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維修修理西門子810d黑屏
維修修理西門子810d黑屏
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西門子840D數(shù)控系統(tǒng)故障維修方法

一.西門子840D系統(tǒng)的組成

 

 

SINUMERIK840D是由數(shù)控及驅(qū)動(dòng)單元(CCU或NCU),MMC,PLC模塊三部分組成,由于在集成系統(tǒng)時(shí),總是將SIMODRIVE611D驅(qū)動(dòng)和數(shù)控單元(CCU或NCU)并排放在一起,并用設(shè)備總線互相連接,因此在說(shuō)明時(shí)將二者劃歸一處。

 

 

l 人機(jī)界面

 

 

人機(jī)交換界面負(fù)責(zé)NC數(shù)據(jù)的輸入和顯示,它由MMC和OP組成

 

 

MMC(Man Machine Communication)包括:OP(Operation panel)單元,MMC,MCP

 

 

(Machine Control Panel)三部分。MMC實(shí)際上就是一臺(tái)計(jì)算機(jī),有自己獨(dú)立的CPU,還可以帶硬盤,帶軟驅(qū);OP單元正是這臺(tái)計(jì)算機(jī)的顯示器,而西門子MMC的控制軟件也在這臺(tái)計(jì)算機(jī)中。

 

 

1.MMC

 

 

我們zui常用的MMC有兩種:MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬盤;而MMC103的CPU為奔騰,可以帶硬盤,一般的,用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2,而為SINUMERIK840D配MMC103.

 

 

※ PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、

 

 

OP15等而開發(fā)的MMC模塊,目前有三種PCU模塊--PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對(duì)應(yīng)于MMC100.2,不帶硬盤,但可以帶軟驅(qū);PCU50、PCU70對(duì)應(yīng)于MMC103,可以帶硬盤,與MMC不同的是:PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的。PCU的軟件被稱作HMI,

 

 

HMI有分為兩種:嵌入式HMI和高級(jí)HMI。一般標(biāo)準(zhǔn)供貨時(shí),PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載高級(jí)HMI.西門子840D數(shù)控系統(tǒng)維修

 

 

2.OP

 

 

OP單元一般包括一個(gè)10.4″TFT顯示屏和一個(gè)NC鍵盤。根據(jù)用戶不同的要求,西門子為用戶選配不同的OP單元,如:OP030,OP031,OP032,OP032S等,其中OP031zui為常用。

 

 

3.MCP

 

 

MCP是專門為數(shù)控機(jī)床而配置的,它也是OPI上的一個(gè)節(jié)點(diǎn),根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同,其布局也不同,目前,有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對(duì)810D和840D,MCP的MPI地址分別為14和6,用MCP后面的S3開關(guān)設(shè)定。

 

 

對(duì)于SINUMERIK840D應(yīng)用了MPI(Multiple Point Interface)總線技術(shù),傳輸速率為187.5k/秒,OP單元為這個(gè)總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。為提高人機(jī)交互的效率,又有OPI(Operator PanelInterface)總線,它的傳輸速率為1.5M/秒。

 

 

l 數(shù)控及驅(qū)動(dòng)單元

 

 

1.NCU數(shù)控單元

 

 

 SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU(Numenrical Controlunit)單元:中央控制單元,負(fù)責(zé)NC所有的功能,機(jī)床的邏輯控制,還有和MMC的通訊 它由一個(gè)COM CPU板. 一個(gè)PLC CPU板和一個(gè)DRIVE板組成.

 

 

根據(jù)選用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同,NCU分為NCU561.2,NCU571.2,

 

 

NCU572.2,NCU573.2(12軸),NCU573.2(31軸)等若干種,同樣,NCU單元中也集成SINUMERIK840D數(shù)控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片,包括相應(yīng)的數(shù)控軟件和PLC控制軟件,并且?guī)в蠱PI或Profibus借口,RS232借口,手輪及測(cè)量接口,PCMCIA卡插槽等,所不同的是NCU單元很薄,所有的驅(qū)動(dòng)模塊均排列在其右側(cè)。

 

西門子840D數(shù)控系統(tǒng)故障維修方法

西門子數(shù)控系統(tǒng)的維修方法:

 

1)電源接通后無(wú)基本畫面顯示

 

(a)電路板03840號(hào)板上無(wú)監(jiān)控?zé)麸@示

 

(b)03840號(hào)電路板上監(jiān)控?zé)袅?/span>

 

①監(jiān)控?zé)糸W爍。如果監(jiān)控?zé)糸W爍頻率為1Hz,則EPROM有故障;如果閃爍頻率為2Hz,則PLC有故障;如以4Hz頻率閃爍,則保持電池報(bào)警,表示電壓已不足。

 

②監(jiān)控?zé)糇鬁缬伊痢1硎静僮髅姘宓慕涌诎?3731板有故障或CRT有故障。

 

③監(jiān)控?zé)舫A痢_@種故障,通常的原因有:CPU有故障;EPROM有故障;系統(tǒng)總線(即背板)有故障、電路板上設(shè)定有誤、機(jī)床數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、以及電路板(如存儲(chǔ)器板、耦合板、測(cè)量板)的硬件有故障。

 

2)CRT上顯示混亂

 

(a)保持電池(鋰電池)電壓太低,這時(shí)一般能顯示出711號(hào)報(bào)警。

 

(b)由于電源板或存儲(chǔ)曾被拔出,從而造成存儲(chǔ)區(qū)混亂。這是一種軟故障,只要將CNC內(nèi)部程序清除并重新輸入即可排除故障。

 

(c)電源板或存儲(chǔ)器板上的硬件故障造成程序顯示混亂。

 

(d)如CRT上顯示513號(hào)報(bào)警,表示存儲(chǔ)器的容量不夠。

 

3)在自動(dòng)方式下程序不能啟動(dòng)

 

(a)如此時(shí)產(chǎn)生351號(hào)報(bào)警,表示CNC系統(tǒng)啟動(dòng)之后,未進(jìn)行機(jī)床回基準(zhǔn)點(diǎn)的操作。

 

(b)系統(tǒng)處于自動(dòng)保持狀態(tài)。

 

(c)禁止循環(huán)啟動(dòng)。檢查PLC與NC間的接口信號(hào)Q64.3。

 

4)進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)故障

 

(a)進(jìn)給軸不能運(yùn)動(dòng)。造成此故障的原因有:

 

①操作方式不對(duì);

 

②從PLC傳至NC的信號(hào)不正常;

 

③位控板有故障(如03350,03325,03315板有故障)。

 

④發(fā)生22號(hào)報(bào)警,它表示位置環(huán)未準(zhǔn)備好。

 

⑤測(cè)量系統(tǒng)有故障。如產(chǎn)生108,118,128,138號(hào)報(bào)警,這是測(cè)量傳感器太臟引起的。如產(chǎn)生104,114,124,134報(bào)警,則位置環(huán)有硬件故障。

 

⑥運(yùn)動(dòng)軸處于軟件限位狀態(tài)。只要將機(jī)床軸往相反方向運(yùn)動(dòng)即可解除。

 

⑦當(dāng)發(fā)生101,111,121,131號(hào)報(bào)警時(shí),表示機(jī)床處于機(jī)械夾緊狀態(tài)。

 

(b)進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)不連續(xù)。

 

(c)進(jìn)給軸顫動(dòng)。

 

①進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元的速度環(huán)和電流環(huán)參數(shù)沒(méi)有進(jìn)行*化或交流電機(jī)缺相或測(cè)速元件損壞,均可引起進(jìn)給軸顫動(dòng)。

 

②CNC系統(tǒng)的位控板有故障。

 

③機(jī)構(gòu)磨擦力太大。

 

④數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)有誤,有關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)的正確設(shè)定如下。

 

(d)進(jìn)給軸失控。

 

①如有101,111,121,131號(hào)報(bào)警請(qǐng)對(duì)夾緊進(jìn)行檢查。

 

②如有102,112,122,132號(hào)報(bào)警,則說(shuō)明指令值太高。

 

③進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元有故障。

 

④數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)定錯(cuò)誤,造成位置控制環(huán)路為正反饋。

 

⑤CNC裝置輸至驅(qū)動(dòng)單元的指令線極性錯(cuò)誤。

 

(e)103~133號(hào)報(bào)警。這是輪廓監(jiān)控報(bào)警。速度環(huán)參數(shù)沒(méi)有*化或者KV系數(shù)太大。

 

(f)105~135號(hào)報(bào)警。位置漂移太大引起的。移量超過(guò)500mv,檢查漂移補(bǔ)償參數(shù)N230~N233。

 

5)主軸故障

 

如果實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速超過(guò)所選齒輪的zui高轉(zhuǎn)速,則產(chǎn)生225號(hào)報(bào)警;如主軸位置環(huán)監(jiān)控發(fā)生故障,則發(fā)生224號(hào)報(bào)警。

 

6)V·24串行接口報(bào)警

 

(a)20秒內(nèi)仍未發(fā)送或接收到數(shù)據(jù)時(shí):

 

①外部設(shè)備故障;

 

②電纜有誤;

 

③03840板有故障。

 

(b)穿孔紙帶信息不能輸入,其原因有:

 

①操作面板上鑰匙開關(guān)在關(guān)的位置,從而造成紙帶程序不能輸入;

 

②如果0384號(hào)板上的數(shù)據(jù)保護(hù)開關(guān)不在釋放位置時(shí),不能輸入數(shù)據(jù)紙帶;

 

③如果不能輸入L80~L99和L900~L999號(hào)子程序,則多是由于PLC與NC接口信號(hào)Q64·3為“1”(循環(huán)禁止)引起的。進(jìn)口泵閥門

 

(c)停止位錯(cuò)誤。

 

①波特率設(shè)定錯(cuò)誤;

 

②閱讀機(jī)有故障;

 

③機(jī)床數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

 

西門子數(shù)控840D案例西門子840D數(shù)控系統(tǒng)本身性能穩(wěn)定,故障率極低。配置西門子840D系統(tǒng)的數(shù)控設(shè)備調(diào)試和維修實(shí)踐中,大部分故障源于設(shè)備的安裝調(diào)試和使用出現(xiàn)的問(wèn)題,以下列舉幾個(gè)不同類型的維修實(shí)例以供參考。

 

  例1一臺(tái)840D系統(tǒng)的TH5840加工中心,在調(diào)試出現(xiàn)NCU報(bào)警,PS和PF紅燈亮,報(bào)警是“12460通道%1程序段%2超出%3的符號(hào)zui大數(shù)目”和“15175通道%1程序段%2程序%3接口不能建立”,并且出現(xiàn)頻次沒(méi)有規(guī)律。查閱診斷手冊(cè),提示報(bào)警來(lái)自“用于循環(huán)程序定義擴(kuò)展的內(nèi)存不足(PROC-指令)”。經(jīng)修改并刪除新的加工程序,報(bào)警未能消除,調(diào)整程序數(shù)目等相關(guān)機(jī)床參數(shù)故障依舊,基本排除是程序內(nèi)存本身的原因。根據(jù)報(bào)警出現(xiàn)的頻次,且IM361接口模塊的SF燈亮,懷疑故障和信號(hào)干擾有關(guān),經(jīng)檢查IM361連接電纜,發(fā)現(xiàn)電纜屏蔽不良,重新做IM361的連接電纜屏蔽層,報(bào)警消除。

 

  例2一臺(tái)840D系統(tǒng)的TH6363臥式加工中心,全閉環(huán)控制,在調(diào)試中Z軸坐標(biāo)值顯示漂移,實(shí)際上Z軸并沒(méi)有移動(dòng),報(bào)警是“25050軸%1輪廓監(jiān)控”。該報(bào)警產(chǎn)生的直接原因是NCK對(duì)于坐標(biāo)軸的每個(gè)插補(bǔ)點(diǎn)(設(shè)置點(diǎn)),根據(jù)內(nèi)部模型計(jì)算出實(shí)際值,如果計(jì)算的實(shí)際值與真實(shí)的機(jī)床實(shí)際值之間的差別大于機(jī)床數(shù)據(jù)36400CONTOUR_TOL中給定的值,則程序中止,并發(fā)出警報(bào)信息。診斷過(guò)程是:檢查機(jī)床數(shù)據(jù)36400及32200的設(shè)置值正常;將Z軸的伺服、電纜、光柵尺與X軸對(duì)調(diào),報(bào)警出現(xiàn)在X軸;取消將Z軸全閉環(huán),設(shè)置為半閉環(huán),報(bào)警消除,判斷是因?yàn)槿]環(huán)控制引起的報(bào)警,檢查Z軸光柵尺的測(cè)量頭及光柵尺電纜的連接均正常,但電纜的屏蔽線連接不良,重新做好電纜的屏蔽后,報(bào)警消除,機(jī)床恢復(fù)正常。

 

  例3一臺(tái)840D系統(tǒng)的TH42160龍門加工中心,具有X、Y、Z三個(gè)進(jìn)給和一個(gè)刀庫(kù)T四個(gè)伺服軸。出現(xiàn)Z軸電機(jī)超溫報(bào)警,伺服驅(qū)動(dòng)器上報(bào)警紅燈亮。診斷過(guò)程是:系統(tǒng)監(jiān)控頁(yè)面顯示Z軸電機(jī)溫度150℃,而用手觸碰感覺(jué)Z軸電機(jī)和環(huán)境溫度相差不大,說(shuō)明系統(tǒng)沒(méi)有正確檢測(cè)到Z軸電機(jī)的真實(shí)溫度,判斷是Z軸電機(jī)溫度傳感器不良或Z軸電機(jī)反饋電纜連接問(wèn)題。將Z軸電機(jī)的動(dòng)力及信號(hào)電纜與Y軸做對(duì)調(diào),Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器上報(bào)仍然閃亮,說(shuō)明Z軸電機(jī)及電纜是正常的。將Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器與一臺(tái)正常工作的同型號(hào)TH42160龍門加工中心對(duì)調(diào),疑是故障的Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器報(bào)警紅燈熄滅,可以運(yùn)行,而對(duì)調(diào)過(guò)來(lái)好的Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)了報(bào)警紅燈,說(shuō)明也不是Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器的問(wèn)題。至此,Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、電纜等硬件均檢查正常,而此故障又和機(jī)床參數(shù)無(wú)關(guān),經(jīng)觀察,刀庫(kù)T軸和Z軸共用一塊雙軸伺服驅(qū)動(dòng)器,故懷疑是刀庫(kù)軸的故障而誤造成Z軸的報(bào)警顯示。檢查T軸電機(jī)連接,發(fā)現(xiàn)電纜插頭中滲進(jìn)很多的冷卻液,進(jìn)一步把電機(jī)的后蓋打開,發(fā)現(xiàn)其中也滲進(jìn)很多的冷卻液,連電機(jī)編碼器都被浸泡腐蝕。更換T軸電機(jī)后,故障消除,機(jī)床恢復(fù)正常。此故障案例說(shuō)明在使用雙軸模塊時(shí),一個(gè)軸的故障可能會(huì)反映到另一個(gè)軸上,造成誤判。

 

  例4一臺(tái)840D系統(tǒng)的TOM850立式加工中心,機(jī)床在回參考點(diǎn)方式下旋動(dòng)倍率開關(guān)時(shí),會(huì)突然出現(xiàn)3000號(hào)急停報(bào)警,同時(shí)伴有%1軸回參考點(diǎn)異常報(bào)警;在自動(dòng)方式下運(yùn)行程序時(shí),調(diào)整倍率機(jī)床明顯抖動(dòng)。診斷過(guò)程是:通過(guò)對(duì)故障現(xiàn)象的觀察和分析,故障均是在倍率發(fā)生變化時(shí)出現(xiàn),檢查并清洗倍率開關(guān)后,故障依然存在。檢查PLC輸入輸出信號(hào)狀態(tài),發(fā)現(xiàn)倍率開關(guān)從一個(gè)倍率擋位旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)倍率擋位的過(guò)渡過(guò)程中存在輸入信號(hào)全都為零的瞬間狀況,機(jī)床瞬時(shí)速度信號(hào)失而復(fù)得,電機(jī)頻繁加減速,造成機(jī)床抖動(dòng)。經(jīng)重新編制倍率控制PLC程序,在倍率開關(guān)切換過(guò)程中保持上一狀態(tài),機(jī)床恢復(fù)了正常。因此,建議在使用操作面板倍率開關(guān)為格雷碼時(shí),應(yīng)避免開關(guān)調(diào)整瞬間產(chǎn)生的誤動(dòng)作。

 

  例5一臺(tái)840D系統(tǒng)的TK42200龍門數(shù)控鏜銑床,主軸低速運(yùn)行正常,實(shí)際轉(zhuǎn)速和指令轉(zhuǎn)速匹配,在大于1000r/min,實(shí)際轉(zhuǎn)速只有700r/min左右,并且指令轉(zhuǎn)速增加而實(shí)際轉(zhuǎn)速也基本不變化;更換主軸伺服,故障仍然出現(xiàn),檢查電纜的連接也正常;因工件的加工方式為齒狀排刀在鋼件上開槽,沖擊較大,故懷疑是電機(jī)編碼器經(jīng)長(zhǎng)期沖擊造成損壞,經(jīng)更換電機(jī)編碼器后,故障消除,機(jī)床恢復(fù)正常。

 

  綜上所述,充分掌握信息、仔細(xì)分析對(duì)機(jī)床調(diào)試維修非常重要。系統(tǒng)自診斷功能越強(qiáng)大,給調(diào)試維修提供的幫助和參考也越大,但不能*受其束縛,有很多的故障和報(bào)警信息并沒(méi)有直接的關(guān)聯(lián),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況仔細(xì)觀察,開闊思路,冷靜思考,提高調(diào)試維修效率。

 

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