牛志斌 柏 剛

(吉林北方捷凱傳動(dòng)有限公司數(shù)控維修工作室，吉林 吉林 132021)

西門子數(shù)控系統(tǒng)軟故障的維修

牛志斌 柏 剛

(吉林北方捷凱傳動(dòng)有限公司數(shù)控維修工作室，吉林 吉林 132021)

介紹了西門子數(shù)控系統(tǒng)軟件故障的維修方法和實(shí)例

西門子數(shù)控系統(tǒng)；軟件故障；維修；實(shí)例

筆者公司從1990年開始從國外引進(jìn)數(shù)控加工設(shè)備，其中大部分設(shè)備都采用西門子數(shù)控系統(tǒng)。現(xiàn)有仍在使用的西門子數(shù)控系統(tǒng)有3TT系統(tǒng)、3M系統(tǒng)、805系統(tǒng)、810T/M系統(tǒng)、840C系統(tǒng)、810D系統(tǒng)、840D系統(tǒng)及840D SL系統(tǒng)等。

這些數(shù)控系統(tǒng)實(shí)際上都是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，包含軟件和硬件兩大部分。有時(shí)軟件出現(xiàn)問題或者機(jī)床數(shù)據(jù)、參數(shù)混亂都會(huì)造成數(shù)控系統(tǒng)工作不正常。這些故障只要重新下載軟件備份，或者修正機(jī)床數(shù)據(jù)、參數(shù)即可排除。下面介紹幾個(gè)實(shí)際故障維修例。

故障1 一臺(tái)數(shù)控球道銑床系統(tǒng)啟動(dòng)不了

數(shù)控系統(tǒng)：西門子3TT系統(tǒng)

故障現(xiàn)象：這臺(tái)機(jī)床通電啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)不了

故障分析：在啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，觀察發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)操作面板上報(bào)警燈亮，但屏幕沒有顯示。檢查數(shù)控裝置，發(fā)現(xiàn)PLC的CPU模塊上的紅色報(bào)警燈亮，說明系統(tǒng)供電沒有問題，可能偶然因素或者干擾使系統(tǒng)啟動(dòng)程序沒有執(zhí)行。

故障處理：將PLC的CPU模塊的“Run/Stop”撥動(dòng)開關(guān)(圖1)置于“Stop”位置，在系統(tǒng)接通電源的同時(shí)按“Reset”按鈕，然后將“Run/Stop”撥動(dòng)開關(guān)從“Stop”位置撥到“Run”位置，然后再撥回“Stop”位置，之后再撥到“Run”位置，這時(shí)PLC的運(yùn)行燈“Run”點(diǎn)亮，系統(tǒng)屏幕恢復(fù)顯示，系統(tǒng)也正常工作了。

故障2 一臺(tái)數(shù)控外圓磨床系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)

數(shù)控系統(tǒng)：西門子805系統(tǒng)

故障現(xiàn)象：這臺(tái)機(jī)床開機(jī)啟動(dòng)后，系統(tǒng)顯示基本畫面，但不能進(jìn)行任何操作。

故障分析與檢查：通過故障現(xiàn)象分析，感覺是系統(tǒng)出現(xiàn)了死機(jī)故障。如果是軟件原因死機(jī)可以通過強(qiáng)行啟動(dòng)的方法恢復(fù)系統(tǒng)。

西門子805系統(tǒng)強(qiáng)行啟動(dòng)的方法：

在系統(tǒng)主板的左下角有一個(gè)16檔旋轉(zhuǎn)開關(guān)，如圖2所示，其中0位是系統(tǒng)正常工作方式，2位是初始化方式。在系統(tǒng)斷電情況下將此開關(guān)由位置0撥到位置2，然后系統(tǒng)上電，這時(shí)只要系統(tǒng)沒有硬件故障就進(jìn)入了初始化方式。

故障處理：系統(tǒng)強(qiáng)行啟動(dòng)后，檢查系統(tǒng)數(shù)據(jù)沒有丟失，這時(shí)關(guān)機(jī)系統(tǒng)斷電，將旋轉(zhuǎn)開關(guān)由位置2撥回到位置0，然后系統(tǒng)上電，系統(tǒng)恢復(fù)正常工作了。

故障3 一臺(tái)數(shù)控內(nèi)圓磨床開機(jī)系統(tǒng)屏幕黑屏

數(shù)控系統(tǒng)：西門子810T系統(tǒng)

故障現(xiàn)象：這臺(tái)機(jī)床在停用一段時(shí)間后，開機(jī)時(shí)系統(tǒng)沒有顯示。

故障分析與檢查：觀察系統(tǒng)的啟動(dòng)過程，發(fā)現(xiàn)面板上的報(bào)警燈亮，顯示系統(tǒng)報(bào)警，因此懷疑系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失。為此首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)行啟動(dòng)。

西門子810T/M系統(tǒng)強(qiáng)行啟動(dòng)方法如下：

重新啟動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)按住面板上的診斷“眼睛”按鍵，這時(shí)如果系統(tǒng)是因?yàn)檐浖栴}引起的死機(jī)或黑屏，系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)入初始化畫面。

對(duì)這臺(tái)機(jī)床進(jìn)行強(qiáng)行啟動(dòng)，系統(tǒng)進(jìn)入初始化畫面，但顯示的是德文文本，說明確實(shí)是系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失，需要重裝。此時(shí)屏幕顯示1號(hào)報(bào)警，指示系統(tǒng)后備電池電量不足。對(duì)系統(tǒng)后備鋰電池進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)電壓有些偏低。

故障處理：首先更換系統(tǒng)后備電池，然后下載機(jī)床數(shù)據(jù)和相關(guān)文件，這時(shí)斷電關(guān)機(jī)數(shù)分鐘，重新開機(jī)，機(jī)床恢復(fù)正常工作。

故障4 一臺(tái)數(shù)控球道磨床開機(jī)進(jìn)入不了西門子操作界面

數(shù)控系統(tǒng)：西門子840D系統(tǒng)

故障現(xiàn)象：這臺(tái)機(jī)床開機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)如圖3所示的錯(cuò)誤報(bào)警界面

故障分析與檢查：這臺(tái)機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)的MMC采用PCU50.1，PCU50.1實(shí)際上是一臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)，是數(shù)控系統(tǒng)的上位機(jī)，帶有硬盤，使用Widows XP操作系統(tǒng)。

為了觀察故障現(xiàn)象，關(guān)機(jī)數(shù)分鐘后重新開機(jī)，這時(shí)觀察系統(tǒng)屏幕，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Windows系統(tǒng)引導(dǎo)結(jié)束，進(jìn)入Siemens軟件時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)如圖3的錯(cuò)誤報(bào)警界面，不再繼續(xù)向下運(yùn)行。分析錯(cuò)誤信息：應(yīng)用錯(cuò)誤(APP Error)信息為“Cannot open log file”(不能打開log文件)；系統(tǒng)錯(cuò)誤(System Error )信息為“The volume does not contain a recognized file system”(磁盤卷標(biāo)中不包含可識(shí)別的文件系統(tǒng))。從這些信息分析，認(rèn)為故障原因應(yīng)該是PCU50.1硬盤上的部分文件丟失，是軟件系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

故障處理：為了盡快恢復(fù)系統(tǒng)，將PCU50.1的硬盤拆下(其實(shí)也可以不拆，通過網(wǎng)線連接PC機(jī)進(jìn)行恢復(fù)，但過程太繁瑣)，將硬盤安裝到移動(dòng)硬盤盒連接到辦公室PC機(jī)上，使用GHOST軟件將事先備份好的整盤備份文件恢復(fù)到硬盤，然后把硬盤重新安裝到PCU上，這時(shí)通電開機(jī)，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

采用MMC(PCU)的數(shù)控系統(tǒng)要做好GHOST硬盤整盤備份工作。由于機(jī)加生產(chǎn)車間環(huán)境較差，系統(tǒng)硬盤相對(duì)來說容易出現(xiàn)故障，當(dāng)系統(tǒng)硬盤出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)程序與數(shù)據(jù)用整盤備份文件恢復(fù)到新硬盤上即可快速排除系統(tǒng)故障。

故障5 一臺(tái)數(shù)控外圓磨床開機(jī)出現(xiàn)報(bào)警“2000 PLC sign-of-life monitoring”(PLC運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控)、“810004 Stop/abort event, error analysis via STEP7 required”(停止、異常中止事件，需要通過STEP7進(jìn)行故障分析)，都指示系統(tǒng)PLC系統(tǒng)出現(xiàn)問題

數(shù)控系統(tǒng)：西門子810D系統(tǒng)。

故障分析與檢查：出現(xiàn)故障時(shí)檢查CCU模塊，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼顯示器顯示“6”(如圖4所示)，也屬正常，但NC部分的SF報(bào)警燈亮，指示有故障報(bào)警；PLC側(cè)PS報(bào)警燈亮，指示PLC停止；PF報(bào)警燈亮指示PLC報(bào)警。

根據(jù)這些現(xiàn)象分析，首先懷疑PLC程序出現(xiàn)了問題，即出現(xiàn)了軟件問題。

故障處理：因?yàn)橹皇钱a(chǎn)生PLC方面的報(bào)警，所以首先對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行總清操作，然后下載PLC系列備份文件，關(guān)機(jī)數(shù)分鐘重新開機(jī)，系統(tǒng)即刻恢復(fù)正常工作。

故障6 一臺(tái)專用數(shù)控球道磨床出現(xiàn)故障，加工數(shù)據(jù)修改不了

數(shù)控系統(tǒng)：西門子840D系統(tǒng)。

故障分析與檢查：觀察故障現(xiàn)象，圖5是系統(tǒng)磨削參數(shù)顯示畫面之一，其中有兩項(xiàng)參數(shù)的數(shù)據(jù)部分變成了#號(hào)，無法更改，有數(shù)值的參數(shù)也修改不了。據(jù)機(jī)床操作人員反映，在機(jī)床工作過程中，曾出現(xiàn)過機(jī)床操作面板上指示燈閃爍的現(xiàn)象，但加工循環(huán)并未受到影響。只不過加工幾個(gè)工件后要修改磨削數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)修改不了。

根據(jù)這些現(xiàn)象分析，懷疑NCU中的一些機(jī)床數(shù)據(jù)發(fā)生了改變，因而造成了數(shù)控系統(tǒng)軟件的混亂。為了排除這一故障，應(yīng)該將NC和PLC的內(nèi)存進(jìn)行總清，然后再重新下載系列備份文件。為了防止萬一，雖然以前有過系列備份，但還是再做一次新的系列備份，NC系列備份過程非常正常，但PLC備份操作很快就完成了，查看文件發(fā)現(xiàn)文件字節(jié)數(shù)不對(duì)，PLC系列備份文件只有3 072個(gè)字節(jié)，而以前的備份有222 208個(gè)字節(jié)，因此懷疑是PLC的程序或者機(jī)床數(shù)據(jù)發(fā)生了混亂或丟失。

故障處理：首先將NCU模塊拆下檢查，發(fā)現(xiàn)冷卻風(fēng)扇風(fēng)口吹過處油泥很多，故先清洗NCU模塊，然后安裝到系統(tǒng)上，通電開機(jī)，對(duì)NC和PLC系統(tǒng)進(jìn)行總清操作，下載正常的系列備份文件，之后再運(yùn)行加工程序，機(jī)床恢復(fù)了正常功能。

西門子810D/840D系統(tǒng)的系列備份文件很重要，當(dāng)更換NCU模塊或者NCU出現(xiàn)異常時(shí)，需要下載系列備份文件恢復(fù)系統(tǒng)。所以，機(jī)床驗(yàn)收后正常使用時(shí)應(yīng)該定期為NC和PLC的做系列備份，以便在NCU模塊出現(xiàn)問題時(shí)，能盡快恢復(fù)軟件系統(tǒng)。

另外，有些數(shù)控機(jī)床故障通過調(diào)整數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床數(shù)據(jù)就可以消除，就是通過數(shù)控系統(tǒng)的軟件來解決機(jī)床問題，也是數(shù)控機(jī)床故障維修的獨(dú)特方法。下面是一個(gè)實(shí)際維修例。

故障7 一臺(tái)數(shù)控車床機(jī)械手位置有偏差

數(shù)控系統(tǒng)：西門子840C系統(tǒng)。

故障現(xiàn)象：這臺(tái)機(jī)床開機(jī)各軸回參考點(diǎn)后，發(fā)現(xiàn)上料機(jī)械手與中心卡具有位置偏差。

故障分析與檢查：這臺(tái)機(jī)床的機(jī)械手是直線軸Q軸帶動(dòng)的，Q軸由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，使用增量編碼器作為位置反饋元件。

按照機(jī)床的工作原理，Q軸返回參考點(diǎn)后，Q軸上料機(jī)械手恰好停在卡具中心，工作時(shí)上料機(jī)械手抓住工件停在這個(gè)位置，主軸卡具在工件的垂直上方下移，到達(dá)工件位置，抓住、卡緊工件，同時(shí)機(jī)械手松卡，主軸卡具帶動(dòng)工件到加工位置進(jìn)行加工。

這次出現(xiàn)故障，上料機(jī)械手與主軸卡具中心目視觀察有大概7～8 mm的偏差，如果此時(shí)主軸卡具下降去抓工件，必將撞到工件上。

反復(fù)進(jìn)行Q軸回參考點(diǎn)的操作，發(fā)現(xiàn)機(jī)械手的位置并不發(fā)生改變，分析可能因?yàn)闄C(jī)械原因使機(jī)械手的參考點(diǎn)發(fā)生變化。

故障處理：為了糾正機(jī)械手的位置，可以修改Q軸參考點(diǎn)的位置補(bǔ)償數(shù)據(jù)，將Q軸參考點(diǎn)補(bǔ)償機(jī)床數(shù)據(jù)MD2442調(diào)出，原數(shù)值為77 mm，經(jīng)幾次調(diào)整，修改到88.1 mm時(shí)，偏差被糾正。

故障8 一臺(tái)數(shù)控淬火機(jī)床在執(zhí)行加工程序時(shí)出現(xiàn)報(bào)警“25080 Axis AZ2 positioning monitoring”(軸AZ2位置監(jiān)控)

數(shù)控系統(tǒng)：西門子840D系統(tǒng)。

故障現(xiàn)象：為了觀察故障現(xiàn)象，按系統(tǒng)復(fù)位按鍵將故障報(bào)警復(fù)位，然后重新啟動(dòng)加工程序，發(fā)現(xiàn)在AZ2軸運(yùn)動(dòng)時(shí)噪音很大，然后出現(xiàn)25080報(bào)警，程序中止。

故障分析與檢查：首先檢查AZ2軸滑臺(tái)和滾珠絲杠，但都沒有發(fā)現(xiàn)機(jī)械問題。因?yàn)檫@是一臺(tái)剛投入使用不久的新機(jī)床，因此懷疑AZ2軸經(jīng)過一段時(shí)間磨合后，機(jī)械特性發(fā)生變化，機(jī)械慣性變小，使伺服系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，產(chǎn)生噪音，而振蕩過大又出現(xiàn)25080報(bào)警。所以為了解決問題，應(yīng)該調(diào)整伺服軸的增益機(jī)床數(shù)據(jù)。

故障處理：將AZ2軸的增益機(jī)床數(shù)據(jù)MD1407從0.8調(diào)整到0.6，如圖6所示。這時(shí)關(guān)機(jī)，數(shù)分鐘重新啟動(dòng)后，機(jī)床恢復(fù)正常運(yùn)行，故障消除。

[1]牛志斌主編.西門子系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)故障檢修速查手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2]牛志斌主編.牛工教你學(xué)數(shù)控機(jī)床維修：SIEMENS系統(tǒng)[M]. 北京:

化工工業(yè)出版社，2012.

如果您想發(fā)表對(duì)本文的看法，請(qǐng)將文章編號(hào)填入讀者意見調(diào)查表中的相應(yīng)位置。

Repairing for Siemens CNC system’s soft faults

NIU Zhibin, BAI Gang

(Jilin Norinco Drive Shaft Co., Ltd., Jilin 132021, CHN)

Introduce repair methods and examples of Siemens’ CNC system faults.

Siemens’ CNC system; software faults; repairing; examples

TH39

B

10.19287/j.cnki.1005-2402.2016.12.026

牛志斌,男,1963年生,研究員級(jí)高級(jí)工程師,主要研究方向?yàn)閿?shù)控及自動(dòng)化技術(shù),已發(fā)表論文23篇,獲西門子工業(yè)專家稱號(hào)。

茂) (

2016-05-24)

161234