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数控 数显基于 H U N U C系统的数控机床维护技术 机床电器 2 0 1 1 1 基于 H U N U C系统的数控机床维护技术 辛红敏 。 张建国， 颉潭成 ， 南翔( 河南科技大学， 4 7 1 0 0 3 ) 摘要 ： 通过对基于 HU N U C系统的数控机床的维护实例分析， 介绍了如何对一台长期闲置的数控机床进行检修并 恢复正常功能 ， 重点介绍了技术资料不全的情况下， 利用万用表等工具快速准确判别伺服运动轴接 口与伺服驱动器 接 口定 义 ， 以达到正确通信的 目的 。 关键词 ： 数控机床 ； 维修 ； 伺服驱动 中图分类 号： T P 2 7 3 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 4 0 4 2 0 ( 2 0 1 1 ) 0 1 0 0 0 9 0 3 A m a i nt e na n c e t e c hn o l o g y o f NC ma c h i ne b a s e d o n Hu nu c s y s t e m XI N Ho n grai n ， Z HANG J i a ng u o ， XI E T a nc h e n g ， NAN Xi a n g ( He n a n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， 4 7 1 0 0 3 ) Abs t r a c t： I n t r o du c i n g h o w t o e x a mi ne a nd r e s t o r e a NC ma c hi n e whi c h ha s nl b e e n wo r k f o r a l o ng t i me t h r o u g h a n a l y z i ng t he ma i nt e n a nc e e x a mpl e o f NC ma c hi n e ba s e d on Hun u c s y s t e m ，e s p e c i a l l y i n t r o du c i ng h o w t o de t e r mi n e t he me a ni ng o f t he S e F V O mo v e me n t a x l e t i ei n a n d s e r v o d r i v e r b y u s i n g mu h i me t c r w i t h o u t e n o u g h i n f o r ma t i o n c o r r e c t l y ， i n o r d e r t o r e a l i z e t h e c o mmu ni c a t i o n Ke y wo r ds： NC ma c h i ne t o o l ；ma i n t e na n c e；s e r v o dr i v e r 本文的维护对象是基于 H U N U C C N C 2 0 0 0 i 数控系 统的数控铣床， H U N U C C N C 2 0 0 0 i 系统是由深圳海纳科 数控科技有限公司与河南科技大学联合研发 ， 它以嵌入 式 P c为平台， 率先采用 D S P运动控制模块的闭环控制 系统， 并且具备速度和加速度前馈控制， 使得整机具有 良好的加工精度和动态性能。系统可控制 4个伺服运 动轴， 具有丰富的加工功能， 指令代码兼容 F A N U C 0系 统指令集 ， 同时具 有 良好 的结构 性 、 可操 作性 和可扩 展 性， 强大的在线加工和网络通信功能， 可实现远程数据 传输。本文介绍怎样利用万用表正确判断伺服系统各 接口定义， 恢复一台长期闲置及损坏的数控机床。 1 电气 排查 要想对一台长时间闲置的数控机床进行恢复， 并 正常运转 ， 必须对机床进行系统的检查。如果不进行 排查而盲目地上电， 有可能对机床各部分元器件造成 损坏。基于 H U N U C C N C 2 0 0 0 i 数控系统 的机床电气 控制图如图 1所示， 根据电气控制图， 排查强电柜内各 接线是否正确、 各触点是否接触 良好 以及数控装置之 间的连线是否正确， 确认无误后 ， 就可以分别对各部分 上电， 检测其输入输出值 。例如 ， 要对电源模块进行 输入输 出检测 ， 见图2 。 测量输人 电压时要断开输 入 图 1 数控 机床电气 控制图 一 A G N D +5 V l 2V +1 2 V +2 4V 图 2 电源模块 9 - 机床电器 2 0 1 1 1 数控 数显基于 HU N U C系统的数控机床维护技术 端 V、 N引线和强电柜中所有与电源进线相连的端子， 通电后测量已断开的 V、 N引线电压值是否为 2 2 0 V。 用相同的方法测电源模块输出电压及所有部分的输入 输出值。因为整个数控系统的供电需要电源模块正常 工作以提供 2 4 V电压 ， 如果排查工作中疏漏了电源模 块 的零线 N， 就会 造成 数 控系 统不 能供 电 ， 屏 幕无 显 示 ， 另外高电压工作还可能造成电源模块损坏。 2 伺服系统恢复 经检查 ， 机床各部分均正常， 但伺服驱动器与数控 系统之间数据线断裂 ， 造成伺服系统无法正常工作 ， 整 个机床也处于瘫痪状态 ， 所以要想恢复此机床的功能， 必须重新连接伺服系统的数据线， 使伺服驱动器处于 正常工作状态， 驱动伺服电机正常工作。此立式数控 铣床采用的是 H U N U C 2 0 0 0 i 数控铣床控制系统， 伺服 系统选用情况如表 1 所示。 表 1 伺服系统 伺服驱动器 伺 服驱动器 伺服运动轴 型号 接 口 C N| 型号 接 口型号 X轴 S A N Y O P U S C S I 型( 3 6针) S C S I 型 ( 3 6针 ) Y轴 S AN Y O P U S C S I 型( 3 6针) S C S I 型( 3 6针 ) Z轴 S AN Y0 P V S C S I 型( 4 0针) S C S I 型( 3 6针 ) S A N Y O P U和 S A N Y O P V型伺服驱动器资料可通 过网上下载得到 ， 数控系统伺服运 动轴 的接 口均 为 S C S I 型( 3 6针) ， 见 图 4 。但 由于产品升级换代 ， 现存 资料只有 D S U B型伺服运动轴接口的资料 ， DS U B ( 1 5针) 型接口定义见图3及表 2 。但从技术资料中可 得到数控系统与 S A N Y O P Y 2型伺服驱动器的连接图， 图 5所示 表 2 DS U B ( 1 5针 ) 型接 口定义 引脚 说明 l 1 4轴编码脉冲输入信号 A+ 注 ： 2 1 4轴编码脉冲输入信号 B+ 1 轴 1( X) 、 轴 2 3 1 4轴编码脉冲输入信号 C+ ( Y ) 、 轴 3 ( z) ， 速度 4 系统提供的 5 V电源地信号 ( G N D) 指 令输 出电压 为 一 l O V+1 0 V；对于 5 系统提供的 5 V电源地信号 ( G N D) 轴 4 ( C) ， 速 度指令 6 1 4轴驱动器报警输入 ( A L M) 输 出 电压 为 0 V 一 7 1 4轴伺服开( S ON ) 十1 O V 2 速 度 指 令 ( V C - 8 系统提供的 2 4 V电源信号 (+ 2 4 V) MD)的 参 考 点 ( 比 9 1 4轴编码脉冲输入信号 A一 较 地 )是 5 V 地 1 0 1 4轴编码脉冲输入信号 B一 ( G N D) 。 3 A+与 A 一， B+ 1 l 1 4轴编码脉冲输入信号 C一 与 B一， C+与 C一， 1 2 1 4轴速度指令输出( V C MD) +5 V与 G N D， V C 1 3 系统提供的 5 V电源信号 (+ 5 V) MD与 G ND分 别使 用双绞线连接。 14轴 驱 动器 报 警复 位 输 出 ( R E 4 该接 口的连 线必 1 4 S E T A L M) 须使用屏蔽线。 l 5 系统提供的 2 4 V电源地信 号( A G N D) 一 l 0 一 A + B+ C + G ND G ND A【 M S ON + 2 4V A B C VC MD +5 V RS T AG ND ( 头孔) 图 3 D S U B型接 口 驾 磊 图 4 S C S I 型接 口 l ( A 一) 3 9 ( B + ) 4 2 ( B一) 5 一 H l O ( C + ) 6 = A 3 ( C 一) 7 洋 N 1 1 8 P y U 速度命令 2 1 2 C 1 2 数 字 信 号 地 S G 2 0 伺 轴 5 服 接 伺服报警 4 3 4 4 4 5 4 6 4 3 驱 口 6 2 4 V 斟 h 动 l 5 2 5 器 7 伺 服 开 3 7 l 4 报警复位 3 O + 2 4 V 4 0 2 3 8 4 0 图 5 数控 系统与 P Y型伺服驱动器连接 图 所以要正确连接数控系统与伺服驱动器之间的 数据线， 我们必须在掌握以上资料的基础上分析判 断 出 S C S I 型( 3 6针) 接口定义。具体步骤可分为三步： ( 1 ) 对 DS U B型接 口进 行分析， 根据图 3 、 图 5 可知， 数控系统与伺服驱动器接 口之间交换 的信号共 有 l 3种 ， 分别为 6个编码器信号 、 速度命令信号( V C MD) 、 5 V电源地信号( G N D) 、 伺服报警信号( A L M) 、 2 4 V地信号( A G N D) 、 伺服开信号( S O N) 、 报警复位信 号( R S T ) 和2 4 V电源信号。由此确认 S C S I 型接 口上 也对应着这 l 3 个信号 ， 即对应着 1 3 个针脚 ； ( 2 ) 测量 S C I S型( 3 6针) 接 口中各针脚电压电阻 值。用万用表分别测量数控系统断电的情况下 S C S I 型接口各针脚对 G N D的电阻值和数控系统得电情况 下 S C S I 型接口各针脚对 G N D的电压值。测量结果如 表 3所示 ； ( 3 ) 对测量结果进行分析， 判断出 1 3个有传输信 号的针脚的正确位置。可首先排除无测量值的针脚， 即针 脚 9 、 1 0 、 l 1 、 1 2 、 1 3 、 1 4 、 1 5 、 2 6 、 2 7 、 2 8 、 2 9 、 3 1 、 3 2 、 3 3 、 3 4 、 3 5 ， 这些都是空脚 ， 无定义。从表格中可以明显 看到3 、 4 、 5 、 6 、 7、 8 连续 6个针脚具有相似的电压和电 阻值 ， 可初步判断为 6个编码器信号针脚。针脚 l明 显为5 V电源信号， 可以排除。针脚 2 1的 3 V电压为 机床回参考点时的测量值 ， 厂家资料也提供了速度指 令输出电压为 一l 0 V+1 0 V， 而回参考点是用速度 数控 数 显基 于 H U N U C系统 的数控机床维 护技术 机床电器 2 0 1 1 1 指令 控制 电机旋 转 ， 因此 ， 针脚 2 l 显然 输 出速 度指令 信号。测量中发现针脚 2和针脚 2 0 、 针脚 2 4和针脚 2 5是短接 的 ， 而针脚 2和针脚 2 0对 G N D 电阻最小 ， 可 以判断为5 V电源信号地。那么针脚 2 4和针脚 2 5就 只能是 2 4 V电源信号地。根据图 5连接图可推出伺 服报警可 以有多个输入输 出通道 ， 因此 ， 连续排 列且 电 阻值和电压值完全一致的针脚 1 6到针脚 1 9可能是伺 服报警信 号引脚 。最后 ， 剩 下 的 4个 针脚 要对 应 三种 信号 ， 由于针脚 2 2和针脚 2 3相临且具有相似 的测量 值， 因此可认为输 出相 同的信号。还注意到两个针脚 距离推测出的2 4 V信号