三菱系統(tǒng)故障診斷及M3A無顯示的維修

發(fā)布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：2181

故障現(xiàn)象：一臺使用M3A控制器的數(shù)控機床，較長時間未使用，通電后CRT無顯示。


分析與處理過程：該機床配套的控制系統(tǒng)為日本三菱公司的數(shù)控系統(tǒng)，該公司的系統(tǒng)在數(shù)控機床上應(yīng)用亦較多，常見的系統(tǒng)有M3/L3系列、M520系列等規(guī)格。為了供同類產(chǎn)品維修參考，現(xiàn)將系統(tǒng)的有關(guān)情況簡介如下：


(1)三菱數(shù)控系統(tǒng)簡介  MELDASM3/L3系統(tǒng)是日本三菱公司20世紀(jì)80年代中期開發(fā)，適用于數(shù)控銑床、加工中心(3M)與數(shù)控車床(3L)控制的全功能型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品。該系列系統(tǒng)硬件采用32位多CPU控制，NC與PLC、伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動間使用總線連接，系統(tǒng)可靠性高，體積較小。軟件上采用了前饋控制、矢量插補、BASIC語言編程等功能，以適應(yīng)高速、高精度加工要求與用戶的特殊需要。MELDAS M3/L3系統(tǒng)通常與該公司生產(chǎn)的MR-S10系列全數(shù)字伺服驅(qū)動器配套使用，組成完整的機床數(shù)控系統(tǒng)。它在日本進口、臺灣地區(qū)生產(chǎn)的數(shù)控機床上使用較多。


在日本三菱公司數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品中，除M3/L3系列以外，常用的還有20世紀(jì)90年代中期開發(fā)的MELDAS 50系列，與本世紀(jì)初開發(fā)的MELDAS 60系列等產(chǎn)品。


其中，MELDAS50系列中，根據(jù)不同用途又分為鉆床控制用50D、銑床/加工中心控制用50M、車床控制用50L、磨床控制用50G等多個產(chǎn)品規(guī)格。MELDAS 50/520系列仍然采用32位CPU與32位RISC處理器，可控制4軸+2主軸；伺服、I/O裝置、CPU間采用了高速串行總線連接方式，簡化了系統(tǒng)的連接；系統(tǒng)通過采用高速、大規(guī)模集成電路與高速DSP、TPM等智能組件，在提高系統(tǒng)性能的同時，大大減小了系統(tǒng)的體積。在軟件方面，MELDAS50系列增加了平滑高增益控制(SHG控制)、高速同步攻螺紋、高速主軸定位等功能，減小了加減速的沖擊、縮短了定位時間，使系統(tǒng)可以滿足高速、高精度加工的需要。


MELDAS 60系列控制系統(tǒng)為三菱最新開發(fā)的數(shù)控系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品采用了64位CPU、64位RISC控制器與超大規(guī)模集成電路，部分NC指令的執(zhí)行時間僅為M50系列產(chǎn)品的1/8，PLC的指令執(zhí)行時間為M50系列產(chǎn)品的1/5，整體性能比M50有了大幅度的提升。


MELDAS 60系列產(chǎn)品可分為M64/M65/M66等不同的規(guī)格，最大控制軸數(shù)為6軸+2主軸，可6軸聯(lián)動。伺服、主軸、I/O裝置間采用RS422總線連接，當(dāng)需要時還可實現(xiàn)最多4臺CNC間的數(shù)據(jù)通信，以適應(yīng)柔性生產(chǎn)線的控制要求。


在當(dāng)前數(shù)控機床維修過程中，遇到較多的是M3/L3及M50系列產(chǎn)品中的M520，現(xiàn)將與維修有關(guān)的主要情況簡介如下。


(2)MELDAS M3/L3系統(tǒng)  MELDAS M3/L3系列CNC，在結(jié)構(gòu)上主要由以下模塊組成：


1)電源模塊PDl9AVR：它負責(zé)提供系統(tǒng)控制電路所需的各種直流控制電壓。


2)手輪接口模塊MC301：它用于連接手輪，系統(tǒng)最多可以連接1-3個手輪。


3)CPU模塊MCl61：它由系統(tǒng)主CPU與伺服接口信號處理器(DSP)等組成，是CNC的主控模塊；根據(jù)系統(tǒng)需要，MCl61模塊上還可以增加存儲器(RAM)子模塊MC852、MC853。


4)系統(tǒng)存儲器模塊MC433：MC433上安裝有系統(tǒng)控制程序與機床控制程序(子模塊MC841上)。


5)輸入/輸出模塊MC713：用于系統(tǒng)輸入/輸出信號的處理。


6)顯示控制模塊MC727：它用于系統(tǒng)CRT的控制。


此外，還有MDI/CRT單元、MDI/CRT接口模塊、機架等基本組成單元。


M3/L3數(shù)控裝置故障通常有：NC電源不能正常接通；NC未準(zhǔn)備好，即：不能建立“READY”狀態(tài)；鍵盤不能操作；鍵盤燈不亮；CRT顯示故障以及NC模塊中的各種指示燈報警等，其可能的原因如下所述。


1)NC電源不能正常接通。NC電源不能正常接通的原因，一般有如下幾種：


①NC電源開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)。


②外部交流電源200V沒有輸入。


③開關(guān)電源模塊PDl9 AVR有故障；如：PDl9上的熔斷器熔斷。


④電纜連接不良。


2)NC未準(zhǔn)備好。NC未準(zhǔn)備好，表示系統(tǒng)的軟件或硬件有故障存在。其可能的原因有：


①在CRT上有報警顯示。


②未輸入機床參數(shù)或機床參數(shù)不正確。


③MCl61模塊設(shè)定不正確。


④MCl61模塊存在故障。


⑤NC的“急停”信號輸入，使NC處于急停狀態(tài)。


3)MDI鍵盤不能操作。鍵盤不能操作的原因有：


①鍵盤與NC連接的電纜不良。


②系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生“WATCH DOG”報警。


③MC433模塊上的ROM存在故障。


④MC433模塊存在故障。


⑤MCl61或MC713模塊存在故障。


⑥MC201、202、211或MC213模塊存在故障。


4)MDI鍵盤上的指示燈不亮。 


①系統(tǒng)準(zhǔn)備好“READY”指示燈不亮。原因除了指示燈本身不良或連接電纜故障之外還可能是MC713或MCl61模塊故障，或是MC201、202、211或213模塊故障。


②所有燈都不亮。故障原因可能是：+5V，+12V電源故障；指示燈的IC驅(qū)動電路故障；MC713或MCl61模塊故障：MC201或MC211模塊故障等。


③部分指示燈不亮。原因除了指示燈本身不良或連接電纜故障之外，還可能是系統(tǒng)的信號傳輸波特率設(shè)定不正確或MC201、MC211模塊故障。


5)CRT顯示故障。CRT上無圖形顯示時，除電源、連接電纜、CRT本身故障等因素外，最大可能的原因是MC713或MC211模塊上的設(shè)定不正確，或是MC713或MC211模塊故障。


CRT上圖形顯示不穩(wěn)定，可能的原因是CRT上的CNB31、CNB32或CCN81電纜連接不良；MC713、MC211模塊或CRT故障。


為了維修的需要，M3/L3各模塊上還設(shè)有部分狀態(tài)指示燈，各模塊的狀態(tài)指示燈及含義如下。


1)CPU模塊MCl61。MELDAS M3/L3系列CNC的CPU模塊MCl61上有7個狀態(tài)指示燈，其含義如下：


①LEDl~LED3指示燈的不同組合：


a)LEDl和LED2同時亮。可能的原因有：一是系統(tǒng)奇偶校驗出錯。此時需要重新輸入CPU模塊上的RAM數(shù)據(jù)；如果通過RAM初始化仍然不能排除故障，則需更換CPU模塊。二是“寫”監(jiān)視出錯�？赡苁窍到y(tǒng)軟件或CPU模塊出錯，需更換軟件或CPU模塊。


b)LEDl和LED3同時亮：表示系統(tǒng)總線出錯。


c)LEDl、LED2、LED3同時亮：表示系統(tǒng)參數(shù)或系統(tǒng)出錯。


d)LEDl燈亮：表示系統(tǒng)機床參數(shù)或加工程序及參數(shù)不正確。


②WDOG指示燈亮：表示CPU模塊出現(xiàn)WATCH DOG報警，其可能的原因有：


a)CPU模塊設(shè)定不正確。


b)參數(shù)丟失。


c)存儲器電池故障。


d)CPU模塊(MCl61)或存儲器模塊(MC433)故障。


③D.WD指示燈亮：表示CPU模塊檢測到DSP總線WATCH DOG報警，應(yīng)檢查CAMll連接器及電纜的連接，或更換CPU模塊(MCl61)。


④D.AL指示燈亮：表示CPU模塊檢測到DSP報警，應(yīng)檢查CAMll連接器及電纜的連接，或更換CPU模塊(MCl61)。


⑤MPE指示燈亮：表示存儲器奇偶校驗出錯�？赡艿脑蛴校弘姵毓收希浑姵仉妷翰蛔悖篟AM故障；MEM故障；RAM區(qū)數(shù)據(jù)出錯。


2)輸入/輸出模塊MC713。該模塊上有一個RUN指示燈，在正常情況下，指示燈閃爍，它表明系統(tǒng)與模塊間的數(shù)據(jù)傳送在進行中，系統(tǒng)工作正常。當(dāng)指示燈停止閃爍時，表示系統(tǒng)與輸入/輸出模塊的數(shù)據(jù)傳送不能正常進行，一般來說，需要更換MC713模塊。


3)手輪接口模塊MC301。在手輪接口模塊MC301上有一個綠色指示燈(LEDG)，在附加MC303模塊時，該模塊上也有一個綠色的指示燈(LEDl)，這兩個指示燈不亮，表示系統(tǒng)軟件不能正常運行。如果模塊安裝正確，但指示燈不亮，則需要更換CPU模塊MCl61。


4)MDI/CRT接口模塊MC201/202。在MC201/202模塊上有3個綠色指示燈RD、SD與MON，含義如下：


①RD指示燈亮，表示模塊在接收信號；當(dāng)模塊安裝、連接不良，或模塊本身不良，或I/O模塊MC713不良時，信號不能正常傳送，指示燈滅。


②SD指示燈亮，表示模塊在發(fā)送信號，當(dāng)模塊安裝、連接不良，或模塊本身不良，或I/O模塊MC713不良時，信號不能正常傳送，指示燈滅。


⑧MON指示燈為系統(tǒng)監(jiān)控指示燈，正常工作時指示燈閃爍。若MON一直處于亮或滅狀態(tài)，則表示MC201/MC202存在故障；當(dāng)MON閃爍、但RD或SD燈滅時，則可能是模塊安裝、連接不良，或模塊本身不良，或I/O模塊MC713不良；如RD、SD、MON燈全滅，則可能是直流24V電源存在故障。


5)模塊MC211/MC213。在MC211/MC213模塊上有3個指示燈LEDl、LED2及LED3。其中，LEDl為系統(tǒng)監(jiān)視燈，正常工作時指示燈閃爍，如燈一直亮或滅，則表示模塊工作不正常，需更換MC211/MC213模塊。LED2和LED3燈分別表示發(fā)送接收信號，正常情況下為滅或閃爍狀態(tài)，如指示燈一直亮，則表示數(shù)據(jù)傳送不正常。如LEDl指示燈閃爍，而LED2和LED3燈均亮，則可能是模塊安裝、連接不良，或模塊本身不良，或CPU模塊MCl61不良。


在本例中，對機床進行了如下檢查：


打開電氣柜，檢查控制器內(nèi)各指示燈的狀況如下：


a)PDl9綠色指示燈亮，說明電源工作正常。


b)輸入/輸出模塊MC713/727的綠色指示燈工作正常，說明CRT顯示器及MDI傳輸可正常進行。


c)MCl61的LEDl、LED2、LED3三個紅色指示燈亮，說明系統(tǒng)不能正常工作。


由于機床已經(jīng)較長時間沒有使用，維修時首先對系統(tǒng)的RAM進行初始化處理，并重新輸入了固定循環(huán)、機床參數(shù)、PLC計數(shù)器、定時器及刀具參數(shù)后，機床恢復(fù)正常工作。


(3)M520A系統(tǒng)  M520A系列的CNC硬件由控制電源模塊QX084，CPU模塊QX61l-1，CRTC模塊QX522/QX524及DIO模塊QX531~QX539等部分組成。


一旦M520A系列發(fā)生故障時，一方面可利用各模塊的指示燈來表示，另一方面還可以在CRT上顯示出各種報警。


各模塊的狀態(tài)指示燈及含義如下：


1)電源模塊QX084。M520A電源模塊上有3個狀態(tài)指示燈，其含義如下：


①LEDl(綠色)指示燈亮，表示電源接通；如燈滅則表示電源存在異常。


②LED2(紅色)指示燈亮，表示交流輸入電壓不正常(過壓或欠壓)，電源模塊無直流24V電壓輸出。


③LED3(紅色)指示燈亮，表示電池電壓低于2.6V。


2)CPU模塊QX611-1。CPU模塊QX611-1上有2個狀態(tài)指示燈，其含義如下：


①LEDl指示燈。在正常工作時為綠色，且指示燈閃爍；當(dāng)指示燈成為紅色時，則表示系統(tǒng)出現(xiàn)WATCH DOG報警。


②LED2指示燈。在正常工作時為綠色，且指示燈閃爍；當(dāng)指示燈成為紅色時，則表示存儲器存在故障。


3)CRTC模塊QX522/QX524。QX524上有4個指示燈，其含義如下：


①SD和RD(綠色)指示燈。正常情況下亮；當(dāng)燈滅時，則表示操作面板的信號傳輸出現(xiàn)故障，可能的原因有電纜連接不良或模塊故障。


②FBAL1和FBAL2(紅色)指示燈。當(dāng)燈亮?xí)r，表示主軸編碼器無信號，可能的原因有主軸編碼器或電纜連接不良。


QX522模塊上有3個指示燈，其含義如下：


①RUN(綠色)指示燈。正常情況下指示燈閃爍，當(dāng)燈不亮?xí)r，則表示模塊或電纜連接不良。


②FBALl和FBAL2(紅色)指示燈。當(dāng)燈亮?xí)r，表示主軸編碼器無信號，可能的原因有主軸編碼器或電纜連接不良。


4)QY201/QY221模塊。在QY201/QY221模塊上有3個綠色指示燈RD、SD與MON，其含義如下：


①RD指示燈亮，表示模塊在接收信號；當(dāng)模塊安裝、連接不良，或模塊本身不良，I/O模塊MC713不良時，信號不能正常傳送，指示燈滅。


②SD指示燈亮，表示模塊在發(fā)送信號：當(dāng)模塊安裝、連接不良，或模塊本身不良，或I/O模塊MC713不良時，信號不能正常傳送，指示燈滅。


③MON指示燈為系統(tǒng)監(jiān)控指示燈，正常工作時指示燈閃爍。若MON一直亮處于或滅狀態(tài)，則表示模塊存在故障：當(dāng)MON閃爍、但RD或SD燈滅時，則可能是模塊安裝、連接不良或模塊本身不良；如RD、SD、MON燈全滅，則表示直流24V電源故障。


M520系統(tǒng)除指示燈狀態(tài)顯示外，還可以通過CRT顯示部分系統(tǒng)硬件報警，這些報警主要有以下幾種：


1)報警信息Parity error(存儲器報警)。表示QX611-1模塊的DRAM或QX42內(nèi)的SRAM異常�？赡艿脑蚴牵弘姵仉妷翰蛔悖籕X084不良或存儲模塊不良。


2)報警信息Buserror(總線報警)。引起本報警的原因有：


①模塊故障，如：CPU、CRTC、DIO模塊內(nèi)部存在故障或安裝不良。


②電源、信號電纜受到干擾，引起報警電路動作。


③S/W出現(xiàn)不正確的地址和存取，可能的原因是S/W版本不正確。


3)報警信息Zero divide。除法運算式中出現(xiàn)除數(shù)為零的情況，此時需確認S/W清單。


4)報警信息WATCH DOG error。系統(tǒng)監(jiān)控報警，此時系統(tǒng)動作停止。引起報警的原因有多種，常見的有：


①CPU模塊不良。


②電源模塊不良，可能是直流輸出異常，可檢查QX084模塊的CPD03確認。


③外部干擾。


④S/W變更。


5)報警信息Illegal exception表示發(fā)生非法故障，其起因同WATCH DOG error。


6)報警信息Z07(CRT單元報警)。它表示QX81上ROM出現(xiàn)報警�？赡艿脑蛴校�


①Q(mào)X81不良。


②ROM不良。


③ROM中內(nèi)容不正確。


④QX084的DC5V輸出異常，這可以通過檢查QX084的CPD03確認。


7)報警信息Z11(RAM異常)。通常是由于QX611-1或QX084模塊不良引起的。


8)報警信息Z51(EEROM異常)。引起這一報警的原因主要有：


①Q(mào)X611-1中的EEROM不良。


②QX611-1模塊不良。


③QX084模塊不良。


9)報警信息Z52(電池電壓不足)。當(dāng)電池電壓不足2.6V時發(fā)生本報警。可能的原因有：


①電池已到壽命。


②電源模塊不良。


③QX42、QX611-1、QX522、QX524、QX571等模塊的不良，有時也會引起本報警。


10)報警信息Z53(過熱)。當(dāng)CNC單元的CPU QX611-1模塊溫度達到(70±5)℃或操作面板的QY201模塊溫度達到(70±5)℃時，將產(chǎn)生本報警。引起報警的原因可能是環(huán)境溫度過高或風(fēng)機不良。


11)報警信息Z55(DIO模塊的24V異常)。引起本故障的原因主要有：


①DIO模塊無24V電源。


②機床側(cè)的24V負載發(fā)生短路。


③機床側(cè)的輸入、輸出接口模塊不良。


12)報警信息Z10(QX42模塊的SRAM異常)。表示加工程序存儲器模塊(QX42)出現(xiàn)異常�？赡艿脑蚴请姵貓缶騋X42模塊不良。 

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