SIEMENS系统数控机床维修技巧.pdf

2 0 1 2年 8月 第 4 O卷 第 l 6期 机床与液压 MACHI NE T OOL HYDRAUL I CS Au g ． 2 01 2 V0 1 ． 4 0 No ． 1 6 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 2 ． 1 6 ． 0 4 5 S I E M E N S系统数控机床维修技巧 杨永 ， 1 ．广 东技术师范学院机 电学院，广东广州 5 1 0 6 3 5； 2 ．广东省高等学校科研型重点实验 室，广东广州 5 1 0 6 3 5 摘要介绍数控机床常见故障的识别方法，针对生产实际中常用的S I E ME N S系统数控机床，提出常见故障源的维修技 巧和维修提示。实践证明，使用这些方法大大提高了维修效率。 关键词维修技巧；机床故障；S I E M E N S系统 中图分类号 T G 6 5 9 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 1 61 2 8 2 数控机床以其加工柔性好、精度高、生产效率高 等优点而广泛应用到各种制造领域。随着数控机床功 能的不断提高，系统越趋复杂，一旦出现故障，排除 时 间增长 ，难度增大 ，费用 也随之增加 。由于数控机 床涉及多个学科 ，对有关人员的技术要求很 高 ，故障 的及时诊断与维修十分困难。因此，在数控机床出现 故障时快速诊断和维修十分重要。文中提供 了S I E ． ME N S系统的数控 机床 常见维修技巧 。 1 数控机床故障识别的方法 1 ． 1直观判 断 法 这是一种 最基 本 的方 法。充 分利 用人 的 感应 器 官 ，通过 问、看 、听 、摸 和嗅等 ，根据经验判断故障 源。这要求维修人员具有丰富的实际经验 ，具备多学 科知识和综合判断的能力。 1 ． 2 自诊 断功 能 法 现代的数控系统 已经具备了较强的自诊断功能， 能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状况。当数 控设备 出现故障时 ，会在显示 器上显示报警信息 ，或 在数控装置、P L C装置和驱动装置上有报警指示。可 根据手册对这些报警信息进行分析 ，有些根据报警信 息就可直接确认故障原因。 1 ． 3 交换 法 交换法是在分析出故障大致起因的情况下，利用 备用的印刷线路板、模板 、集成电路芯片或元器件替 换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板 或芯片一级 。当然 ，如果故 障仍然没有消失 ，说 明此 处没有故障 。 1 ． 4功 能程 序验 证 法 将数控系统的常用功能和特殊功能，如直线定 位 、圆弧插补 、螺纹切削 、固定循环 、用户宏程序等 用手工编程或 自动编程方法 ，编制成一个功能程序送 入数控系统中，然后启动数控系统使之运行，通过检 查机床执行这些功能的准确性 和可靠性 ，进而判断 出 故障发生的可能起因。 1 ． 5 其 他 方法 其他常见数控机床故障识别的方法还有参数检查 法 、测量 比较法 、接 口信号 分析与信 号追踪法 、P L C 程序法 等。 2 S I E ME N S系统数控机床维修技巧 2 ． 1 E R N 1 3 8 7编码 器更换 E R N 1 3 8 7编码器是 S I E ME N S系统数控机床常 用的编码器之一。其维修步骤为 1 卸开电机后 盖即编码 器的后盖； 2 松开编码器安装 螺丝； 3 旋转电机转子轴 ，使编码器转子上的标志和编 码器壳上的标志重合 ； 4 卸下编码器 ，注意在装 卸的时候尽量使用特制螺丝顶出来 ， 免得损坏编码 器 ； 5 旋转新的编码器， 使编码器 的两个标志重 合 。 在安装编码器的过程中，要保证电机 的转子不 动 ，否则会 失去转 子的相对位置 。如果失去 了相对位 置 ，老 电机则 需要 用示 波器 来 调整 编码 器 的安 装位 置， 新电机则可以依据电机转子轴上的标志来判断。 调整编码器 的安装位置时 ，既可以机械调整 ，也可以 调整驱动参数 M D 1 0 1 6来设置一个偏置值。但该方法 仅能用在 8 4 0 D上，通过这个方法调整的电机换到别 的机床上使用 ，可能会因为驱动参数的不同而不能正 常使用 。 2 ． 2零 点调 整 数控机床的回零操作是数控机床控制操作中最重 要的功能环节之一，零点的故障将严重影响到零件加 工质量 。S I E ME N S系统 数 控 机 床 零 点 调 整 步 骤 为 S t a r t u p - - - Ma c h i n e D a t a - - - A x i s MD ． 参数调整 将 参数 3 4 1 0 0修正。如果换完后和原来相差 1 0 m i l l ，则将参 数 3 4 1 0 0调至 1 0 。也可 以对参数 3 4 0 9 0 参 考点偏 收稿 日期 2 0 1 1 一 O 1 2 7 作者简介杨永 1 9 7 7 一 ，男，副教授，研究方向是数控技术和机电一体化。Em a i l y a n g y o n g 9 6 1 6 3 ． c o n。 第 1 6期 杨永 S I E ME N S系统数控机床维修技巧 1 2 9 移进行修改，修改的原则是现在的零点与原来的 零点差值 即为要输入 的值 。 2 ． 3 功率模块的简易检测 由于功率模块主要部件是大功率管，检测功率管 好坏的方法是 万用表打到 电阻档 ，将万用表的正表 笔接到功率模块的直 流电压输 入端子 P 6 0 0上 ，地接 到功率管的三相电源输出 u 2 、V 2 、W2上，此时电 阻应为无穷 大 ，交 换万 用表 的两 个 表笔 ，电阻 应很 小 。把万用表 的一个表笔接 到 M 6 0 0上 ，重 复 以上过 程 ， 结果应该和上面的正好相反 。 2 ． 4驱动 的优化 数控的驱 动由电流环 、速度环和位置环组 成 ，其 优化一般是由里到外层层优化。但由于电流环的参数 在电机和功率模块的型号确定后用厂家的默认参数即 可 ，一般不需要优化 ，故优化时先 优化速度环 ，再优 化位置环即可。 速度环的优化 ，一般涉及到速度环增 益和速度环 时间常数。速 度环 时间常数越大和增益越低 ，速度环 越稳定，但精度和动态特性越差。一般来说，速度环 时间常数设在 1 0 m s 左右 ，而速度环增 益调整在使速 度环的阶跃响应有 2 0 ％ ～ 4 0 ％ 的超调 。 位置环的优化涉及 到位置环增益和加速度。调整 时先可 以减少加速度值 ，再增加位置环增益值 ，保证 系统稳定 ，然后再适当增加加速度值 ，使之适应机床 的机械特性。注意同一组插补轴的位置环增益要一 致 ，否则会影 响加工精度 。 2 ． 5 参 数屏 蔽处理 出现电机温度报警时，对 6 1 1 D可以通过为驱动 参数 MD 1 6 0 8 对 6 1 1 A则是参数 M D 6 4 设定 一个小 于 1 0 0的值屏蔽该报警。 通过驱动控制板对连接的编码器进行监控报警 时，可以通过将参数 MD P - 9 0的位 2置 1屏蔽该报 警 。 有时为了诊断需要对驱动进行开环的频率控制， 且转速不能设得太高，可以通过设驱动参数 M D 1 0 1 4 为 1 来实现。 当需要对单个轴进行屏蔽 ，可以在相应的轴参数 里 ，设 MD 1 3 0 3 0和 M D 1 3 0 2 4为 0 ，然 后在 驱动 配置 菜单里，找到相应的模块并设为 “ n o a c t i v e ” ，该轴 就为虚拟轴。如果需要将机床的轴卸掉或装载，比如 旋转分度头，可以把该轴临时设为 P A R K I N G轴 ，同 时复位该轴的 D B 3 X、D B X 1 ． 5和 D B X 1 ． 6 。 3数控机床维修的几点提示 3 ． 1数 据备份 在做系统维修或维护前一定要做好数据备份工 作。对于 8 4 0 D系统 ，要 备 份 的数 据包 括 N C K的数 据 、P L C的数据和 M MC的数据 。其 中 N C K和 P L C的 数据是靠电池来保持的，其丢失直接影响到 N C的正 常运 行 ，而 M MC 的 数 据 是 存 放 在 M MC 的 硬 盘 M MC 1 0 3 或 者是 F l a s h E P R O M 里 MMC 1 0 0 ． 2 ， 它的丢失在一般情况下仅 能影 响 N C数据 的显示和输 入 。 3 ． 2 区分 电机 S I E M E N S的驱 动 系 统 一 般 采用 同 步伺 服 电机 ， 同步电机的转子上有交错分布的磁极，因而需要有相 应的检测转子位置的检测 元件 ，更换这些检测元件的 时候也需要重新调整 。 S I E ME N S常用 的 3种 电机 分 别 为 1 F Y 5 、1 F T 6 和 1 F K 6 。l F K 6和 1 F T 6电机 的原 理一 样 ，只是 在机 械结构上有点 区别 ，1 F K 6较 l F T 6经济 。而 1 F T 5和 1 F T 6 或 1 F K 6 之间的区别在于其测速装置不同， 1 F T 5电机 是 用 测 速 发 电机 来检 测 速 度 ，1 F T 6 或 1 F K 6 电机是用位置编码器来检测 电机速 度。 3 ． 3 区分 电池 8 4 0系统共 有 两处 电池 一 个在 MM C上 面，主 要保存 C M O S的信息，一般不需要更换 ；另外一块电 池在 N C U B O X里面，用来保存 N C K里面的程序和数 据，可以在 N C K完全断电后更换 电池 ，但更换时间 不宜过长。 4结束语 当数控 机床出现故 障时 ，要求维修人员不 仅掌握 一 些常见的维修方法和技 巧 ，还应 当充分熟悉数控系 统 的 自诊断功能 ，了解 机床控制原理 ，熟悉伺服系统 和C N C系统故障的特殊处理方法等。当发生故障时， 才能知道从哪里下手，尽快排除故障，提高生产效 率。所以，掌握数控机床故障判断及维修的方法，有 着重要 的意义 。 参考文献 【 1 】王侃夫． 数控机床故障诊断及维护[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 6 ． 【 2 】龚仲华． 数控机床故障诊断与维修 5 0 0 例[ M] ． 北京 机 械工业 出版社 ， 2 0 0 6 ． 【 3 】彭跃湘． 数控机床故障诊断及维护[ M] ． 北京 清华大学 出版社 ， 2 0 0 6 ． 【 4 】杨永． S I E M E N S 8 4 0 D用户报警文本的制作[ J ] ． 机床与 液压 ， 2 0 0 9 ， 3 7 2 2 1 32 1 5 ． 【 5 】荣维芝． 数控原理与维修技术[ M] ． 北京 机械工业出版 社 ， 2 0 0 0 ． 【 6 】李赫 ， 张邦成， 杨晓红． 一种数控车床故障诊 断方法 [ J ] ． 机床与液压， 2 0 0 6 1 2 2 2 1 2 2 5 ．