Ось не едет: диагностика по индикаторам драйвера, питанию, цепи Enable и сигналам Step/Dir

Сначала определите, какой у вас случай

Статей про пропуск шагов и дрейф координат много, а этот случай другой: ось не двигается вообще. Дальше не важно, шаговый привод у вас или серво, различаются только индикаторы и коды ошибок. Для серво есть отдельный разбор кодов серводрайверов.

Два быстрых теста сужают поиск ещё до того, как вы откроете шкаф. Выключите станок и проверьте вал двигателя рукой (шаговый двигатель при выключенном станке проворачивается с характерным «щёлканьем» полюсов). Потом включите станок и осторожно попробуйте провернуть вал снова, не прилагая силы: работающий драйвер держит его.

Шаг 1. Убедитесь, что станок сам не запретил движение

Перед электроникой проверяют то, что запрещает движение программно. Нажата ли аварийная кнопка, сброшена ли авария в пульте или в Mach3 (кнопка Reset), не горит ли сигнал концевика, который система читает как «выход за пределы». На станках с NC Studio и RichAuto стойка может молча блокировать оси, пока не выполнен выход в ноль или не снят режим ожидания. Если оси не двигаются только при команде, а ручной толчок с пульта работает, проверяйте программные настройки. Пины и инверсии разобраны в статье Mach3 с нуля, плата и драйвер — в статье про NC Studio.

Шаг 2. Питание драйверов

Когда погасли все драйверы, а шпиндель работает, чаще всего виновато питание: у шпинделя и у драйверов осей разные цепи. Операторы, которые с этим сталкивались, называют несколько повторяющихся причин, и ни одна не требует сложных приборов.

1. Предохранитель или автомат на питании блока драйверов. Он мог сработать при броске тока.
2. Сам блок питания. Смотрят на вздувшиеся электролитические конденсаторы, на вентилятор (остановился и блок ушёл в защиту), на выходное напряжение. Для драйверов шаговых двигателей типичны 24–60 В постоянного тока: у Leadshine DM556, например, допустимый диапазон 20–50 В.
3. Контакты кнопки аварийной остановки или реле блокировки. Одна кнопка часто разрывает сразу несколько цепей, и подгоревший контакт обесточивает все драйверы разом. Такой случай описывают практики: три оси стоят, шпиндель крутится, а виноват износившийся контакт в кнопке.
4. Клеммы и перемычки. Слабая затяжка на постоянном токе нагревает контакт, и со временем он перегорает.

Измерять нужно постоянное напряжение на клеммах питания каждого драйвера, а не на выходе блока: падение может быть в проводе. Выход блока 48 В, а на драйвере 0 В означает обрыв между ними. Если на драйвере есть питание, а индикатор не горит, драйвер либо неисправен, либо питается слишком малым напряжением (ниже минимума по паспорту он не включается вовсе).

Подробно о выборе напряжения и тока блока питания рассказано в статье про питание драйверов и скрытый обрыв кабеля.

Шаг 3. Цепь Enable и аварийный стоп

У драйвера есть вход разрешения (Enable, ENA). Если плата или пульт подаёт на него сигнал отключения, драйвер снимает ток с обмоток, и вал становится свободным. Именно так выглядит случай «индикатор горит, а ось не держит», и проверяют в нём три вещи.

• назначен ли в программе выход Enable и какая у него полярность (в Mach3 это вкладка Ports and Pins, выходные сигналы);
• не отключена ли аварийная цепь на плате: у многих китайских плат есть вход E-Stop, и при разорванной цепи плата не выдаёт ни Step, ни Enable;
• у большинства драйверов вход ENA можно оставить неподключённым: тогда драйвер всегда включён. Если ось ожила после отсоединения провода ENA, виноваты полярность или сигнал платы.

Замыкать перемычкой аварийную цепь, защиту драйвера или оптопару, чтобы «проверить, поедет ли ось», не нужно: станок остаётся без защиты, а причину вы всё равно не найдёте. Вместо этого отсоедините провод ENA у одного драйвера и посмотрите, изменилось ли поведение.

Шаг 4. Индикаторы и коды вспышек

На шаговых драйверах обычно два индикатора: питание (зелёный) и авария (красный). На серво-шаговых и закрытых драйверах кодов больше, но общие правила для всех типов одинаковы.

Число вспышек у разных производителей означает разное, поэтому таблицу кодов берут с корпуса драйвера или из его паспорта. Один из примеров практиков: шесть красных вспышек и одна зелёная на конкретной модели означали обрыв обмотки двигателя, и причиной оказался кабель. Это пример, а не правило для вашей модели.

Есть и ловушка: светодиоды драйвера могут гореть как обычно и при пропавшем сигнале Dir, поэтому сигнал проверяют на входе драйвера, а не по лампе.

Шаг 5. Сигналы Step и Dir

Если питание в порядке, вал держится, а ось стоит, проверяют, приходят ли импульсы. Простой способ без осциллографа делают из светодиода и резистора. Его подключают между входом Step (или Dir) и общим проводом для сигналов (для 5 В подойдёт резистор около 330 Ом – 1 кОм). При движении оси светодиод должен мерцать или, на малой скорости, мигать. Мультиметром импульсы видно хуже: он покажет усреднённое напряжение.

Если на входе драйвера импульсов нет, а в программе ось «едет», причина выше по цепочке:

1. Не назначены пины. В Mach3 для каждой оси включено Enabled, указаны номера пинов Step и Dir по схеме платы. После замены платы схема другая.
2. Неверный режим порта. На компьютерах с LPT проверяют адрес порта и режим (чаще всего EPP). С USB-адаптерами и платами на 3,3 В сигнал может быть слабее, чем нужно оптопарам драйвера.
3. Слабая оптопара или выгоревший выход платы. Дешёвые платы выходят из строя после замыканий или грозы. Признак: на других выходах сигнал есть, на одном нет.
4. Положение переключателя 5 В и 24 В на плате или драйвере. Если оно не совпадает с логикой платы, ось не двигается, но моторы держат вал.
5. Слишком высокая частота и подача. Мотор пищит и не стартует. Снизьте подачу и сверьте микрошаг и ток по таблице платы.

Для плат на TB6560 практики советуют ставить блок на 24 В, а не на 12 В, и скачивать Mach3 только с официального сайта: ломаные сборки приводят к странным отказам.

Шаг 6. Перестановка узлов и двигатель

Когда стоит одна ось, меняют местами два одинаковых узла и смотрят, куда уехала неисправность. Таблица перестановок и порядок действий подробно разобраны в статье про дрейф координат, здесь только итог. Неисправность переехала с драйвером: меняют драйвер. Осталась на оси: кабель двигателя, сам двигатель, механика.

Двигатель прозванивают при выключенном станке и отсоединённом кабеле: у шагового с четырьмя выводами две пары обмоток, у каждой сопротивление порядка единиц ом (точное значение указано в паспорте), между парами обрыв, а на корпус пробоя быть не должно. Обрыв одной пары даёт «двигатель дёргается и не едет». Заменить кабель временной прокладкой мимо кабель-канала проще, чем искать излом: если ось заработала, меняют весь кабель.

Если ось едет в обратную сторону, а не стоит, это не поломка: в программе меняют направление оси, а на отключённом двигателе можно поменять местами концы одной обмотки.

Что проверить, прежде чем звать инженера

1. Измерено напряжение питания на клеммах каждого драйвера.
2. Проверена кнопка аварийной остановки и все цепи, которые она разрывает.
3. Прочитаны индикаторы и сверены с таблицей модели.
4. Сигналы Step и Dir подтверждены на входе драйвера.
5. Выполнена перестановка драйверов и двигателей.

Если питание в порядке, цепь Enable замкнута, а импульсы на входе есть и ось всё равно стоит, неисправен драйвер. Если импульсов нет, неисправна плата или её связь с компьютером. Порядок проверки одинаков для любой стойки: у фрезеров класса A1 и M1 в карточках Wattsan указаны системы NcStudio и RichAuto, и пины, питание и Enable на них проверяют так же.

На замене платы или драйвера, когда схема незнакома, самому лучше остановиться. Диагностику и ремонт на месте делают сервисные инженеры, например Lasercut: пусконаладку и ремонт они выполняют и для станков, купленных у других продавцов.