三菱系统故障诊断及M3A无显示的维修

优胜编程龚老师

三菱系统故障诊断及M3A无显示的维修：



例．三菱系统故障诊断及M3A无显示的维修   故障现象：一台使用M3A控制器的数控机床，较长时间未使用，通电后CRT无显示。 分析与处理过程：该机床配套的控制系统为日本三菱公司的数控系统，该公司的系统在数控机床上应用亦较多，常见的系统有M3/L3系列、M520系列等规格。为了供同类产品维修参考，现将系统的有关情况简介如下：

(1)三菱数控系统简介  MELDASM3/L3系统是日本三菱公司20世纪80年代中期开发，适用于数控铣床、加工中心(3M)与数控车床(3L)控制的全功能型数控系统产品。该系列系统硬件采用32位多CPU控制，NC与PLC、伺服驱动、主轴驱动间使用总线连接，系统可靠性高，体积较小。软件上采用了前馈控制、矢量插补、BASIC语言编程等功能，以适应高速、高精度加工要求与用户的特殊需要。MELDAS M3/L3系统通常与该公司生产的MR-S10系列全数字伺服驱动器配套使用，组成完整的机床数控系统。它在日本进口、台湾地区生产的数控机床上使用较多。 在日本三菱公司数控系统产品中，除M3/L3系列以外，常用的还有20世纪90年代中期开发的MELDAS 50系列，与本世纪初开发的MELDAS 60系列等产品。 其中，MELDAS50系列中，根据不同用途又分为钻床控制用50D、铣床/加工中心控制用50M、车床控制用50L、磨床控制用50G等多个产品规格。MELDAS 50/520系列仍然采用32位CPU与32位RISC处理器，可控制4轴+2主轴；伺服、I/O装置、CPU间采用了高速串行总线连接方式，简化了系统的连接；系统通过采用高速、大规模集成电路与高速DSP、TPM等智能组件，在提高系统性能的同时，大大减小了系统的体积。在软件方面，MELDAS50系列增加了平滑高增益控制(SHG控制)、高速同步攻螺纹、高速主轴定位等功能，减小了加减速的冲击、缩短了定位时间，使系统可以满足高速、高精度加工的需要。 MELDAS 60系列控制系统为三菱最新开发的数控系列产品，该产品采用了64位CPU、64位RISC控制器与超大规模集成电路，部分NC指令的执行时间仅为M50系列产品的1/8，PLC的指令执行时间为M50系列产品的1/5，整体性能比M50有了大幅度的提升。 MELDAS 60系列产品可分为M64/M65/M66等不同的规格，最大控制轴数为6轴+2主轴，可6轴联动。伺服、主轴、I/O装置间采用RS422总线连接，当需要时还可实现最多4台CNC间的数据通信，以适应柔性生产线的控制要求。 在当前数控机床维修过程中，遇到较多的是M3/L3及M50系列产品中的M520，现将与维修有关的主要情况简介如下。

(2)MELDAS M3/L3系统  MELDAS M3/L3系列CNC，在结构上主要由以下模块组成：
1)电源模块PDl9AVR：它负责提供系统控制电路所需的各种直流控制电压。
2)手轮接口模块MC301：它用于连接手轮，系统最多可以连接1-3个手轮。
3)CPU模块MCl61：它由系统主CPU与伺服接口信号处理器(DSP)等组成，是CNC的主控模块；根据系统需要，MCl61模块上还可以增加存储器(RAM)子模块MC852、MC853。
4)系统存储器模块MC433：MC433上安装有系统控制程序与机床控制程序(子模块MC841上)。
5)输入/输出模块MC713：用于系统输入/输出信号的处理。
6)显示控制模块MC727：它用于系统CRT的控制。 此外，还有MDI/CRT单元、MDI/CRT接口模块、机架等基本组成单元。

M3/L3数控装置故障通常有：NC电源不能正常接通；NC未准备好，即：不能建立“READY”状态；键盘不能操作；键盘灯不亮；CRT显示故障以及NC模块中的各种指示灯报警等，其可能的原因如下所述。
1)NC电源不能正常接通。NC电源不能正常接通的原因，一般有如下几种：
①NC电源开关处于关闭状态。
②外部交流电源200V没有输入。
③开关电源模块PDl9 AVR有故障；如：PDl9上的熔断器熔断。
④电缆连接不良。

2)NC未准备好。NC未准备好，表示系统的软件或硬件有故障存在。其可能的原因有：
①在CRT上有报警显示。
②未输入机床参数或机床参数不正确。
③MCl61模块设定不正确。
④MCl61模块存在故障。
⑤NC的“急停”信号输入，使NC处于急停状态。

3)MDI键盘不能操作。键盘不能操作的原因有：
①键盘与NC连接的电缆不良。
②系统内部发生“WATCH DOG”报警。
③MC433模块上的ROM存在故障。
④MC433模块存在故障。
⑤MCl61或MC713模块存在故障。
⑥MC201、202、211或MC213模块存在故障。

4)MDI键盘上的指示灯不亮。  
①系统准备好“READY”指示灯不亮。原因除了指示灯本身不良或连接电缆故障之外还可能是MC713或MCl61模块故障，或是MC201、202、211或213模块故障。
②所有灯都不亮。故障原因可能是：+5V，+12V电源故障；指示灯的IC驱动电路故障；MC713或MCl61模块故障：MC201或MC211模块故障等。
③部分指示灯不亮。原因除了指示灯本身不良或连接电缆故障之外，还可能是系统的信号传输波特率设定不正确或MC201、MC211模块故障。

5)CRT显示故障。CRT上无图形显示时，除电源、连接电缆、CRT本身故障等因素外，最大可能的原因是MC713或MC211模块上的设定不正确，或是MC713或MC211模块故障。 CRT上图形显示不稳定，可能的原因是CRT上的CNB31、CNB32或CCN81电缆连接不良；MC713、MC211模块或CRT故障。

为了维修的需要，M3/L3各模块上还设有部分状态指示灯，各模块的状态指示灯及含义如下。
1)CPU模块MCl61。MELDAS M3/L3系列CNC的CPU模块MCl61上有7个状态指示灯，其含义如下：
①LEDl~LED3指示灯的不同组合：
a)LEDl和LED2同时亮。可能的原因有：一是系统奇偶校验出错。此时需要重新输入CPU模块上的RAM数据；如果通过RAM初始化仍然不能排除故障，则需更换CPU模块。二是“写”监视出错。可能是系统软件或CPU模块出错，需更换软件或CPU模块。
b)LEDl和LED3同时亮：表示系统总线出错。
c)LEDl、LED2、LED3同时亮：表示系统参数或系统出错。
d)LEDl灯亮：表示系统机床参数或加工程序及参数不正确。
②WDOG指示灯亮：表示CPU模块出现WATCH DOG报警，其可能的原因有：
a)CPU模块设定不正确。
b)参数丢失。
c)存储器电池故障。
d)CPU模块(MCl61)或存储器模块(MC433)故障。
③D.WD指示灯亮：表示CPU模块检测到DSP总线WATCH DOG报警，应检查CAMll连接器及电缆的连接，或更换CPU模块(MCl61)。
④D.AL指示灯亮：表示CPU模块检测到DSP报警，应检查CAMll连接器及电缆的连接，或更换CPU模块(MCl61)。 ⑤MPE指示灯亮：表示存储器奇偶校验出错。可能的原因有
校旱绯毓收希坏绯氐缪共蛔悖篟AM故障；MEM故障；RAM区数据出错。
2)输入/输出模块MC713。该模块上有一个RUN指示灯，在正常情况下，指示灯闪烁，它表明系统与模块间的数据传送在进行中，系统工作正常。当指示灯停止闪烁时，表示系统与输入/输出模块的数据传送不能正常进行，一般来说，需要更换MC713模块。
3)手轮接口模块MC301。在手轮接口模块MC301上有一个绿色指示灯(LEDG)，在附加MC303模块时，该模块上也有一个绿色的指示灯(LEDl)，这两个指示灯不亮，表示系统软件不能正常运行。如果模块安装正确，但指示灯不亮，则需要更换CPU模块MCl61。
4)MDI/CRT接口模块MC201/202。在MC201/202模块上有3个绿色指示灯RD、SD与MON，含义如下： ①RD指示灯亮，表示模块在接收信号；当模块安装、连接不良，或模块本身不良，或I/O模块MC713不良时，信号不能正常传送，指示灯灭。 ②SD指示灯亮，表示模块在发送信号，当模块安装、连接不良，或模块本身不良，或I/O模块MC713不良时，信号不能正常传送，指示灯灭。 ⑧MON指示灯为系统监控指示灯，正常工作时指示灯闪烁。若MON一直处于亮或灭状态，则表示MC201/MC202存在故障；当MON闪烁、但RD或SD灯灭时，则可能是模块安装、连接不良，或模块本身不良，或I/O模块MC713不良；如RD、SD、MON灯全灭，则可能是直流24V电源存在故障。
5)模块MC211/MC213。在MC211/MC213模块上有3个指示灯LEDl、LED2及LED3。其中，LEDl为系统监视灯，正常工作时指示灯闪烁，如灯一直亮或灭，则表示模块工作不正常，需更换MC211/MC213模块。LED2和LED3灯分别表示发送接收信号，正常情况下为灭或闪烁状态，如指示灯一直亮，则表示数据传送不正常。如LEDl指示灯闪烁，而LED2和LED3灯均亮，则可能是模块安装、连接不良，或模块本身不良，或CPU模块MCl61不良。 在本例中，对机床进行了如下检查： 打开电气柜，检查控制器内各指示灯的状况如下：
a)PDl9绿色指示灯亮，说明电源工作正常。
b)输入/输出模块MC713/727的绿色指示灯工作正常，说明CRT显示器及MDI传输可正常进行。
c)MCl61的LEDl、LED2、LED3三个红色指示灯亮，说明系统不能正常工作。 由于机床已经较长时间没有使用，维修时首先对系统的RAM进行初始化处理，并重新输入了固定循环、机床参数、PLC计数器、定时器及刀具参数后，机床恢复正常工作。

(3)M520A系统  M520A系列的CNC硬件由控制电源模块QX084，CPU模块QX61l-1，CRTC模块QX522/QX524及DIO模块QX531~QX539等部分组成。 一旦M520A系列发生故障时，一方面可利用各模块的指示灯来表示，另一方面还可以在CRT上显示出各种报警。 各模块的状态指示灯及含义如下：
1)电源模块QX084。M520A电源模块上有3个状态指示灯，其含义如下： ①LEDl(绿色)指示灯亮，表示电源接通；如灯灭则表示电源存在异常。 ②LED2(红色)指示灯亮，表示交流输入电压不正常(过压或欠压)，电源模块无直流24V电压输出。 ③LED3(红色)指示灯亮，表示电池电压低于2.6V。 2)CPU模块QX611-1。CPU模块QX611-1上有2个状态指示灯，其含义如下： ①LEDl指示灯。在正常工作时为绿色，且指示灯闪烁；当指示灯成为红色时，则表示系统出现WATCH DOG报警。 ②LED2指示灯。在正常工作时为绿色，且指示灯闪烁；当指示灯成为红色时，则表示存储器存在故障。 3)CRTC模块QX522/QX524。QX524上有4个指示灯，其含义如下： ①SD和RD(绿色)指示灯。正常情况下亮；当灯灭时，则表示操作面板的信号传输出现故障，可能的原因有电缆连接不良或模块故障。 ②FBAL1和FBAL2(红色)指示灯。当灯亮时，表示主轴编码器无信号，可能的原因有主轴编码器或电缆连接不良。 QX522模块上有3个指示灯，其含义如下： ①RUN(绿色)指示灯。正常情况下指示灯闪烁，当灯不亮时，则表示模块或电缆连接不良。 ②FBALl和FBAL2(红色)指示灯。当灯亮时，表示主轴编码器无信号，可能的原因有主轴编码器或电缆连接不良。

4)QY201/QY221模块。在QY201/QY221模块上有3个绿色指示灯RD、SD与MON，其含义如下： ①RD指示灯亮，表示模块在接收信号；当模块安装、连接不良，或模块本身不良，I/O模块MC713不良时，信号不能正常传送，指示灯灭。 ②SD指示灯亮，表示模块在发送信号：当模块安装、连接不良，或模块本身不良，或I/O模块MC713不良时，信号不能正常传送，指示灯灭。 ③MON指示灯为系统监控指示灯，正常工作时指示灯闪烁。若MON一直亮处于或灭状态，则表示模块存在故障：当MON闪烁、但RD或SD灯灭时，则可能是模块安装、连接不良或模块本身不良；如RD、SD、MON灯全灭，则表示直流24V电源故障。

M520系统除指示灯状态显示外，还可以通过CRT显示部分系统硬件报警，这些报警主要有以下几种：
1)报警信息Parity error(存储器报警)。表示QX611-1模块的DRAM或QX42内的SRAM异常。可能的原因是：电池电压不足；QX084不良或存储模块不良。 2)报警信息Buserror(总线报警)。引起本报警的原因有： ①模块故障，如：CPU、CRTC、DIO模块内部存在故障或安装不良。 ②电源、信号电缆受到干扰，引起报警电路动作。 ③S/W出现不正确的地址和存取，可能的原因是S/W版本不正确。
3)报警信息Zero divide。除法运算式中出现除数为零的情况，此时需确认S/W清单。
4)报警信息WATCH DOG error。系统监控报警，此时系统动作停止。引起报警的原因有多种，常见的有： ①CPU模块不良。 ②电源模块不良，可能是直流输出异常，可检查QX084模块的CPD03确认。 ③外部干扰。 ④S/W变更。
5)报警信息Illegal exception表示发生非法故障，其起因同WATCH DOG error。
6)报警信息Z07(CRT单元报警)。它表示QX81上ROM出现报警。可能的原因有： ①QX81不良。 ②ROM不良。 ③ROM中内容不正确。 ④QX084的DC5V输出异常，这可以通过检查QX084的CPD03确认。
7)报警信息Z11(RAM异常)。通常是由于QX611-1或QX084模块不良引起的。
8)报警信息Z51(EEROM异常)。引起这一报警的原因主要有： ①QX611-1中的EEROM不良。 ②QX611-1模块不良。 ③QX084模块不良。
9)报警信息Z52(电池电压不足)。当电池电压不足2.6V时发生本报警。可能的原因有： ①电池已到寿命。 ②电源模块不良。 ③QX42、QX611-1、QX522、QX524、QX571等模块的不良，有时也会引起本报警。 10)报警信息Z53(过热)。