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数控机床中故障诊断和解决方法
发布时间:2012-03-29   点击次数:1382次
摘 要:阐述了SIEMENS810系统为数控机床中与数控系统(NC部分)部分相关的故障及频率相对较高的故障进行的诊断和解决方法。

  随着数控机床越来越广泛的应用,要求我们对数控技术要有一定的掌握,对于一些常见故障已经能够及时排除,但对于一些没有报警提示的故障的解决还是感到有些棘手。
  1.数控(NC)部分的故障   数控系统是数控机床的大脑,可靠性较高,故障率较低,但由于数控系统受其工作环境如潮湿、振动、油雾、温度变化的影响,以及电网的波动都会影响电子器件的工作性能,因此故障常常发生。   1.1 故障实例
  1.1.1 SIEMENS810系统控制的机床运行过程中,在没有任何报警提示下,不定期地出现系统掉电。为查清楚故障是由系统内部还是由外围电路引起的,我们首先去除了外围电路的影响,即为系统提供独立的24VDC工作电压,然后短接NC-ON使系统工作,但故障依然存在。为此初步判断故障来源于系统内部。因为故障现象为系统掉电,所以我们首先对电源单元6VE3055-0BC进行了同型号的替代检查,故障依旧。这说明故障是由其它器件引起的,后来又依次更换了存储版、CPU主板及轴的测量电路板,但故障依旧,最后更换了接口总线板6FC3984-7CD01T后故障消除(在做替换工作之前一定要做好数据的备份工作,否则可能造成数据的丢失)。
  1.1.2 SIEMENS810系统通过V.24(RS232)进行数据恢复时,数据不能被输入。
  1.1.3 我们首先正确安装了通讯接口,并按照双方一致的原则,设置了通讯协议。即在SD5011(5019)、5013(5021)中设置了正确的波特率、停止位、奇偶校验参数。然后在PCIN软件的WINDOWS版本下进行了数据传输,但是数据不能被接收。最后在DOS版本下,数据才被接收。因此数据传输最好在DOS版本下进行。同时应注意是接收方即机床这方先做好准备,以免无效传输。特别是在传输PLC程序是要将SD5010、5011如下设置:
  1.2 与回参考点相关的故障
  对于进给轴采用相对编码器做为反馈元件时,每次接通电源或紧急停机(伺服电源断开后),都必须回参考点以建立机械坐标系。下面介绍几个与回参考点相关的特殊故障。
  1.2.1 SIEMENS810系统控制机床不能完成回参考点的指令,且无报警输出。
  机床在回参考点时。工作台以MD2960确定的速度快速移动,压下减速开关后,以MD2840确定的速度减速,并最终停止。但标志位F118.4(回参考点完成信号)没有被置1,且无报警输出。检查外部线路没有故障,用示波器检测零脉冲也存在,经分析认为是由于长期运行后,机械部件磨损引起伺服系统与被拖动的机械系统不能实现最佳匹配所造成的,为此我们将MD2040(粗到位公差带)及MD2080(精到位公差带)适当调大了一些,故障消除。
  1.2.2 SIEMENS810更换完速度控制单元6SN1118-0A11-0AA0后,出现1120#ALRAM。分析后我们认为是被拖动的机械负载与伺服系统没有实现最佳匹配。通过调节速度控制器的比例系数Kp,使得伺服达到较高的动态响应特性后,报警消失。
  2.与PLC相关的故障   NC通过PLC与外部联系,此处故障多是由外部电路及其执行元件的故障引起的。
  2.1 采用SIEMENS SIMATAIC S5-115PLC控制的机床运转中每次只能完成一个循环,但无报警输出。
  检查I/O信号及PLC程序执行情况后我们发现,循环不能被连续执行的原因是:虽然攻丝已退回原位,但攻丝到位开关的输入位仍为“1”,而此时攻丝到位的接近开关并未被感应发信。在排除了I/O模块损坏的可能因素后,认为此故障应是因两线接近开关的漏电流增大,使得该位的输入电路接通引起的。我们将其改为没有漏电流的三线接近开关后,故障消除。
  2.2 SIEMENS805系统3#报警(PLC STOP)消除后,出现6138#报警
  机床出现了3#报警,初始化后进行了数据传输,3#报警消除,但又出现了6138#报警,检查周围电路,为DMP开关设置错误造成的。将DMP开关置于正确位置后,报警消除。
  3.与动力部分相关的故障   数控机床的NC电源及伺服驱动电源的故障多是由外界环境潮湿造成线路及器件绝缘性能下降或外界发生短路引起的。但也有一些故障比较特殊,例如:
  SIEMENS系统伺服驱动模块6SN1145-1AA01-0AA0经常损坏
  经过分析我们认为电网电压有时有波动,时间久了,造成电源内部组件的损坏。在CNC系统的输入电源前增加了电子稳压滤波器后,未出现此故障。对于SIEMENS两种工作形式的驱动电源模块——整流工作方式,如功率较小的5KW 10KW 28KW的电源模块及再生反馈方式的电源模块,如功率较大的16KW 36KW 55KW的电源,对电网要求相对较高。特别是当系统包含有主轴电机需制动控制时,所需电源功率较大,此时需采用再生反馈式电源,它对电网的要求较高。因此为保证电源正常工作,要求电源如下接入电路。动力电压380VAC经滤波器(吸收电网杂波)再经电抗进入电源模块。
  即动力电压380VAC——滤波器——电源(小功率的,如5KW 10KW 28KW)
  动力电压380VAC——滤波器——电抗——电源(大功率的,如16KW 36KW 55KW)。
  4.结语   810数控系统维修中遇到的一些没有报警提示的故障及其解决方法和对出现频率相对较高的故障的诊断及排除方法的归纳总结,能更快更好地维修好机床,进一步提高机床的开动率。

 
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