SIEMENS伺服系統(tǒng)維修實(shí)例

任茂文

例1 一臺(tái)配有SIEMENS 810系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床進(jìn)行螺紋切削時(shí)出現(xiàn)亂牙現(xiàn)象。

從故障現(xiàn)象看，此故障屬主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配。當(dāng)主軸與進(jìn)給同步配合加工時(shí)，要依靠主軸上的脈沖編碼器檢測(cè)反饋信息，若脈沖編碼器或連接電纜線有問(wèn)題，會(huì)引起上述故障。通過(guò)調(diào)用I/0狀態(tài)數(shù)據(jù)，觀察編碼器信號(hào)線的通斷狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)不正常，故取消主軸與進(jìn)給同步配合，用每分鐘進(jìn)給指令代替每轉(zhuǎn)進(jìn)給指令來(lái)執(zhí)行程序，判斷出故障是與編碼器有關(guān)。更換維修編碼器后故障消失。

例2一臺(tái)配套SIEMENS 810M的加工中心，在手動(dòng)移動(dòng)X軸時(shí)，CNC出現(xiàn)ALMl040報(bào)警。

ALMl040報(bào)警的含義是“到達(dá)DAC輸出極限”，根據(jù)810系統(tǒng)的特點(diǎn)，以上報(bào)警的實(shí)質(zhì)是X軸運(yùn)動(dòng)時(shí)的位置跟隨誤差超出了參數(shù)設(shè)定的允許誤差范圍，導(dǎo)致DAC轉(zhuǎn)換的輸出值超過(guò)了參數(shù)NC-MD2680設(shè)定的范圍。在手動(dòng)時(shí)出現(xiàn)此報(bào)警通常與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)有關(guān)。檢查CNC與驅(qū)動(dòng)器的連接，測(cè)量后確認(rèn)在移動(dòng)X軸時(shí)，驅(qū)動(dòng)器的速度給定輸入有電壓，但實(shí)際X軸電機(jī)未轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，確認(rèn)故障是由于驅(qū)動(dòng)器引起的。經(jīng)查，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的“使能”信號(hào)連接不良，使得驅(qū)動(dòng)器未正常工作，引起了位置超差。

例3 數(shù)控機(jī)床在手動(dòng)方式下，手動(dòng)操作坐標(biāo)軸正、負(fù)點(diǎn)光纖光電通信、移模接近開(kāi)關(guān)均正常，沒(méi)有同時(shí)感應(yīng)，溫度和各處濾油器壓力發(fā)生器也正常。再對(duì)機(jī)器進(jìn)行故障觀察發(fā)現(xiàn)，故障發(fā)生的時(shí)間非常短暫，而且沒(méi)有變化規(guī)律和前期征兆，然后對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相關(guān)的錯(cuò)誤（Bug）。因此，可將故障點(diǎn)范圍縮小到硬件部分，因通過(guò)系統(tǒng)軟件只能判斷故障已經(jīng)發(fā)生，卻無(wú)法找到相應(yīng)問(wèn)題點(diǎn)，因此只能通過(guò)分析及互換排除法解決問(wèn)題。

從報(bào)警信號(hào)上來(lái)看，光纖電纜是問(wèn)題來(lái)源之一。該機(jī)器設(shè)備使用的是由德國(guó)購(gòu)入的光纖，光纖有護(hù)套保護(hù)，具有一定的柔韌性，不容易發(fā)生折斷，因此，首先考慮如光纖接頭沒(méi)有處理好，與光電耦合器連接不好，就可能造成通信中斷，從而使主機(jī)無(wú)法檢測(cè)各個(gè)報(bào)警點(diǎn)檢測(cè)點(diǎn)信號(hào)而發(fā)出報(bào)警，這種情況下引起報(bào)警的狀態(tài)和該機(jī)器發(fā)生的故障相似。于是對(duì)光纖的接頭進(jìn)行了檢查，更換光纖接頭，并用1000#的砂紙對(duì)接頭進(jìn)行打磨處理，使接頭截面達(dá)到鏡面效果以增強(qiáng)光信號(hào)的傳輸，然后進(jìn)行通信連接，恢復(fù)正常工作，但工作不久故障依然發(fā)生了，于是更換光纖電纜，故障沒(méi)有解決，這樣基本排除了光纖及光纖接頭的問(wèn)題。

光電耦合器在工作中起信號(hào)接收、采集、放大和發(fā)送的作用，它是一種以光為耦合媒介，通過(guò)光信號(hào)的傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)輸人與輸出間電隔離的器件，可在電路或系統(tǒng)之間傳輸電信號(hào)，確保這些電路或系統(tǒng)彼此間的電絕緣。如果光電耦合器發(fā)生故障，同樣也會(huì)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)。為此，采取互換法更換了全部的光電耦合器，故障沒(méi)有排除，排除了故障出現(xiàn)在光電耦合器上的可能。

根據(jù)以往在機(jī)器維修工作中的案例，曾遇到機(jī)器控制系統(tǒng)輸出電源到執(zhí)行元件，因?yàn)榫€路損傷引起線路電源對(duì)地短路，從而造成機(jī)器執(zhí)行元件的工作電源電壓下降，機(jī)器控制系統(tǒng)失電而發(fā)出報(bào)警信號(hào)的現(xiàn)象。于是檢查相關(guān)的線路和開(kāi)關(guān)電源，但未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象和電壓下降問(wèn)題，又對(duì)I/O模塊的模擬量模塊進(jìn)行全面檢查，對(duì)模塊之間的連接部分進(jìn)行清理，未見(jiàn)異常。通過(guò)以上排查，表明下位機(jī)不存在故障點(diǎn)，問(wèn)題可能在上位機(jī)中。

上位機(jī)由電腦及各個(gè)控制按鈕組成，由于控制系統(tǒng)無(wú)法對(duì)故障準(zhǔn)確判斷，故采取了更換整個(gè)電腦的辦法，最初考慮到硬盤(pán)內(nèi)安裝有機(jī)器的軟件系統(tǒng)及相關(guān)的機(jī)器工作參數(shù)，只對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行了壞道檢查，在沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，故依然保留硬盤(pán)。更換機(jī)器與上位機(jī)電腦的連接電纜，故障依然存在，而且無(wú)法判斷故障產(chǎn)生的準(zhǔn)確位置。

在維修過(guò)程中，因意外撞擊了控制面板，電腦立即顯示出同樣的報(bào)警信號(hào)，可以判斷問(wèn)題出在上位機(jī)電腦的硬件上，而此時(shí)只剩下硬盤(pán)沒(méi)有更換，于是更換硬盤(pán)，重新下載系統(tǒng)軟件和相關(guān)的機(jī)器參數(shù)，開(kāi)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后故障現(xiàn)象徹底消失。分析其原因是該硬盤(pán)工作不穩(wěn)定，不定時(shí)的出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，造成機(jī)器報(bào)警，而又立即恢復(fù)正常，造成在維修工作中難以判斷故障存在的具體位置，這是一個(gè)比較特殊的案例，因?yàn)橥ǔＳ脖P(pán)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，一般是出現(xiàn)無(wú)法讀取數(shù)據(jù)、死機(jī)等現(xiàn)象。

在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，新的技術(shù)發(fā)展迅速并得到廣泛應(yīng)用，PC機(jī)已經(jīng)能適應(yīng)比較復(fù)雜和惡劣的環(huán)境下工作，硬盤(pán)的工作條件又對(duì)工作環(huán)境要求很高，基于上述原因，目前已不采用機(jī)械式硬盤(pán)，改用閃存SD卡，它具有更高的工作穩(wěn)定性和安全性，以盡量減少類(lèi)似故障的發(fā)生。