辛辛那提1000维修随记.docx
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辛辛那提1000维修随记
维修随记
——A2100数控系统
一、序论
美国辛辛那提·米拉克龙（CINCINNATIMILACRON）公司于1950年首先与麻省理工学院（MIT）合作开发了世界上最早的数控机床和数控系统。
1952年世界上第一台数控机床问世，它是直线插补连续控制的三坐标铣床，就是由CINCINNATIMILACRON公司制造的。
当然第一台数控装置是使用了电子管元件，因而体积非常庞大，应用有局限性。
ACRAMATIC系列数控装置自20世纪60年代初才开始研制。
至今，该系列的数控装置有10余种。
具有代表性的产品简述如下：
1981年研制出的ACRAMATIC900CNC系统（简称A900）。
A900系统装有自诊断功能，四轴的点位和轮廓控制系统。
仅20世纪80年代我国就有近百家引进、使用A900系统控制的数控机床。
在20世纪80年代末又相继推出利用32位80386、80486的中央微处理器（CPU）和多个16位的80186微处理器控制的高性能、利用CRT显示菜单触摸屏操作的ACRAMATIC850、950CNC系统简称（A850、A950）。
1994年该公司又研制出最新的CNC控制系统ACRAMATIC2100简称（A2100）。
该系统是一种功能强大的多任务的CNC系统。
A2100系统的主要特点如下：
⑴选择工业用标准PC母板作为计算工具，硬件、软件均能连续升级。
⑵双80486位微处理器分别进行运算和机床实时控制，使同时处理的信息量更大，速度更快。
⑶在强大的硬件配置支持下，触摸式操作屏及只带有基本按键的键盘使操作非常简单。
⑷手提式操作盘上设置了机床操作按键、主轴及伺服速度倍率调节钮、发光二极管指示器，使操作者不用CNC控制器，只需该操作盘便可进行机床操作，给工作带来极大的方便。
⑸固化辅助编程器（RAP）使操作者无需记忆G代码参数，便可编出G代码程序。
操作者只需触摸所希望的机床功能条目，便可按照RAP提示的信息以图形的方式输入数据，由RAP自动生成相应的G代码程序段，完成编程工作。
我公司于1996年购买了两台美国辛辛那提·米拉克龙（CINCINNATIMILACRON）公司生产的，装备有A2100数控系统的立式加工中心--SABRE1000立式加工中心、ARROW750立式加工中心。
这两台加工中心刀库容量均21把，配备有排屑器、软盘驱动器、CNC回转工作台、精密主轴探头、精密刀具探头、60～8000rpm高速主轴，采用半闭环控制。
二者唯一区别是SABRE1000立式加工中心X轴方向的加工行程要比ARROW750立式加工中心长一些。
使用十年来，两台加工中心出现过大大小小不少故障现象，也更换过一些零部件。
由于我们的知识面有限、英语水平不高，对A2100数控系统的理解不是那么深刻、透彻，在实际维修工作中走了不少弯路，现在将过去处理过的实际情况真实的记录下来，以供今后在工作中借鉴参考。
二、相关知识
㈠、缩写词：
⑴PCA—processorscontrolassembly：
处理器控制集合（部件）
⑵OSA—operatorstationassembly：
操作站集合（部件）
⑶BB—basicbridgeboard：
基本的桥接器板（标准的总线板）
⑷MSL—手持操作盘
㈡、专用词
①keypad/touchscreen:
键盘/触摸屏
②bridgeboard（BB）:
桥接器插件板
③conv．Servo:
伺服接口板
④highdensityI/O：
高密度I/O接口板
⑤pendant/panel：
手持操作盘（pendant-下垂物，panel-矩形的控制面板）
⑥realtimeprocessor（RT）：
实时处理器
⑦workstationprocessor（WS）：
工作站处理器（带硬盘）
⑧operatorstation：
操作站
⑨electronicstoprelay：
电子式急停继电器
㈢、A2100数控装置上的接口
⑴、伺服接口板（servo.DV5）上的接口如下：
A1—axis1：
主轴接口
A2—axis2：
x轴接口
A3—axis3：
y轴接口
A4—axis4：
z轴接口
A5—axis5：
4th轴接口
J8—probein：
刀具探头
⑵I/O接口板（I/OCMHD）上的接口如下：
J1—24VDCIN输入接口
J2—24VDCOUT输入接口
⑶、Diskettedriveconnection：
软盘驱动器接口
⑷工作站CPU板（workstationCPUboard）上的接口如下：
J16—keyboard：
键盘接口
J17—trackball：
跟踪球接口，可作为鼠标（mouse）接口
J18—serialportCOM1（805）：
通信接口，即RS-232-C接口
J19—op.stationdata（803）：
操作站数据接口
J20—printer/parallel（3201）：
打印机接口
J21—op.stationvideo（802）：
操作站视频接口
⑸、桥接器插件板bridgeboard（BB）上的接口如下：
J14--pendant/panel（809）：
手持操作盘通信接口
J15—panel/op.stationDCpower（804）：
控制面板/操作站直流电源
（6）、J9—AC230V交流电源输入接口
㈣、主轴模块spindledrive（VFS5）上的指示灯：
ACTIVE（绿色LED）：
激活
SYSOK（绿色LED）：
systemok（准备好）
CPU（绿色LED）：
CPU（工作正常）
FAULT（红色LED）：
故障
RELAY（绿色LED）：
继电器（工作正常）
㈤、电源模块R.MORGEN（PSR4）上的指示灯
D.C.BUS（绿色LED）：
DC总线
REGEN（黄色LED）：
再生电路（regenerate）
FAULT（红色LED）：
故障
注释：
AC110V输入进电源模块（PSR4），产生+18V、-18V、+10VDC电压提供给X、Y、Z、4th、主轴作为控制电压。
㈥、轴驱动器Axisdrive（BDS4）上的微调电位器、指示灯
STABILTY：
稳定性调节电位器
CURRENTLIMIT：
电流范围调节电位器
COMMANDSCALE：
控制比例调节电位器
BALANCE：
平衡调节电位器
CONTROLVOLTS（绿色LED）：
控制电压（指由电源模块PSR4送过来的+18v、-18v、+10VDC，机床通电后，此灯即亮）
ENABLED（绿色LED）：
使能
DRIVEREADY（绿色LED）：
驱动器准备好
FOLDBACK（红色LED）：
返送（foldback:
返送系统、监听系统）
OVERTEMP（红色LED）：
过热
OVERCURRENT（红色LED）：
过流
OVERVOLTS（红色LED）：
过压
UNDERVOLTS（红色LED）：
欠压
OVERSPEED（红色LED）：
超速
㈦、桥板（bridgeboard）上的四个发光LED指示灯
PWR（power）OK（绿色LED）：
电源正常时亮。
BB（bridgeboard）FAIL（红色LED）：
桥板中断时亮。
WS（workstationprocessor）FAIL（红色LED）:
工作站处理器中断时亮。
RT（real-timeprocessor）FAIL（红色LED）:
实时处理器中断时亮。
注释：
WS板、RT板、伺服接口板、I/O接口板都是接到BB标准的总线板上。
当BB、WS、RT任一出现FAIL时，其相对应的红色LED指示灯即点亮。
㈧、PCA1J1（PCA48针）接口信号
信号名称
英文解释
中文解释
1.PS＿AIR＿SYS
Airpressure
空气压力
2.LS＿X＿OTR
Xovertravel
X轴超行程
3.LS＿Y＿OTR
Yovertravel
Y轴超行程
4.LS＿Z＿OTR
Zovertravel
Z轴超行程
5.LS＿X＿TPA
Xaxisalign
X轴参考点
6.LS＿Y＿TPA
Yaxisalign
Y轴参考点
7.LS＿Z＿TPA
Zaxisalign
Z轴参考点
8.PR＿TL＿CLMP
Toolclamped
刀具夹紧
9.PR＿TL＿UNCL
Toolunclamped
刀具松开
10.PR＿TL＿ABS
Toolabsent
刀具不在
11.PR1ONCE＿TOOL
Oncepertool
每次一把刀
12.PR1DRUM＿PARK
Drumtopark
刀盘回原位
13.PR1ORUM＿SPDL
Drumtospindle
刀盘去主轴
14.OL＿COOL＿MTR
CoolantpumpON
冷却泵启动
15.TS＿XFMR＿TEMP
TransformerOT
主变压器过热信号
16.PB＿E＿STOP
E.stoppushbutton
蘑菇头按钮急停信号
17.CR＿MACH＿STRT
Masterstart
主启动
18.LS＿OPDR＿CLSD
Frontdoorclosedguardsclosed
前门关闭
防护装置关闭
19.LS＿OPDR＿LOCK
Frontdoorlocked
前门已锁上
20.PB＿CONTR＿OFF
Controloff
控制装置断开
21.M1SPDL＿READY
Spindleready
主轴准备好
22.M1SPDL＿FAULT
Spindlefault
主轴故障
23.CR＿ZERO＿SPD
Spindlezero
主轴零位
24.CR＿SPDL＿SPD
Spindleatspeed
主轴在速度控制方式
25.CR＿OR＿COMP
Spindleorientation
主轴在定位方式
26.C＿AXIS＿READY
Caxisacknowledge
C轴确认
27.PB＿DBAR＿UNCL
Drawbarunclamp
条形磁铁松开
28.
Spare
备用
29.CR＿AXES＿OL
Axisovertemp
轴过热
30.CR＿AXES＿ALRM
Axisalarm
轴报警
31.CR＿AXES＿FOLD
Axisfoldback
轴返送
32.CR＿AXES＿READY
Axisready
轴准备好
33.PS＿LUBE＿ALRM
Lubealarm
润滑报警
34.PB＿REMOTE
Remotepushbutton
遥控蘑菇头按钮
35.PR＿C＿TPA
Caxisalign
C轴基准点
36.OL＿SWRF＿CONV
37.PS＿FILT＿CLOG
Filterblocked
过滤器堵塞
38.M1PROB＿LOW＿V
ProbelowBATT
探头电池电压低
39.M1PROB＿READY
Probeready
探头准备好
40.
Spare
备用
41.
Spare
备用
42.CHILER＿ALRM
冷却装置报警
CB1断路器常开辅助触点
43.PR＿A＿CLMP
4thaxisclamped
4th轴夹紧
44.PR＿A＿UNCL
4thaxisunclamped
4th轴松开
45.LS＿A＿TPA
4thaxisaligned
4th轴基准点
46.
Spare
备用
47.
Spare
备用
48.CR＿A＿READY
4thaxisready
4th轴准备好
注释：
LS—表示机械式行程开关；PR—表示感应式接近开关；
CR—表示普通式继电器
㈨、诊断管理（diagnosticmanager）
Hardwarediagnosticstartupstatus硬件启动状态
Name名称
Patnumber部件号
Result结果
1.keypad/touchscreen键盘/触摸屏
3-542-1223AB
Passed,failed,
unknown
2.bridgeboard（RT）
bridgeboard（WS）
桥接器、插件板
3-542-1260AA
3-542-1260AA
Passed,
failed,
unknown
3.CONV.SERVO
伺服接口板
3-542-1276AC
Passed,failed,
unknown
4.HighdensityI/O
高密度I/O接口板
3-542-1210ACMHD
Passed,failed,
unknown
5.Pendant/panel【MSL】
手提式操作盘
3-542-1336A
Passed,failed,
unknown
6.Realtimeprocessor
实时处理器（RT）
3-424-2168A01
Passed,failed,
unknown
7.Workstationprocessor
工作站处理器
3-424-2123A01
Passed，failed,
unknown
Passed:
表示部件检测通过。
Failed:
表示部件检测没有通过，中断状态。
Unknown:
表示部件没有找到，即没有检测到。
㈩、Advancedspindlelubricationcontroller先进的主轴润滑控制装置（相关说明）
黄色LED灯—pumpon泵工作
绿色LED灯—cycle循环
红色LED灯—pumpalarm泵报警
红色LED灯—lowlevel油面低
红色LED灯—airhigh气压高
红色LED灯—airlow气压低
Oiloutlet油出口
Airinlet空气入口
Reset复位
警告！
Voltageinsidedisconnectpowerbeforeservicing
内部有电压，在检修之前应断开电源。
（十一）、E.stoprelay电子式急停继电器（相关说明）
E.—electronic电子的
绿色LED灯—power电源
黄色LED灯—start启动
黄色LED灯—channel1通道1
黄色LED灯—channel2通道2
⑴electronicfusepowerofftoreset
电子式保险丝，若电源断开，请按复位。
⑵E.stoprelay属于三继电器逻辑十双通道输入，达到安全等级3（欧洲标准）。
⑶TR1（常开触点43—44）在电路中的功能起着“复位reset”作用。
⑷驱动电源未启动前，或因某种原因channel1或channel2送入急停信号，断开驱动电源。
Power电源、start启动：
LED指示灯亮。
Channel1、channel2：
LED指示灯不亮。
驱动电源启动后，Power电源，Channel1、channel2：
LED指示灯亮。
start启动（LED指示灯不亮）。
⑸CR5（常开触点11--14）的作用，当各种故障信息经CNC系统处理后，认为需要切断驱动电源，则CR5（常开触点11--14）断开。
CR5（常开触点3--34）闭合，则CNCready准备好信号输入ESR1电子式急停继电器。
三、随记实例
【随记1】SABRE1000立式加工中心出现alarm39-20报警
故障现象：
SABRE1000立式加工中心冷却泵电机，在启动后20min内发热，断路器CB1动作。
分析及处理：
检查冷却泵电机三相电压正常，三相电流基本平衡，其Ie值比ARROW750立式加工中心冷却泵电机的略高。
基本可以确定是电机存在质量问题。
经与辛辛那提·米拉科龙公司上海维修中心联系，免费更换一台新的冷却泵换上后，机床恢复正常工作。
1998.01记录
【随记2】SABRE1000立式加工中心Y轴不能返回参考点
故障现象：
Y轴在机床执行回参考点动作时，无法返回参考点。
分析及处理：
在开始时，以为是Y轴参考点开关LS7接触不好，经检查不是，是线路进电控柜的插头R2P2松动引起的，将R2P2插好，故障排除。
1998.03记录
【随记3】ARROW750立式加工中心启动即烧FU3、FU4保险管
故障现象：
ARROW750立式加工中心合上电源开关后，显示屏无任何图像，保险管FU3、FU4损坏。
分析及处理：
开始以为是显示器有问题，打开显示器后盖，内部未发现异常现象。
将显示器电源插头从电源座（A2100内的开关电源）上拔掉后，即正常。
由此，误解为仍是显示器有问题。
后经与辛辛那提·米拉科龙公司上海维修中心联系，对方认为是A2100内的开关电源有问题，建议我们将开关电源拆下进行检查。
后将开关电源拆下，开盖检查，发现PT1I（热敏电阻）元件已经烧毁。
该电源已经没有修复价值，到电脑市场上购买同规格的电源装上，更换损坏的保险管，上电机床恢复正常工作。
开关电源规格如下：
Input--230v,3A;Output—AC230v;
P8（6针）：
黑色线GND；黑色线GND；蓝色线-12v,0.5A;
黄色线+12v,8A;红色线+5v,20A;橙色线PG（电源好）；
P9（6针）：
黑色线GND；黑色线GND；白色线-5v，0.5A；
红色线+5v,20A;红色线+5v,20A;红色线+5v,20A;
P10（4针）：
黄色线+12v,8A;黑色线GND；黑色线GND；
红色线+5v,20A;1998.04记录
【随记4】SABRE1000立式加工中心开机自诊断过程中，“CONV．SERVO”项failed不通过，
故障现象：
机床启动后，在进行硬件启动状态检测过程中CONV.SERVO项检测不通过。
在随后的启动伺服操作中出现红色报警。
分析及处理：
开始以为是与数据传输方面出现错误有关，后分析认为红色报警应该是，硬件启动状态检测过程中CONV.SERVO项检测不通过，引起的。
由于CONV.SERVO项检测不通过，是指伺服部分（X、Y、Z、4th、主轴、探头）等控制线路与CNC装置上的接口之间是否接触良好等原因引起的。
遵循这个思路将与伺服部件有关的插头重新拔插一遍以消除接触不良等现象。
然后，又将CNC装置上的伺服接口板（3-542-1276AC）拔出，用橡皮将接口板上的印刷电路板的插排接触点（俗称金手指）清洁干净。
然后，将伺服接口板（3-542-1276AC）插回桥板上，通电试机，机床工作正常。
在今后使用的十来年时间里，也多次出现此类故障现象，均采用此类方法进行解决的。
1999.07.29记录
【随记5】ARROW750立式加工中心出现SYSTEMFAIL8004D红色报警
故障现象：
ARROW750立式加工中心出现的红色报警（系统中断8004D），此报警号在1998年下半年曾出现过多次。
分析及处理：
报警信息如下：
SYSTEMFAIL8004D
Real-timetimeout
Cause:
theworkstatimeMSGservicethinkstherealtimeisnotresponding
Sourcemodule:
Linenumber:
0compiledate:
EDI=0×00000000EBX=0×00000000
ESI=0×00000000EDX=0×00000000
EBP=0×00000000ECX=0×00000000
ESP=0×00000000EAX=0×00000000
EFLAGS=0×00000000
报警信息中文释义：
系统中断8004d
实时处理器输出超时
原因：
工作站处理器用于逻辑思考的MSG与实时处理器之间通信没有响应。
（其它的省略）
在以后的实际工作中多次出现SYSTEMFAIL8004D红色报警，原因有许多。
在这里，只是将当时的想法真实的记录下来以供参考。
在机床上电，启动过程中，硬件检测曾有两项没有通过，即：
bridgeboard（RT）bridgeboard（WS）桥接器、插件板。
断电，重新启动机床后，上述两项通过。
但在机床启动30分钟后，即出现SYSTEMFAIL8004D红色报警，十分频繁，使机床无法正常工作。
关掉电源后，打开电控箱，松开固定螺钉把（Realtimeprocessor）实时处理器（RT）板号：
3-424-2168A01，从A2100系统的桥板上拔出。
经目测，发现在实时处理器（RT）板上，CPU模块边上，有一八脚单列直插式厚膜电路IC（RN6）。
其中有三只脚已与IC插座脱离，处于悬空状态。
将悬空的脚重新插入IC座内，并对电路板上的短接棒、IC集成块，从新施压使其接触良好。
将（Realtimeprocessor）实时处理器（RT）小心地安回A2100系统的桥板上拧紧固定螺钉，待A2100系统恢复原样后，通电启动机床，系统自检通过，机床已能正常工作。
待运行几天后方能确认是否解决存在的隐患。
经过长期的维修实践，说明SYSTEMFAIL8004D红色报警是很难解决的。
1999.11.02记录
【随记6】ARROW750立式加工中心硬件自检【keypad/touchscreen键盘/触摸屏】项FAILED中断
故障现象：
ARROW750立式加工中心在上电启动过程中，硬件自检时【keypad/touchscreen键盘/触摸屏】项FAILED中断，自检不通过。
在1997年、1998年均出现过此类自检不通过的报警信息。
分析及处理：
报警信息如下：
Keypad/touchscreenstatusfailed
Partnumber:
3-542-1223AB
Diagnosticversion:
V1.01
Firmwaredate:
JUN221994
Serialconnection:
ok
Keyboard:
ok
A.Dconverter:
ok
Touchscreen:
failed
报警信息中文释义：
键盘/触摸屏的状况：
中断
零件号码：
3-542-1223AB
确认日期：
1994.06.22
连接的通讯线：
正常
键盘：
正常
A/D转换器：
正常
触摸屏：
中断
在机床断电情况下，将显示器后盖固定螺钉卸下来，取下显示器的后盖，即可看到板号为3-542-1223AB印刷电路板。
屏幕前面覆盖的触摸屏就是通过5芯扁平电缆线与板号为3-542-1223AB印刷电路板上的5芯插座相连。
触摸屏的信号、键盘的信号均传送到该印刷电路板上，经该电路处理后再传送至A2100系统。
在3-542-1223AB印刷电路板上有一个红色长方形LED发光管（FAIL）及一个蜂鸣器构成声光报警装置。
我们在触摸屏正常的情况下，进行了实验，将触摸屏上的5针扁平电缆线插头从印刷电路板的插座中拔除或插入时，红色长方形L
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