譚兵

摘 要：本次研究對西門子840D伺服系統(tǒng)PLC外圍及系統(tǒng)報(bào)警技術(shù)實(shí)行研究，然后對西門子840D伺服系統(tǒng)軟硬件故障維修技術(shù)加以分析，根據(jù)實(shí)際情況合理運(yùn)用維修技術(shù)進(jìn)行處理，通過案例方式詳細(xì)概述了具體方法，從而發(fā)揮出該項(xiàng)技術(shù)的最大作用，確保西門子840D系統(tǒng)運(yùn)行的效率。

關(guān)鍵詞：西門子;8400D伺服系統(tǒng);維修技術(shù)

西門子840D數(shù)控系統(tǒng)屬于全數(shù)字?jǐn)?shù)控系統(tǒng)，840D數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行相對穩(wěn)定，發(fā)生故障問題的幾率不會(huì)很高，大多數(shù)故障均為外圍故障，在工作時(shí)PLC、驅(qū)動(dòng)模塊、伺服電動(dòng)機(jī)，以及編碼器和光柵尺等均易于出現(xiàn)故障狀況，究其原因和系統(tǒng)硬件故障所致有關(guān)[1]。少部分故障問題為因機(jī)床參數(shù)設(shè)置不當(dāng)所致，840D數(shù)控系統(tǒng)故障可發(fā)出報(bào)警信號(hào)、顯示存在故障問題的位置，建議在這一系統(tǒng)中合理運(yùn)用維修技術(shù)進(jìn)行處理。

1西門子840D伺服系統(tǒng)——PLC外圍及系統(tǒng)報(bào)警技術(shù)

840D數(shù)控系統(tǒng)具備診斷功能，絕大多數(shù)故障診斷系統(tǒng)均可得到識(shí)別，報(bào)警號(hào)經(jīng)0～499999數(shù)控系統(tǒng)報(bào)警，報(bào)警號(hào)超過499999為PLC外圍報(bào)警。PLC外圍報(bào)警經(jīng)PLC用戶程序PLC數(shù)據(jù)模塊數(shù)據(jù)位置1觸發(fā)，這類故障主要在機(jī)床本體信號(hào)采集、動(dòng)作執(zhí)行中運(yùn)用，在數(shù)控機(jī)床故障中的占比較大[2]。因這一類型故障問題能經(jīng)PLC應(yīng)用程序定位，而且機(jī)床工藝比較復(fù)雜，所以容易致使PLC程序受到一定影響，但處理比較簡單，例如：使用840D數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生報(bào)警號(hào)600106號(hào)報(bào)警X蝸桿制動(dòng)壓力比較低，X軸進(jìn)給處于保持的狀態(tài)，這時(shí)加工程序會(huì)作以停止處理。經(jīng)840D工作原理了解到，600106號(hào)報(bào)警為PLC程序數(shù)據(jù)塊DB2.DBX144.6位置1所觸發(fā)，Q73.2對X蝸桿制動(dòng)泵接觸器加以有效控制，I37.2為X蝸桿制動(dòng)壓力低壓力繼電器PLC輸入信號(hào)，I37.4作為X蝸桿制動(dòng)泵啟動(dòng)15s后，無法檢測到壓力信號(hào)，這時(shí)則會(huì)觸發(fā)報(bào)警號(hào)。排除故障后X蝸桿制動(dòng)泵出油管壓力位置泄油所致壓力降低，且漏油后報(bào)警得以解除，機(jī)床能夠穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

需要注意的是，系統(tǒng)報(bào)警為數(shù)控系統(tǒng)所引發(fā)系統(tǒng)硬件故障、無法保證機(jī)床相關(guān)參數(shù)、硬件保持匹配狀態(tài)的主要原因，同時(shí)和操作人員/編程人員編寫錯(cuò)誤加工所造成系統(tǒng)報(bào)警情況有關(guān)，此時(shí)系統(tǒng)故障難度加大[3]。例如：使用840D數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生81002號(hào)報(bào)警停止，需經(jīng)STEP7作以故障分析，此時(shí)機(jī)床無法發(fā)揮機(jī)床功能。通過對PLC停止工作原因加以深入分析發(fā)現(xiàn)，需對連接PLCMPI網(wǎng)絡(luò)線加以嚴(yán)格檢查未見存在異常情況，對PLC電源模塊輸出電壓檢查了解到電壓正常，但DC16V為異常的狀態(tài)，這一直流電壓經(jīng)PLC輸入點(diǎn)供電，斷開電源模塊負(fù)載狀態(tài)下電壓升高到DC24V保持正常。故障的原因和PLC輸入點(diǎn)短路所致電源模塊電壓降低、PLC停止工作有聯(lián)系，在后續(xù)檢查工作中了解到I40.4X軸正向限位開關(guān)X405號(hào)線對地短路問題，X405號(hào)線實(shí)行絕緣處理報(bào)警。例如：使用數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生25042Y軸靜止誤差監(jiān)控、25052Y軸輪廓監(jiān)控，以及300606Y軸伺服報(bào)警和25200Y軸伺服故障等時(shí)候，Y軸無法保持正常運(yùn)動(dòng)。通過研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生這一報(bào)警狀況的原因和多方面因素存在聯(lián)系，（1）Y軸伺服系統(tǒng)因素，主要體現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)模塊問題、電動(dòng)機(jī)溫度問題、編碼器問題、電氣線路故障問題等方面;（2）Y軸電動(dòng)機(jī)軸機(jī)械負(fù)載過重因素;（3）數(shù)控系統(tǒng)其他因素;（4）機(jī)床數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)置因素等。

經(jīng)故障原因了解到，需對機(jī)床數(shù)據(jù)實(shí)行有效檢查，經(jīng)和其他軸機(jī)床數(shù)據(jù)、Y軸原版本機(jī)床數(shù)據(jù)對比處理未見異常。然后，對伺服系統(tǒng)加以全面檢查，因機(jī)床Y軸、Z軸驅(qū)動(dòng)模塊保持一致，經(jīng)對Y軸和Z軸驅(qū)動(dòng)模塊互換報(bào)警處于Y軸位置，表示驅(qū)動(dòng)模塊無異常。經(jīng)對電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線路、編碼器線路的檢查發(fā)現(xiàn)沒有問題發(fā)生，對機(jī)床相關(guān)參數(shù)作以修改處理，經(jīng)全閉環(huán)——半閉環(huán)轉(zhuǎn)變及時(shí)屏蔽光柵尺，能達(dá)到通電運(yùn)行的目的[4]。因而，需通過電動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)載由全閉環(huán)改為半閉環(huán)運(yùn)行，主要對電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)編碼器有無異常進(jìn)行判斷，液壓松開裝置故障所致機(jī)械載重問題發(fā)生，表示電動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)載存在問題，主要需裝上電動(dòng)機(jī)恢復(fù)全閉環(huán)，目的為促使機(jī)床運(yùn)行更加穩(wěn)定。

2西門子840D伺服系統(tǒng)—— 軟硬件故障維修技術(shù)

西門子840D故障包括軟、硬件2種，（1）1臺(tái)使用840D數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生300500號(hào)報(bào)警Z1軸伺服3測量回路電流絕對值比較高，25200號(hào)報(bào)警Z1軸伺服故障的發(fā)生無法保證Z軸正常運(yùn)動(dòng)。因這一機(jī)床Y軸、Z軸伺服模塊保持一致，因而可將Y軸、Z軸伺服模塊轉(zhuǎn)換，結(jié)果顯示Z軸工作沒有異常時(shí)Y軸發(fā)出報(bào)警信號(hào)，表示驅(qū)動(dòng)模塊存在問題。故障驅(qū)動(dòng)模塊由西門子公司修理，采購新的驅(qū)動(dòng)模塊安裝后恢復(fù)正常功能。（2）使用的為840D數(shù)控機(jī)床發(fā)出600300號(hào)報(bào)警，顯示潤滑箱液面比較低的狀態(tài)，此時(shí)Z軸不能正常工作。通過對PLC程序?qū)嵭袡z查發(fā)現(xiàn)，600300號(hào)報(bào)警為PLC程序數(shù)據(jù)模塊DB2.DBX148.5位置1所致。PLC程序I41.6為Z軸潤滑箱液面高低檢測液位的參照標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)I41.6為1代表潤滑箱為缺油的狀態(tài)，潤滑箱液位較高，PLC輸入模塊信號(hào)沒有送達(dá)，并且指示燈為滅掉的狀態(tài)。經(jīng)運(yùn)行STEP7計(jì)算機(jī)觀測發(fā)現(xiàn)I41.6置1，表示這一PLC輸入模塊發(fā)生故障問題，更換PLC輸入模塊后機(jī)床可以穩(wěn)定運(yùn)行。（3）選擇的為840D數(shù)控機(jī)床Z軸運(yùn)行期間出現(xiàn)抖動(dòng)的表現(xiàn)，特別為低速的時(shí)候會(huì)非常顯著，報(bào)警25042會(huì)發(fā)出Z軸靜止誤差、25082Z軸定位的信號(hào)，這時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)控。在排除伺服系統(tǒng)硬件故障、機(jī)械負(fù)載重的隱患，發(fā)現(xiàn)鎖定為因機(jī)床參數(shù)、機(jī)械負(fù)載無法保持匹配狀態(tài)所致報(bào)警存在緊密聯(lián)系[5—6]。具體調(diào)整了以下參數(shù)排除故障：（1）Z軸最大軸速度32000，（2）Z軸伺服增益因子32205，（3）Z軸最大加速度32350，（4）Z軸停延時(shí)時(shí)間36000，（5）Z軸零速位置公差36020，（6）Z軸速度調(diào)節(jié)器比例增益常數(shù)1 1406，（6）積分時(shí)間常數(shù)1 1410。插入

3 結(jié)語

西門子840D數(shù)控系統(tǒng)屬于中高檔數(shù)控系統(tǒng)，需要準(zhǔn)確了解840D系統(tǒng)維修的方法，以此嚴(yán)格控制數(shù)控機(jī)床停機(jī)的時(shí)間，使數(shù)控機(jī)床得到合理的利用。實(shí)行840D伺服系統(tǒng)維修技術(shù)處理時(shí)，需要考慮到操作原理、經(jīng)驗(yàn)、維修方法等相關(guān)因素，構(gòu)建數(shù)控機(jī)床維修檔案后于第一時(shí)間就那些故障處理分析及總結(jié)相關(guān)工作，目的為不斷累積維修方面的經(jīng)驗(yàn)。

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