M64系統的加工中心因搬遷重裝，客戶報告開機運行時X軸工作臺運行出現極大的悶響聲，而在原廠運行時一切正常。伺服電機運行出現悶響是振動的一種，其原因一般是伺服電機的運行頻率區域與機床的固有頻率區重合，形成共振而出現劇烈振動。

處理方式：建議客戶修改參數#2238。該參數的作用是設定共振頻率，如果機床的安裝比以前更緊固，則降低該參數值，反之升高。操作人員照此修改參數后，振動消除。

案例八

在調試三菱C64CNC和C70CNC時都遇到控制器CNC與觸摸屏GOT的連接問題。在三菱數控系統中C64CNC和C70 CNC都可與觸摸屏相連接，連接方式都是以太網。初次連接時觸摸屏總是顯示“COMMUNICATION ERROR”，即“通信錯誤”。經過多次連接實驗，得出以下操作要領：（1）必須首先對CNC系統進行格式化，這樣在CNC一側，其IP地址就確定了；（2）在GOT一側設定的IP地址前三位必須與CNC一側相同，第四位必須不同。經以上設置后，能夠實現CNC與GOT的通信。