SINUMERIK 802系列數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維修
SINUMFRIK 802系列精工系統(tǒng)是西門子公司專門為中國精工機(jī)床市場新開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型、集成式CNC控制系統(tǒng),，用于控制帶步進(jìn)驅(qū)動(( S=Stepper)的經(jīng)濟(jì)型機(jī)床(如精工車床),。(1)認(rèn)識SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)的接口;(2>能夠讀懂SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)說明書;(3)能夠連接精工系統(tǒng)與外圍設(shè)備;(4)能夠診斷和調(diào)試SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)的故障,。(1)了解SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu);(2)理解SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)軟、硬件的工作過程;(3)掌握SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)的連接及調(diào)試方法,。 引導(dǎo)知識 1. SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)功能和主要特點 該系列系統(tǒng)可以控制2 }--3個步進(jìn)電動機(jī)軸和一個伺服主軸或變頻器,，連接步進(jìn)驅(qū)動STEPDRIVER,。 (1) CNC控制器高度集成于一體的精工單元，配置數(shù)字控制(NC)操作面板,、機(jī)床操作面板(MCP),、液晶顯示器、輸人輸出單元,。 (2)驅(qū)動器和電動機(jī)步進(jìn)驅(qū)動STEPDRIVER和五相混合式步進(jìn)電動機(jī),。 (3)電纜連接CNC控制器到步進(jìn)驅(qū)動器的電纜和連接步進(jìn)驅(qū)動器到步進(jìn)電機(jī)的電纜。 2. SINUMERIK 802系列系統(tǒng)的構(gòu)成 SINUMERIK 802系列包括硬件,、軟件兩部分,，硬件組成如圖1一1一6所示。(3)系統(tǒng)接口布局系統(tǒng)的接口位于機(jī)箱的背面,，如圖1-1-11所示,。 ①X1源接口(DC24V)rr芯螺釘端子塊，用于連接24 V負(fù)載電源,。 ② X2 RS232接口(24 V):9芯D型插座,，數(shù)據(jù)通信或編寫PLC程序時使用。 ③ X6主軸接口(ENCODER ) : 15芯D型插座,，用于連接一個主軸增量式編碼器(RS422),。 ④ x}驅(qū)動接口(AXIS>:50芯D型插座，用于連接具有包括主軸在內(nèi)最多4個模擬驅(qū)動的功率模塊,。 ⑤ X10手輪接口(MPG) : l0芯插頭,，用于連接手輪。 ⑥1 LJ數(shù)字輸人(DI) :10芯插頭,，用于連接NC READY繼電器盒BEROo ⑦X100到X105:10芯插頭,，用于連接數(shù)字輸入。 ⑧X200和X201;10芯插頭,，用于連接數(shù)字輸出,。 ⑨S3:調(diào)試開關(guān)。 ⑩熔絲:熔絲F1,，外部設(shè)計使用戶可以方便地更換,。 ⑾S2和D15:這些元件只用于內(nèi)部調(diào)試。 4.驅(qū)動模塊 步進(jìn)電動機(jī)的控制信號為脈沖信號(PULS),、方向信號(DIR)和使能信號(ENA ),。電動機(jī)每轉(zhuǎn)給出1 000個脈沖，步距角為0. 36,。如圖i一1一12所示為用于精工車床的驅(qū)動器電纜連接圖,，按圖示分別連接電源、信號電纜、電動機(jī)電纜,。所有的電纜都必須在斷電狀態(tài)下連接,。電纜正確連接完畢后，通過DIL開關(guān)設(shè)定與電動機(jī)型號相對應(yīng)的電流,。 驅(qū)動模塊上各接線端子及I_ED指示燈含義如下: (1)主電源端子 ①L: AC85V相線輸人; ②N:AC85 V零線輸人; ③PE:接地,。 (2)控制信號輸入端子 ①+PULS，-PULS:脈沖基本信號與取反信號,，+PLUS控制步進(jìn)電動機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)速度,，-PLUS控制步進(jìn)電動機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)速度; ②+DIR，- DIR:方向基本信號與取反信號,，+DIR有效時控制步進(jìn)電動機(jī)順時針方向旋轉(zhuǎn)，-DIRZ有效時控制步進(jìn)電動機(jī)逆時針方向旋轉(zhuǎn); ③+ENA,，-ENA:使能控制基本信號與取反信號,，十ENA有效時，步進(jìn)電動機(jī)順時針有效,，一ENA有效時,，步進(jìn)電動機(jī)逆時針有效; ④RDY:運(yùn)行準(zhǔn)備，接24 V電源; ⑤+24 V, +24 V GND, PE:24 V信號接口,。 由CNC系統(tǒng)X7接口輸出的控制信號P1,， P1N, D1, D1N, E1, E1N用于X軸控制，P3,，P3N,D3,D3N,E3,E3N用于Z軸控制,。 (3)動力輸出端子 ① A, A:輸出電流至步進(jìn)電動機(jī)A相繞組; ②B, B:輸出電流至步進(jìn)電動機(jī)B相繞組; ③C,C:輸出電流至步進(jìn)電動機(jī)C相繞組; ④D, D:輸出電流至步進(jìn)電動機(jī)D相繞組; ⑤E, E:輸出電流至步進(jìn)電動機(jī)E相繞組。 (4) DIL開關(guān)設(shè)定 CURR.1,， CURR2:電流設(shè)定開關(guān),，根據(jù)所選用的步進(jìn)電動機(jī)的類型，通過CURR. 1,CURR.2開關(guān)設(shè)定相應(yīng)的電流值,，見表1一1一1【案例一】一臺精工車床,，配置SINUMERIK 802精工系統(tǒng)。啟動時,，在顯示面板上除READY燈不亮外,，其余所有指示燈全亮。 <1>故障分析由于故障發(fā)生在啟動階段,，應(yīng)檢查開機(jī)清零信號“RESET”是否異常,。又因為主板上的DP6指示燈亮，它是直流電源的指示燈,，因此,，也需要對DP6的相關(guān)電路以及有關(guān)電源進(jìn)行必要的檢查。 (2)故障定位 ①首先對DP6相關(guān)電路進(jìn)行檢查，經(jīng)檢查確認(rèn)是驅(qū)動DP6的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器LA10邏輯狀態(tài)不對,，已經(jīng)損壞,。用新件更換后，DP6已經(jīng)熄滅,，但故障現(xiàn)象還是存在,，精工系統(tǒng)還是不能啟動。 ②對“RESET”信號及精工柜內(nèi)各連接器的連接情況進(jìn)行檢查,，連接狀況良好,，但“RESE1”信號不正常。發(fā)現(xiàn)與其相關(guān)的A38位置上的LA01與非門電路邏輯關(guān)系不正確,。 ③檢查士15V,，士5 V, +5R, }6R, -h 12 V, +24 V，發(fā)現(xiàn)一5V電壓只有一4. 2 V ,已經(jīng)超出士5%的范圍,。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn),，該電路整流橋后有一個濾波電容C19(10 000 }F,24 V)，該電容的引腳焊接處電路板銅箔斷裂,。 (3)故障排除將其焊接好后,，精工系統(tǒng)能正常啟動。至此,，故障排除,。 【案例二】一臺精工車床，配置SINIJMERgC 802S精工系統(tǒng),，系統(tǒng)開機(jī)后,，黑屏或花屏。 (1)故障分析根據(jù)故障現(xiàn)象可以推斷可能是LCD故障,，也可能是參數(shù)或軟件的問題,。 (2)故障定位 ①首先檢查LCD，沒發(fā)現(xiàn)任何異常,。 ②斷電后將系統(tǒng)后的紅色小撥碼開關(guān)撥到I的位置,。 ③上電，系統(tǒng)能啟動,，說明用戶數(shù)據(jù)有問題,。 (3)故障排除將備份的軟件和參數(shù)重新傳人精工系統(tǒng)，機(jī)床正常工作,。 【案例三】一臺配置SINUMERIK 802C精工系統(tǒng)的CKS6136精工車床,，向負(fù)方向移動時無任何反應(yīng)，并且還出現(xiàn)25060號報警,。 (1)故障分析查SINUMERIK 802C精工系統(tǒng)說明書中報警信息表,，25060號報警的內(nèi)容是坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)速給定極限報警坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)速給牟極限報警，是指轉(zhuǎn)速給定值超出了MD36210的上限值，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所允許的范圍,，給定的坐標(biāo)軸速度超過了MD32260中的電機(jī)額定轉(zhuǎn)速,。根據(jù)故障現(xiàn)象可以推斷故障的可能原因有: ①精工系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)丟失或錯誤; ②位移傳感器有誤動作; ③有誤輸人使轉(zhuǎn)速過大。 (2)故障定位 ①降低進(jìn)給編程的速度或在此軸運(yùn)行時將倍率開關(guān)打到100,，觀察是否還報警,。可以將此軸F值適當(dāng)降低,，直到正常運(yùn)行,。但速度太慢顯然不是正常的速度; ②增加MD32260的值(最好不要超過電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速)，問題沒有根本解決; ③檢查滑板(導(dǎo)軌,、絲桿,、軸承等運(yùn)動部件)是否局部不平滑，在工件與刀具接觸時速度下降,，造成報警;④檢查傳感器,，沒發(fā)現(xiàn)異常; ⑤檢查MD32200，伺服增益,，發(fā)現(xiàn)該軸數(shù)值過大,。 (3)故障排除改正后,，重新啟動系統(tǒng)工作正常,，故障排除。 【案例四】精工車床配備SINUMERIK 802C系統(tǒng),。在安裝調(diào)試時,，CRT顯示器突然出現(xiàn)無顯示故障，而機(jī)床還可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),。停機(jī)后再開,，又一切正常。 (1)故障分析在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)這種故障,。采用直觀法進(jìn)行檢查,，發(fā)現(xiàn)每當(dāng)車間上方的門式起重機(jī)經(jīng)過時，環(huán)境振動大,，就會出現(xiàn)此故障,，由此初步判斷是原件連接不良。 (2)故障定位檢查顯示板,，用手觸動板上元件,，當(dāng)觸動某一集成塊管腳時，CRT上的顯示就會消失,。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)該管腳沒有完全插人插座中,。另外，發(fā)現(xiàn)此集成塊旁邊的晶振有一個端子沒有焊錫。 <3)故障排除將松動集成塊插牢,，晶振端子焊牢,，這兩處故障原因排除后故障消除。 ①精工機(jī)床由于采用的控制系統(tǒng)品種較多,，控制要求各不相同,，對于不同的機(jī)床、不同的系統(tǒng),，維修時應(yīng)根據(jù)機(jī)床與系統(tǒng)的實際情況,，分別進(jìn)行處理。 ②機(jī)床維修者必須熟悉各種系統(tǒng)的電源控制要求,，維修時做到心中有數(shù),。 ③對于控制較復(fù)雜的機(jī)床，不僅要掌握系統(tǒng)的電源ON/OFF要求,，而且還必須對照機(jī)床電氣原理圖進(jìn)行維修處理,，若非萬不得已，不宜改變機(jī)床的原操作方式與原設(shè)計功能,。 ④維修精工機(jī)床應(yīng)是多方位的,，既要掌握系統(tǒng)生產(chǎn)廠家推薦的線路與控制方法，還必須根據(jù)機(jī)床,、系統(tǒng)的實際情況靈活處理,，不可教條。