范 恒

(中國電子科技集團公司第三十九研究所，陜西 西安 710065)

1 故障現(xiàn)象

筆者單位一臺瑞士米克朗公司生產(chǎn)的立臥加工中心UCP1000在開機后出現(xiàn)紅色對話框報警：Processor Check Error，報警下面為錯誤信息代碼，無法進入正常操作界面(如圖1所示)。重啟機床后，依舊出現(xiàn)報警。

2 故障診斷過程

此機床采用海德漢TNC426數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)為海德漢公司早期產(chǎn)品，它的主要數(shù)控單元為LE426M模塊(以下簡稱LE模塊)。由于該模塊由三塊電路板組成，俗稱三聯(lián)板。即LE模塊由MC(main computer，主機)的兩個模塊和CC(controller computer，控制機)一個模塊組成，如圖2所示，右邊兩個模塊為MC，左邊的為CC。該LE模塊的集成度非常高，其中MC為整個數(shù)控系統(tǒng)的核心單元，它主要完成數(shù)控單元內(nèi)的數(shù)字控制、處理和通信工作，以及機床的PLC邏輯控制，MC在系統(tǒng)軟件的控制下，對機床的加工程序自動進行處理，并發(fā)出相應的控制指令及進給控制信號，MC上帶有位置輸入接口、PLC輸入輸出接口、操作面板接口、機床顯示VGA接口等。CC主要是將MC輸出的控制指令和信號轉變成伺服驅動器的PWM控制信號，然后輸出到電動機，從而驅動電動機，并且采集編碼器反饋的速度信號，再將這些信號反饋給MC，并由MC進行處理，如此反復工作。CC上帶有PWM輸出接口和速度輸入接口、LE供電設備總線接口等。根據(jù)LE模塊的工作原理，分析是否由于MC與CC進行數(shù)字信號處理或通信時出現(xiàn)內(nèi)部錯誤而引起的報警，通過以下辦法進行分步排查：

(1)首先，排除LE模塊上外接部件的原因。

①關閉機床，保留 LE模塊上的VGA顯示接口X43和LE模塊供電接口X69的插頭，拔掉其余插頭；

②開啟機床，依舊報警。

③可以排除外接插頭引起報警，確診為數(shù)控單元LE模塊內(nèi)部故障引起的報警。

(2)其次，排除LE模塊上軟件故障的原因。

分析是否由于MC中硬盤數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤或是硬盤本身硬件故障導致系統(tǒng)加載啟動數(shù)據(jù)時出現(xiàn)報警：

①將 MC內(nèi)的硬盤拆下來。

②將原有備份的硬盤數(shù)據(jù)(早期系統(tǒng)正常時做好ghost鏡像文件)恢復到另一塊新購硬盤中。

③安裝新的硬盤，開啟機床，系統(tǒng)啟動后依舊報警。

④通過排除以上可能原因，可以確診報警是由于LE模塊硬件故障所致。

3 故障維修過程

3.1 LE模塊故障的原因及處理辦法

將故障LE模塊寄到海德漢(北京)公司進行檢修，檢測結果為該模塊的三塊電路板均有不同程度的燒壞，主要是電路供電部分燒壞嚴重，由于燒壞程度較重，已經(jīng)無法修理，海德漢公司建議以舊換新。得知該檢測結果，分析是否由于UV101B供電異常導致LE模塊燒壞，在沒有LE模塊的情況下開啟機床，參照電源模塊UV101B的設備總線X69接口引腳圖紙，對X69上有關供電的每一個引腳進行電壓檢測，測量中發(fā)現(xiàn)+15 V電壓確有異常，該電壓高達+38.4 V，如表1所示，確診UV101B燒壞。再將電源模塊UV101B寄到海德漢(北京)公司進行檢修。

表1 電源模塊UV101B X69引腳定義

引腳UV101BX69定義實測故障UV101BX69檢測結果1ato5b+5V+49V6ato7b+12V+119V8a+5V+49V9a+15V+384V電壓異常9b-15V-147V8b10b11b12b0V0V13b14b…25bGND0V

3.2 新LE模塊安裝調試及故障處理

(1)對開機無報警，但操作界面不正確的處理過程

以舊換新的LE模塊與修好的電源模塊UV101B均到現(xiàn)場后，將其安裝完畢，開機后界面定屏顯示“TNC426”，再無法進入下一個操作界面，操作面板上的按鈕也均為失靈狀態(tài)。分析原因是由于新?lián)Q的LE模塊上的EPROM芯片內(nèi)還為默認數(shù)據(jù)，所以開機啟動數(shù)據(jù)不正確，無法正確引導進入數(shù)控系統(tǒng)。EPROM內(nèi)存儲著系統(tǒng)的固件數(shù)據(jù)，主要包括系統(tǒng)啟動數(shù)據(jù)、系統(tǒng)初始化數(shù)據(jù)、系統(tǒng)診斷數(shù)據(jù)等，圖3為EPROM數(shù)據(jù)結構圖。將新舊LE模塊中的MC模塊打開，謹慎拆下12塊EPROM芯片(每個LE模塊上有6個EPROM芯片)，如圖4所示，將新舊LE模塊中的6塊芯片一一對應進行替換。做這項工作時一定要非常小心，一旦芯片針腳折彎或是變形就會斷掉。安裝好LE模塊，重新開機后進入正常操作界面，有坐標軸顯示。

(2)對機床參數(shù)不正確的處理過程

雖然有坐標軸顯示，但發(fā)現(xiàn)顯示機床軸數(shù)不正確。由于該機床為四軸加工中心，四軸分別為X、Y、Z、C，但實際界面顯示出X、Y、Z、B和C。出現(xiàn)這種情況時應該注意，不要修改參數(shù)將多余軸關閉，因為海德漢的機床參數(shù)有好幾千個參數(shù)，并未發(fā)現(xiàn)是否還有其他不匹配的參數(shù)，確定新的LE模塊中的機床參數(shù)MP還是默認的設置值，安全起見應將舊LE中的硬盤替換到新的LE模塊中，即使用原來的硬盤數(shù)據(jù)，硬盤數(shù)據(jù)主要包括機床參數(shù)。機床PLC程序、機床程序、機床操作功能等，圖5為硬盤數(shù)據(jù)結構圖。重新開機，顯示機床軸數(shù)和參數(shù)均正確。

(3)對機床一系列PLC報警的處理過程

但開機又出現(xiàn)了許多報警信息，比如：Emergency Stop(急停)、Hydrlic Alarm(液壓未啟動)等。分析是因為機床PLC程序未啟動，所以機床上的所有檢測開關與執(zhí)行機構工作均不正常。對于這種情況，可以利用海德漢TNCremote軟件將PLC備份數(shù)據(jù)恢復到系統(tǒng)中。該項工作需要準備一個有串口的筆記本電腦、可連接電腦與RS232接口的一對一串口線、海德漢TNCremote軟件以及原來機床的PLC備份文件(PLC.LST和PLC.BCK)，安裝好軟件之后，進行回裝數(shù)據(jù)。操作步驟如下：

①關閉機床和電腦，用串口線連接電腦與機床顯示器后面的RS232接口。

②開啟機床和電腦。

③打開電腦上的TNCremote軟件，然后點擊機床上的RS232設置，顯示protocol(通信協(xié)議)設置為LSV-2，Baud rate(波特率)顯示115200，此處可以不用修改這些設定，然后點擊TNCremote軟件上的通信設置，protocol將自動設置為LSV-2，Baud rate將自動檢測顯示為115200，電腦界面將提示已經(jīng)連接成功。

④此時軟件界面上半部分顯示該電腦內(nèi)的硬盤數(shù)據(jù)，下半部分顯示機床硬盤TNC分區(qū)內(nèi)的機床數(shù)據(jù)，點擊菜單中的Extras→點擊Backup/Restore→出現(xiàn)TNCRestore對話框→點擊該對話框左上角File→點擊Open file list→在電腦硬盤中找到需要回裝的PLC.LST，點擊打開。

⑤然后點擊對話框上排菜單中的Run→點擊Restore，執(zhí)行到此處時又出現(xiàn)報警，顯示調試密碼不正確。由于一般海德漢系統(tǒng)的調試密碼是807667，輸入該密碼，提示還是密碼不正確。懷疑機床制造商修改了調試密碼，利用Ghost Explorer軟件打開機床Ghost原始備份文件(原來硬盤的Ghost備份)，找到文件中的OEM.SYS文件，提取該文件到桌面，將該文件使用文本格式打開，看到文件中有一行PLCPASSWORD：FU9R85N8，將該密碼輸入，PLC.LST文件被下載到機床LE系統(tǒng)中。

然后重啟機床，操作界面無任何報警，顯示正常，機床恢復正常工作。

4 結語

該故障是由于電源模塊UV101B故障，燒壞了LE模塊，從而導致的系統(tǒng)報警。新?lián)Q的海德漢TNC426 LE426M模塊的調試過程較為復雜，調試過程中出現(xiàn)了一些較為典型的海德漢系統(tǒng)問題，都采用相應辦法進行了解決。

[1]海德漢iTNC530簡明調試手冊[Z].北京：約翰內(nèi)斯·海德漢博士(中國)有限公司，2009.

[2]瑞士米克朗公司.UCP1000電氣說明書[Z].