案例分析

案例1

DMG DMC635V加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為西門子SINUMERIK 840D POWER LINE，在自動運(yùn)行過程中，突然停止運(yùn)行而轉(zhuǎn)到急停狀態(tài)，屏幕顯示如下報警信息：

27001 Axis SP1 error in a monitoring channel，code 3…44，value：NCK-296573690，drive-296 573509；

300911 Axis SP1 drive 6 error in one monitoring channel；

27023 Axis SP1 stop B triggered；

27024 Axis SP1 stop B triggered；

300508 Axis SP1 drive 6 zero mark monitoring of motor measuring system；

21612 Channel 1 axis S1/SP1 VDI signal“server enable”reset during motion；

25201 Axis SP1 drive fault。

其中25201報警是由于其他故障信號觸發(fā)而產(chǎn)生的，可以暫時不處理。

21612通道一軸SP1正在運(yùn)動時，VDI信號“伺服使能”被復(fù)位，主軸如果正在高速旋轉(zhuǎn)，一般突然停機(jī)都會導(dǎo)致各模塊掉電的時間差，CPU（NCK-PLC）單元沒有停止的情況下，伺服驅(qū)動模塊連接電機(jī)的功率模塊先失電，而伺服驅(qū)動模塊連接CPU的控制模塊仍正常工作，該情況會導(dǎo)致CPU發(fā)出使能復(fù)位信號（VDI信號），而這時由于慣性主軸仍高速旋轉(zhuǎn)，所以往往21612不會是硬件損壞所致的嚴(yán)重報警，而是極短暫的電源缺失故障，重啟后一般能消失，因此該報警號也可暫不處理。

報警號27001顯示驅(qū)動軸實際位置信號值和通道位置監(jiān)控值之間存在的差異（MD1305～MD1363）超出監(jiān)控公差值的范圍（MD36905～MD36963）。對于這種報警，只要設(shè)定的機(jī)床數(shù)據(jù)未改動，啟動復(fù)位仍無法解決就該考慮是否為硬件損壞。但是，這個報警號涉及的硬件較多，幾乎涵蓋整個控制回路，因此可以同時結(jié)合其他的報警號來分析處理。

報警號27001出現(xiàn)后重啟系統(tǒng)，如果隨即出現(xiàn)27023、27024報警即可斷定存在硬件故障。伺服系統(tǒng)控制下的電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，看上去是一動不動的，然而實際上是不斷運(yùn)動著的。

原理如下：伺服系統(tǒng)驅(qū)動的動力電流流過電動機(jī)繞組而形成一個力矩，這個力矩使電動機(jī)有一個旋轉(zhuǎn)的趨勢并產(chǎn)生一個微小的動作，此時位置反饋系統(tǒng)檢測到這個動作，經(jīng)過系統(tǒng)運(yùn)算后發(fā)出一個反向的動作信號以補(bǔ)償這個微動過程，這樣就會產(chǎn)生一個與先前相反的運(yùn)動趨勢。微動著的電動機(jī)要保持系統(tǒng)要求的靜止?fàn)顟B(tài)，系統(tǒng)設(shè)計師要為這個微動設(shè)定一個范圍，也就是27023、27024報警號得以觸發(fā)的“安全靜止公差”，一旦超差，即觸發(fā)報警。

報警號300508是監(jiān)控軸的零標(biāo)志監(jiān)控信號，一般是反饋信號弱、反饋回路受到電磁干擾、反饋回路硬件損壞等原因。如重啟后報警消除，那么多數(shù)是電磁干擾所致，后續(xù)要仔細(xì)檢查周圍用電環(huán)境，或加裝隔離穩(wěn)壓電源（有源穩(wěn)壓）來解決。

如重啟后報警消除不掉，那么多數(shù)是硬件原因，首先檢查編碼器光柵尺連接電纜是否老化或虛接，可以更換正品電纜（較便宜），如果有接近開關(guān)、BERO之類的檢測元件，最好先試著調(diào)近檢測間距，如果這些都已經(jīng)確認(rèn)沒有問題，那么，只剩下兩種可能：（1）611D驅(qū)動控制板損壞；（2）編碼器或光柵尺等檢測器件損壞了。611D驅(qū)動控制板可以通過交換法與其他軸交換，如果報警號跟著控制板走，那么購買相應(yīng)型號控制板換上即可。如果報警信號仍然停留在原軸上，那么該換的就是反饋器件（編碼器或光柵尺等）了。

·使用西門子原裝的編碼器電纜（有更高的屏蔽等級）。

·檢測編碼器、編碼器電纜和屏蔽連接是否接觸不良或電纜是否斷開。

·檢測控制模塊（屏蔽連接）前板上面的螺釘。

·若使用齒輪編碼器，檢查齒輪和編碼器的間距。

·更換編碼器、編碼器電纜或控制模塊。

·檢查直流母線的金屬涂層。

·在使用BERO時，被監(jiān)控的不是BERO信號而是零標(biāo)記。

檢查控制模塊（屏蔽連接）前板上面的螺釘，是為了確保屏蔽接觸良好，保證屏蔽效果。檢查直流母線的金屬涂層，是為了保證直流母線接觸良好，使模塊供電穩(wěn)定，不至于產(chǎn)生干擾或工作不穩(wěn)定。

在使用BERO時被監(jiān)控的不是BERO信號而是零標(biāo)記。BERO信號就是零標(biāo)志信號，檢查一下電氣圖紙，驅(qū)動模塊的BERO端子是不是連接一個開關(guān)，這個開關(guān)應(yīng)該是軸的零位開關(guān)。

案例2

某臺磨床有一段時間經(jīng)常出現(xiàn)21612報警，磨削中砂輪自動停止，消除報警后再啟動又正常。查找21612之前的報警為700113：砂輪轉(zhuǎn)速報警。用數(shù)字轉(zhuǎn)速表檢測，發(fā)現(xiàn)報警前瞬間檢測出來的砂輪轉(zhuǎn)速比程序中數(shù)值高出150r/m以上，因此可以判斷NC認(rèn)為砂輪超速而停止砂輪軸。檢查原因為砂輪不平衡量過大，重新調(diào)整后故障消除。

案例3

二軸數(shù)控鉆銑床，Z2軸在加工中頻繁出現(xiàn)25050 Z2軸輪廓監(jiān)控，21612通道2 Z2軸伺服使能運(yùn)動過程中被復(fù)位報警，機(jī)床停止加工。

分析處理：手動狀態(tài)下操作，發(fā)現(xiàn)Z2軸向正方向移動一定距離，都會出現(xiàn)報警。報警后查看Z2軸接口信號伺服使能（DB31-48，DBX21）復(fù)位為0，Z軸伺服驅(qū)動模塊X34報警燈亮。

因為Z1與Z2軸伺服系統(tǒng)采用相同的電機(jī)、伺服驅(qū)動模塊，所以對Z1軸與Z2軸進(jìn)行觀察并比較。發(fā)現(xiàn)Z2軸電機(jī)實時電流參數(shù)MD1708在啟動后，馬上從百分之十幾變成40%以上，之后機(jī)床出現(xiàn)報警。而Z1軸則未出現(xiàn)該情況。打開Z2軸罩殼，發(fā)現(xiàn)Z2軸塞鐵未固定，造成Z2軸在往正方向移動時，塞鐵越卡越緊，以致Z2電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中抗力過大，電機(jī)電流超過報警值，并復(fù)位Z2軸伺服驅(qū)動的伺服使能，機(jī)床停機(jī)。拆下?lián)p壞的塞鐵，修復(fù)并重新安裝，報警消失，故障排除。

案例4

二軸數(shù)控鉆銑床，Z2軸在加工中頻繁出現(xiàn)21612通道2 Z2軸伺服使能運(yùn)動過程中被復(fù)位，25050 Z2軸輪廓監(jiān)控報警，機(jī)床停止加工。復(fù)位后機(jī)床仍能正常加工，但過一段時間后同樣報警再次出現(xiàn)。

分析處理：報警后查看Z2 軸接口信號伺服使能（DB31-48，DBX21）復(fù)位為0，Z軸伺服驅(qū)動模塊X34報警燈亮。因為Z1與Z2軸伺服系統(tǒng)采用相同的電機(jī)、伺服驅(qū)動模塊，所以在加工過程中對Z1軸與Z2軸進(jìn)行觀察并比較。Z2軸與Z1軸相比有異常的聲響從滾珠絲杠兩端安裝軸承處傳出，而且用手觸摸Z2軸電機(jī)溫度也較高，查看Z2軸電機(jī)實時電流參數(shù)MD1708，明顯高出Z1軸，故懷疑Z2軸軸承損壞導(dǎo)致Z2電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中抗力過大，電機(jī)電流超過報警值。將電機(jī)與滾珠絲杠脫離，空轉(zhuǎn)一段時間，電機(jī)電流、溫度正常，排除了伺服驅(qū)動和電機(jī)的問題。拆開Z2軸滾珠絲杠兩端的軸承，發(fā)現(xiàn)軸承已損壞，確定故障原因是軸承損壞造成電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時負(fù)載加大，電流激增，超出數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的電機(jī)極限值。因此數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)21612、25050報警并復(fù)位Z2軸伺服驅(qū)動的伺服使能，機(jī)床停機(jī)。該機(jī)床使用Z軸安裝的軸承是平面推力球軸承，一端三個，安裝人員在安裝時未針對其受力方向確定每個軸承的安裝方向，致使軸承受力不當(dāng)，過早損壞。更換損壞的軸承后，重新操作機(jī)床，報警消失，故障排除。

案例5

5m立車的Z2軸在加工中頻繁出現(xiàn)21612 通道2 Z2軸伺服使能位移時被復(fù)位，300501 Z2驅(qū)動超出最大電流監(jiān)控限制報警，機(jī)床停止加工，最后甚至出現(xiàn)開機(jī)即出現(xiàn)25201 Z2的伺服故障，機(jī)床無法正常工作。

分析處理：報警后查看Z2 軸接口信號伺服使能（DB31-48，DBX21）復(fù)位為0，Z軸伺服驅(qū)動模塊X34報警燈亮。因為Z1與Z2軸伺服系統(tǒng)采用相同的電機(jī)和伺服驅(qū)動模塊，一般情況下，排除故障時遵循從簡單到復(fù)雜、從機(jī)械到電氣的原則，先更換了Z1和Z2的伺服驅(qū)動的控制模塊，但故障依舊?？紤]到雖Z軸采用雙驅(qū)動模塊，但在模塊內(nèi)部Z1、Z2的功率模塊是各自獨(dú)立的。拆下Z軸伺服驅(qū)動模塊，拆開外殼，發(fā)現(xiàn)Z2軸的功率模塊驅(qū)動板上有燒焦痕跡，而Z1軸則沒有。由于此Z軸伺服驅(qū)動功率模塊已過質(zhì)保期，整個更換后，報警消失，故障排除。

案例6

二軸數(shù)控鉆銑床的Z2軸在加工中頻繁出現(xiàn)21612通道2 Z2軸伺服使能位移時被復(fù)位，300501 Z2驅(qū)動超出最大電流監(jiān)控限制報警，機(jī)床停止加工，最后甚至出現(xiàn)開機(jī)即出現(xiàn)25201 Z2的伺服故障，機(jī)床無法正常工作。

分析處理：報警后查看Z2 軸接口信號伺服使能（DB31-48，DBX21）復(fù)位為0，Z軸伺服驅(qū)動模塊X34報警燈亮。該情況與5m立車的故障情況一樣，排障方法同上，最終也發(fā)現(xiàn)Z2軸的功率模塊損壞?？紤]之前拆下的5m立車上的Z軸伺服驅(qū)動的功率模塊與二軸數(shù)控鉆銑床Z軸伺服驅(qū)動的功率模塊為同一型號，而且都是雙驅(qū)動的一塊功率模塊損壞，其他完好，進(jìn)行拼拆后，組合成一個完好的伺服雙驅(qū)動功率模塊。然后安裝，重新啟動機(jī)床，報警消失，操作機(jī)床，故障不再出現(xiàn)。

案例7

840D數(shù)控龍門銑床的21612軸1/sp移動時伺服使能被復(fù)位報警。經(jīng)檢查，電機(jī)一切正常，但無法進(jìn)行主軸定位，懷疑為主軸外置編碼器有問題，在PLC狀態(tài)里輸入DB80.DBX4.0由1改為0，不使用第二編碼器，機(jī)床一切正常。因此斷定第二編碼器或連接數(shù)據(jù)線有問題，更換新的第二編碼器后，機(jī)床能準(zhǔn)確定位，且沒有任何報警，斷定為第二編碼器損壞。

（全文完）