海德漢 TNC426 數(shù)控系統(tǒng)故障維修
2020-5-15 來源： 中國電子科技集團(tuán)公司第三十九研究所 作者：范 恒
摘 要: 針對海德漢 TNC426 數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)的系統(tǒng)報(bào)警: Processor Check Error 詳細(xì)介紹了故障診斷及維修過程。
關(guān)鍵詞: 海德漢; TNC426; 系統(tǒng)報(bào)警; LE426M 模塊; 維修調(diào)試
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(jī)后出現(xiàn)紅色對話框報(bào)警: ProcessorCheck Error，報(bào)警下面為錯(cuò)誤信息代碼，無法進(jìn)入正常操作界面( 如圖 1 所示) 。重啟機(jī)床后，依舊出現(xiàn)報(bào)警。
2 、故障診斷過程
此機(jī)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(jī)) 的兩個(gè)模塊和 CC( controller computer，控制機(jī))一個(gè)模塊組成，如圖 2 所示，右邊兩個(gè)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(gè)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(jī)床的 PLC 邏輯控制，MC 在系統(tǒng)軟件的控制下，對機(jī)床的加工程序自動進(jìn)行處理，并發(fā)出相應(yīng)的控制指令及進(jìn)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(jī)床顯示 VGA 接口等。CC 主要是將 MC 輸出的控制指令和信號轉(zhuǎn)變成伺服驅(qū)動器的 PWM 控制信號，然后輸出到電動機(jī)，從而驅(qū)動電動機(jī)，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(jìn)行處理，如此反復(fù)工作。CC 上帶有 PWM 輸出接口和速度輸入接口、LE 供電設(shè)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(jìn)行數(shù)字信號處理或通信時(shí)出現(xiàn)內(nèi)部錯(cuò)誤而引起的報(bào)警，通過以下辦法進(jìn)行分步排查:
( 1) 首先，排除 LE 模塊上外接部件的原因。
①關(guān)閉機(jī)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(jī)床，依舊報(bào)警。
③可以排除外接插頭引起報(bào)警，確診為數(shù)控單元LE 模塊內(nèi)部故障引起的報(bào)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(cuò)誤或是硬盤本身硬件故障導(dǎo)致系統(tǒng)加載啟動數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)報(bào)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(shí)做好ghost 鏡像文件) 恢復(fù)到另一塊新購硬盤中。
③安裝新的硬盤，開啟機(jī)床，系統(tǒng)啟動后依舊 報(bào)警。
④通過排除以上可能原因，可以確診報(bào)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(jìn)行檢修，檢測結(jié)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(yán)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(jié)果，分析是否由于 UV101B 供電異常導(dǎo)致 LE 模塊燒壞，在沒有 LE 模塊的情況下開啟機(jī)床，參照電源模塊 UV101B 的設(shè)備總線X69 接口引腳圖紙，對 X69上有關(guān)供電的每一個(gè)引腳進(jìn)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(dá)+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(jìn)行檢修。
表 1 電源模塊 UV101B X69 引腳定義
3. 2 新 LE 模塊安裝調(diào)試及故障處理
( 1) 對開機(jī)無報(bào)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(jī)后界面定屏顯示“TNC426”，再無法進(jìn)入下一個(gè)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(rèn)數(shù)據(jù)，所以開機(jī)啟動數(shù)據(jù)不正確，無法正確引導(dǎo)進(jìn)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(jié)構(gòu)圖。將新舊 LE 模塊中的 MC 模塊打開，謹(jǐn)慎拆下12 塊 EPＲOM 芯片( 每個(gè) LE 模塊上有 6 個(gè) EPＲOM 芯片) ，如圖 4 所示，將新舊 LE 模塊中的 6 塊芯片一一對應(yīng)進(jìn)行替換。做這項(xiàng)工作時(shí)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(jī)后進(jìn)入正常操作界面，有坐標(biāo)軸顯示。
( 2) 對機(jī)床參數(shù)不正確的處理過程
雖然有坐標(biāo)軸顯示，但發(fā)現(xiàn)顯示機(jī)床軸數(shù)不正確。由于該機(jī)床為四軸加工中心，四軸分別為 X、Y、Z、C，但實(shí)際界面顯示出 X、Y、Z、B 和 C。出現(xiàn)這種情況時(shí)應(yīng)該注意，不要修改參數(shù)將多余軸關(guān)閉，因?yàn)楹５聺h的機(jī)床參數(shù)有好幾千個(gè)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(jī)床參數(shù) MP 還是默認(rèn)的設(shè)置值，安全起見應(yīng)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(jī)床參數(shù)。機(jī)床 PLC 程序、機(jī)床程序、機(jī)床操作功能等，圖 5 為硬盤數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖。重新開機(jī)，顯示機(jī)床軸數(shù)和參數(shù)均正確。
5
( 3) 對機(jī)床一系列 PLC 報(bào)警的處理過程
但開機(jī)又出現(xiàn)了許多報(bào)警信息，比如: EmergencyStop( 急停) 、Hydrlic Alarm( 液壓未啟動) 等。分析是因?yàn)闄C(jī)床 PLC 程序未啟動，所以機(jī)床上的所有檢測開關(guān)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(fù)到系統(tǒng)中。該項(xiàng)工作需要準(zhǔn)備一個(gè)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(jī) 床 的 PLC 備 份 文 件( PLC. LST 和 PLC. BCK) ，安裝好軟件之后，進(jìn)行回裝數(shù)據(jù)。
操作步驟如下:
①關(guān)閉機(jī)床和電腦，用串口線連接電腦與機(jī)床顯示器后面的 ＲS232 接口。
②開啟機(jī)床和電腦。
③打開電腦上的 TNCremote 軟件，然后點(diǎn)擊機(jī)床上的 ＲS232 設(shè)置，顯示 protocol( 通信協(xié)議) 設(shè)置為 LSV－2，Baud rate( 波特率) 顯示 115200，此處可以不用修改這些設(shè)定，然后點(diǎn)擊 TNCremote 軟件上的通信設(shè)置，protocol 將自動設(shè)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(shí)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(jī)床硬盤 TNC 分區(qū)內(nèi)的機(jī)床數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊菜單中的 Extras→點(diǎn)擊 Backup/Ｒestore→出現(xiàn) TNCＲestore對話框→點(diǎn)擊該對話框左上角 File→點(diǎn)擊 Open file list→在電腦硬盤中找到需要回裝的 PLC. LST，點(diǎn)擊打開。
⑤然后點(diǎn)擊對話框上排菜單中的 Ｒun→點(diǎn)擊 Ｒe-store，執(zhí)行到此處時(shí)又出現(xiàn)報(bào)警，顯示調(diào)試密碼不正確。由于一般海德漢系統(tǒng)的調(diào)試密碼是 807667，輸入該密碼，提示還是密碼不正確。懷疑機(jī)床制造商修改了調(diào)試密碼，利用 Ghost Explorer 軟件打開機(jī)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(jī)床 LE 系統(tǒng)中。然后重啟機(jī)床，操作界面無任何報(bào)警，顯示正常，機(jī)床恢復(fù)正常工作。
4 、結(jié)語
該故障是由于電源模塊 UV101B 故障，燒壞了 LE模塊，從而導(dǎo)致的系統(tǒng)報(bào)警。新?lián)Q的海德漢 TNC426LE426M 模塊的調(diào)試過程較為復(fù)雜，調(diào)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(yīng)辦法進(jìn)行了解決。
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