王貴勇,張愛國(guó)
(內(nèi)蒙古第一機(jī)械集團(tuán)有限公司精密設(shè)備維修安裝公司,內(nèi)蒙古包頭 014030)
2003年購(gòu)置1臺(tái)意大利SAMPUTENSILI成型磨床,型號(hào)S375G。設(shè)備主要用于各類齒輪、花鍵軸的精密加工??刂葡到y(tǒng)采用西門子840D系統(tǒng),伺服驅(qū)動(dòng)為SIMODRIVE 611D系列。
機(jī)床主要結(jié)構(gòu)由3個(gè)進(jìn)給軸(X,Y,Z)、2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸(A軸及C軸)組成,整體采用臥式布置。其中直線軸采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng),沒有絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。C軸為加工件分度軸,整體采用電主軸驅(qū)動(dòng),最大程度減少了機(jī)械間隙,提高整體加工精度與效率。
由于操作不慎,砂輪主軸與尾座發(fā)生了碰撞,造成加工齒輪精度不合格。因此從2014年至今一直處于封存狀態(tài),在此期間缺乏有效管理,部分開關(guān)零件也出現(xiàn)了缺失。上電后機(jī)床黑屏,已無法正常啟動(dòng)。
設(shè)備封存期間長(zhǎng)期缺乏維護(hù)保養(yǎng),故障點(diǎn)非常多,呈現(xiàn)出來的故障現(xiàn)象也互相交疊。經(jīng)過對(duì)PCU50硬盤做ghost鏡像恢復(fù),更換數(shù)控系統(tǒng)風(fēng)扇及電池,恢復(fù)出廠備份,清洗光柵尺等一系列維修操作后,機(jī)床可以上電啟動(dòng)。然后執(zhí)行返回參考點(diǎn)操作,選擇手動(dòng)輸入方式,輸入M8M3S200執(zhí)行循環(huán)啟動(dòng)。面板顯示“700004□□□□”,這是由于人機(jī)接口報(bào)警文本缺失,因此不能正常顯示報(bào)警信息。
由于使用說明書已經(jīng)丟失,需要通過分析機(jī)床可編程邏輯控制器程序,確定故障原因。西門子840D系統(tǒng)集成S7-300PLC,7系列報(bào)警為用戶報(bào)警,即機(jī)床制造商利用系統(tǒng)接口信號(hào)設(shè)計(jì)的報(bào)警。700004號(hào)報(bào)警對(duì)應(yīng)的地址為 DB2.DBX180.4,通過查看程序交叉列表,是由FC31功能調(diào)用FB101功能塊產(chǎn)生該報(bào)警,如圖1所示。
圖1 調(diào)用FB101功能塊
監(jiān)控機(jī)床可編程邏輯控制器運(yùn)行,I60.0此時(shí)狀態(tài)為1。因?yàn)闆]有圖紙,從DI(Data Input,數(shù)據(jù)輸入)模塊上找到該輸入點(diǎn),順著信號(hào)線查找,發(fā)現(xiàn)該信號(hào)來自機(jī)床外圍的過濾系統(tǒng)輸出。因此下一步需重點(diǎn)排查該部位是否正常工作。
圖2 過濾系統(tǒng)外形
過濾系統(tǒng)由德國(guó)KNOLL公司制造,型號(hào)為VRF 700/3900。該系統(tǒng)集成過濾、冷卻功能為一體,為磨齒機(jī)循環(huán)提供不同壓力的磨削用油,整套裝置另由1套S7-300可編程邏輯控制器控制,外形如圖2所示。
前文提到,機(jī)床輸入信號(hào)I60.0目前狀態(tài)為“1”,是由于VRF單元上的高壓泵沒能啟動(dòng),過濾系統(tǒng)控制柜內(nèi)的故障繼電器閉合輸出(輸出地址為Q124.6),導(dǎo)致機(jī)床報(bào)警。
重新上載過濾單元可編程邏輯控制器,通過程序交叉參考,找到該信號(hào)輸出點(diǎn)。位于FC40程序中,如圖3所示。
圖3 過濾單元FC40程序
在FC40程序中,M30.0是一系列故障邏輯運(yùn)存結(jié)果的最終輸出,是由功能FC41調(diào)用功能FC126,給實(shí)際參數(shù) M41.3賦值,將M30.0置位。如圖4,在FC41功能的調(diào)用中,F(xiàn)C126的形式參數(shù)“SP”此刻賦值為地址M41.3,因此需要打開FC126,分析其中的邏輯。
圖4 FC41功能的調(diào)用
圖5 FC126程序
圖5為FC126中的程序,其中形參#SDW2的值要介于-500.0到+500.0之間,否則#SP條件滿足,從而觸發(fā)報(bào)警。#SDW2對(duì)應(yīng)的實(shí)參是DB12.DBD22。這是一個(gè)雙字32位地址,通常模擬量信號(hào)輸入為浮點(diǎn)數(shù),需要32位存儲(chǔ)位地址。因此推測(cè)很有可能是某個(gè)壓力傳感器異常導(dǎo)致過濾裝置不能啟動(dòng)。此時(shí)可以通過繼續(xù)確定是哪一路模擬量輸入模塊信號(hào)異常,從而順著接線找到有問題的開關(guān)。最終故障原因是在設(shè)備封存期間,為了盡快恢復(fù)其他設(shè)備的故障,有維修工從過濾裝置上拆走了1塊壓力傳感器卻沒有及時(shí)恢復(fù)造成的。
更換圖6所示的壓力傳感器,監(jiān)控該段程序,從圖7可以看到此刻#SDW2的值在程序要求的范圍內(nèi),報(bào)警信號(hào)沒有觸發(fā),過濾裝置成功啟動(dòng)。
這臺(tái)意大利產(chǎn)成型磨床過濾裝置的維修,在資料圖紙不完整的情況下去開展維修,使維修工作變得非常曲折,最終結(jié)果卻僅僅是由一個(gè)壓力傳感器被人為拆卸所致。進(jìn)口設(shè)備可編程邏輯控制器的控制程序往往非常復(fù)雜,一個(gè)簡(jiǎn)單的開關(guān)故障都會(huì)造成多種報(bào)警交疊的故障現(xiàn)象。即使設(shè)備處于封存狀態(tài),仍然有必要加強(qiáng)設(shè)備資料和設(shè)備本身的完整管理,做好日常的保護(hù)工作,否則小故障變成大故障。一旦決定重新啟用設(shè)備,徒增很多不必要的維修工作,甚至出現(xiàn)無法修復(fù)的情況。
圖6 壓力傳感器
圖7 #SDW2值