銑床

案例分析：某配套DYNAPATH DELTA 20M的數控銑床，CNC接通后，CRT無顯示，主板上的CNCRUN指示燈不亮。

分析與處理過程：DYNAPATH DELTA 20M是美國DYNAPATH公司生產的數控系統，該系統在美國進口的數控銑床配套系統中占有一定的比例，為了便于讀者參考，現將DYNAPATH數控系統的主要產品情況簡介如下。

(1)DYNAPATH系統簡介DYNAPATH數控系統產品主要有DYNAPATH 10M/20M/30M/40M/50M/60M等規格，其中10M為20世紀80年代前期產品，20M為80年代末、90年代初期產品，40M/50M/60M為90年代中、后期產品。該公司產品中的10M/20M曾由遼寧精密儀器廠在1992年引進生產，國產化生產的型號為LJ-10/20，因此在國內數控數控銑床上亦有一定數量的應用。

以上產品均采用模塊化結構，多微處理器控制，系統通常由主板、存儲器板、I/0板、PLC板、電源模塊、位置控制板等模塊構成。10M的最大控制軸數為4軸，20M為5軸，40M/50M/60M最大可控制8軸。以上產品中，20M/40M/50M/60M是數控數控銑床維修過程中遇到較多的系統，現將與維修有關的主要情況簡介如下。

(2)DYNAPATH DELTA 20M/T系統  該系統采用了IEEE796兼容的總線結構，主CPU為80186，輔助控制CPU為8080，PLC內裝。系統可以采用人機對話式編程與G代碼編程兩種格式，并可與計算機進行通信，系統開放性較好。

20M系統在硬件結構上主要由以下部分組成：

1)帶電源模塊的基本框架。它包括電源模塊、機架、主板、總線等，用于安裝各類系統模塊。系統通常采用交流230V/220V電源，由電源模塊產生系統控制用的+24V、±15V及+5V等直流控制電壓。各控制電壓均帶有指示燈，正常時，各指示燈均亮。

系統主板包括中央處理器(80186)、加工程序存儲器(2×62256)、PLC程序存儲器(4×27C512)、數控銑床參數存儲器(2864)、數模轉換電路(ADC 0809)等，它是整個系統的核

2)伺服給定板。它用于提供伺服進給軸及主軸的速度給定值(0～±10V模擬量)，通過參數設定，也可以輸出0~±6V的模擬量，D/A轉換器型號為DAC703。

3)位置測量輸入板。它用于連接各伺服軸的位置反饋信號輸入，以構成閉環/半閉環位置控制系統。

4)I/O板。用于連接來自面板或數控銑床的I/O信號。

5)顯示控制板。用于控制系統的顯示器，向外部輸出視頻信號。

6)MDI/CRT單元。20M/T系統顯示器為9″單色顯示，該單元包括鍵盤、顯示器及驅動電路，以及總線接口部分。

7)數控銑床操作面板。通常選用20M標準的輔助操作面板，上面安裝有各坐標軸的方向鍵、主軸及進給倍率調節電位器、循環起動/停止按鈕、急停按鈕等，它可直接與MDI/CRT單元的MTB接口相連。

(3)DYNAPATH DELTA40M/50M/60M系統  DELTA 40M/50M/60M為DYNAPATH公司20世紀90年代中后期開發的數控系統產品，系統仍采用多CPU模塊化結構型號，主CPU一般為486SLC-33/66、486BL-75或Pentium產品，系統性能與20M相比有了大幅度的提高。

40M/50M/60M的CNC、MDI/CRT、I/O模塊、伺服之間采用了Canbus總線連接，最大控制軸數可達8軸。系統可配備與IBM PC機兼容的硬盤、軟驅、鍵盤，通過RS-232(或RS-422)接口可與PC機聯機調試、通信，系統開放性好。

DYNAPATH DELTA40M/50M/60M的硬件組成主要有：

1)帶電源模塊的基本框架。它包括電源模塊、機架、主板、總線、風機等部分，用于安裝各類系統模塊。

系統可以使用ACll5V以及AC230V兩種電源，它可通過系統的輸入電源選擇器選擇。由于內部使用了開關電源，因此對外部電源的輸入要求較低，電壓允許的范圍如下：

ACll5V：90~132V(單相)，47~63Hz；

AC230V：180~264V(單相)，47~63Hz。

系統內部使用的電壓有以下幾種：

DC+5V：正常范圍4.9~5.2V/15A；

DC+12V：正常范圍11.7~12.5V/4A；

DC－12V：正常范圍－11.7～－12.5V/0.5A；

DC+24V：正常范圍22.8~25.2V/4A。

系統采用了多CPU結構，主CPU通常為486 SLC-33/66、486BL-75或Pentium系列處理器。

2)MDI/CRT單元?？梢赃x擇9in單色與14in彩色兩種規格，該單元包括9in(或14in)顯示器及驅動電路、軟功能鍵、全字符鍵盤、Canbus總線接口、數控銑床操作面板(MTB)接口等部分。

3)數控銑床操作面板。一般都選用40M/50M/60M標準的輔助操作面板，面板上安裝有各坐標軸的方向鍵、主軸及進給倍率調節電位器、循環起動/停止按鈕、急停按鈕等，它可直接與MDI/CRT單元的MTB接口相連。需要時，也可以選用40M/50M/60M標準數控銑床操作面板，它在輔助操作面板的基礎上增加了手輪、主軸負載表、冷卻控制按鈕等器件，也可直接與MDI/CRT單元的MTB接口相連。

4)位置控制板。40M/50M/60M的標準位置控制板帶有X、Y、Z、4th及主軸共5軸的接口，它可以提供各軸伺服驅動的±10V模擬量速度給定，與接收來自編碼器的位置反饋脈沖；控制板上設有各軸的偏移調整電位器，以調節系統零漂。

附加位置控制板帶有5-8軸的4軸接口，其功能與標準位置控制板同。

5)Canbus總線控制與PLC板。該板裝有Canbus總線控制器、PLC CPU、PLC I/O接口等部件，用于處理Canbus總線信號、I/O信號以及PLC程序。

6)I/O模塊。40M/50M/60M系統一般可帶3個I/O模塊，通過擴展最大可帶6個I/O模塊。每個I/O模塊均為32點輸入/32點輸出，因此系統的最大I/O范圍為196/196。輸入信號為+24VDC，輸出為DC 24V/150mA。

7)RS232接口模塊。RS232接口模塊安裝在機架上，它帶有COMl與COM2兩個RS232串行通信口，用于連接計算機或其他外設；根據需要，亦可選配RS422接口。

8)軟驅與硬盤。根據需要，40M/50M/60M可以選配3.5″、1.44M標準軟驅與兼容硬盤。

9)AT型兼容鍵盤。根據需要，40M/50M/60M可通過標準鍵盤口選用AT兼容鍵盤。

10)存儲器板(Memory Board)。該板上安裝有用戶加工程序存儲器用的SRAM以及支持電池，系統控制程序存儲器Flash ROM等。用于存儲系統軟件、數控銑床參數、加工程序、刀具數據等。

11)顯示控制板(VGA)。采用標準VGA接口，用于支持9in或14in顯示器。

12)數字化掃描接口板(Precision Scan)。它可以與Renishaw探頭連接，用于數字化測量與仿形加工。

為了維修的需要DELTA 40M/50M/60M系統在各主要模塊上均設有狀態指示燈，其含義如下。

1)主板。主板上設有LED1~LED4四只發光二極管指示燈，其作用與意義如下：

LEDl(綠)：CPU工作指示。系統正常時，該指示燈亮；當LEDl不亮時，則表明系統CPU不良。

LED2(紅)：CPU完成測試指示。正常時滅；當指示燈亮時，則代表CPU不能通過自檢。

LED3(紅)：CPU測試進行中。正常時滅；當指示燈保持亮時，則代表CPU不良，不能通過測試。

LED4(紅)：PLC程序或數控銑床參數編輯使能，允許修改PLC程序與數控銑床參數。

2)Canbus總線/PLC板。Canbus總線/PLC板上安裝有LED1~LED3三只發光二極管指示燈，其作用與意義如下：

LEDl(紅)：PLC監控(PLC WATCH DOG)指示。正常時滅；指示燈亮表示PLC程序出錯，通常的故障原因有：   

①PLC程序陷入了死循環。

②PLC程序中無結束指令，等等。

LED2(綠)：PLC程序運行指令(Active)。正常時閃爍，表明PLC程序執行中；指示燈滅，表示PLC CPU存在故障，燈亮時，表示Canbus數據在傳送進行中。

LED3(紅)：PLC出錯指令(ERROR)。正常時滅；燈亮，則表示系統RAM存在錯誤或Canbus總線連接錯誤；燈閃爍，表示Canbus總線數據傳輸在進行中。

3)MDI/CRT上的Canbus接口/MTB接口板。MDI/CRT上的Canbus接口/MTB接口板上安裝有LEDl、LED2兩只發光二極管指示燈，其意義與作用如下：

LEDl(紅)：Canbus總線出錯指示燈，正常時滅；當Canbus通信出錯時亮；燈閃爍，則表示Canbus總線數據傳輸在進行中。

LED2(綠)：Canbus總線數據傳送指示燈。正常時閃爍：當Canbus數據在傳送時，燈亮：Canbus連接出錯時，燈滅。

4)I/O板。在40M/50M/60M的每一I/O板上均安裝有LEDl~LED3三只發光二極管指示燈，其作用與意義如下：

LEDl(紅)：PLC CPU監控指示燈。正常時滅；燈亮：則代表PLC CPU監控錯誤。

LED2(綠)：Canbus總線數據傳輸指示燈。正常時閃爍；燈亮，則代表Canbus總線數據傳送在進行中：燈滅，在表示Canbus總線連接出錯。

LED3(紅)：Canbus總線連接錯誤指示燈。正常時滅；燈閃爍，則代表Canbus總線數據傳送進行中；燈亮，則表示Canbus總線通信出錯。

除以上狀態指示燈的故障顯示外，若系統顯示器工作正常，還可以顯示以下系統軟、硬件報警：

PLC I/O Fault：PLC I/O接口板錯誤。

Interrupt：CNC操作系統出錯。

CPU watch dog：CNC CPU監控出錯。

Loss of Comm．with front panel：CNC操作系統通信錯誤。

Unable to itialize：軟驅初始化失敗，軟驅或軟件出錯。

ALM l76：系統硬件或操作系統軟件錯誤。

ALM219：系統硬件或操作系統軟件錯誤。

根據以上系統的情況，在本例中，經檢查發現CNC的起動參數(N5位置的2864存儲器中的1FF8、1FF9、1FFA字節)錯誤，該三字節在系統正常時應為EA、00、80。重新寫入參數后，系統正常起動，故障排除。

考慮到該系統參數有時會因為干擾等原因丟失，為了可靠起見，在征求系統生產廠同意后最后將其固化(利用2764 ROM芯片)，并代替了原2864芯片，以防止再出現上述故障。