西門子810D數(shù)控系統(tǒng)故障維修一例

■ 東北工業(yè)集團(tuán)吉林北方捷凱傳動軸有限公司 （吉林 132021） 牛志斌 陳貴良 柏 剛

一臺采用西門子810D系統(tǒng)的數(shù)控外圓磨床開機(jī)時出現(xiàn)故障，系統(tǒng)屏幕顯示如圖1所示的報(bào)警“120202 Wait for connection t o N C/P L C（等待連接N C/PLC）”。

這臺機(jī)床系統(tǒng)P C U模塊采用PCU50.1，NC CPU模塊采用CCU3.4，伺服采用611D數(shù)字伺服系統(tǒng)。

據(jù)機(jī)床操作人員反映，機(jī)床在上次正常工作時由于冷卻水管沒有鎖緊，冷卻水管脫落，致使冷卻液噴到電氣柜上，機(jī)床操作人員斷電關(guān)機(jī)下班了。兩天后開機(jī)就出現(xiàn)這個報(bào)警。

圖1 西門子810D系統(tǒng)120202報(bào)警

打開電氣柜進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)CCU模塊上各種指示燈和狀態(tài)顯示數(shù)碼管沒有任何顯示，而CCU模塊上方剛好是機(jī)床電源電纜線進(jìn)線口，估計(jì)是冷卻液從電纜線進(jìn)線口滴淋到伺服電源模塊和數(shù)控系統(tǒng)模塊上，造成伺服電源模塊和數(shù)控系統(tǒng)損壞。

這臺機(jī)床數(shù)控部分由5個模塊構(gòu)成，包括伺服電源模塊、CCU數(shù)控CPU模塊、CCU box模塊和一套單軸611D伺服驅(qū)動模塊。機(jī)床有X軸、Z軸、C軸和B軸四個伺服軸，其中X軸、Z軸和C軸由CCU box自帶的伺服模塊控制，B軸由單獨(dú)的611D伺服控制板和伺服功率模塊控制。

首先懷疑伺服電源模塊進(jìn)水燒壞，拆下伺服電源模塊，拆開進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)伺服電源模塊部分電路確實(shí)已經(jīng)燒焦。檢查負(fù)載回路，沒有發(fā)現(xiàn)問題，更換以前維修過的伺服電源模塊，故障依舊，因此懷疑CCU模塊和CCU box模塊也有問題，訂購伺服電源模塊、CCU模塊和CCU box模塊。待新備件到貨后，把伺服電源模塊、CCU box模塊和CCU模塊全部安裝上，這時通電開機(jī)，CCU系統(tǒng)數(shù)碼管有顯示了，這時首先對CCU的NC和PLC進(jìn)行總清操作。

對N C進(jìn)行總清：將N C K設(shè)定開關(guān)S3從“0”撥到位置“1”，參考圖2，然后按復(fù)位（RESET）鍵S1，系統(tǒng)熱啟動，數(shù)分鐘后數(shù)控系統(tǒng)啟動完畢，并安裝標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床數(shù)據(jù)，待CCU模塊上數(shù)碼管顯示“6”時，NC總清完畢，將S3開關(guān)撥回“0”位，但此時SF指示燈還在亮（這個燈亮指示伺服有問題，也可能是因?yàn)闆]有下載NC系列備份的原因）。

圖2 西門子810D系統(tǒng)CCU面板開關(guān)與指示元件

對P L C進(jìn)行總清：將P L C設(shè)定開關(guān)S4從“0”撥到位置“2”，然后撥到位置“3”，直到PS燈亮起；這時在3s之內(nèi)，快速將S4開關(guān)撥到位置“2”，然后撥回位置“3”，再撥到位置“2”，這個過程PS燈先閃后又亮，PF燈亮；待PS和PF燈都一直亮?xí)r，將開關(guān)S4撥回“0”位，這時PS和PF燈都不亮了，PR綠燈亮，PLC總清結(jié)束。

下載系列備份：NC和PLC總清操作后，需要下載這臺機(jī)床的NC和PLC系列備份文件。通過系統(tǒng)Service（服務(wù)）菜單下擴(kuò)展子菜單Series start-up（系列備份），按屏幕右側(cè)Read start up archive（讀備份文檔），選擇已經(jīng)備份在PCU硬盤上的NC系列備份文件進(jìn)行下載，然后選擇PLC系列備份文件進(jìn)行下載。

備份文件下載后C C U模塊上數(shù)碼管顯示6，但SF紅燈仍然在亮，伺服模塊上的X35紅燈亮。數(shù)控系統(tǒng)上有報(bào)警“300500 Axis B drive7 system error，error codes 000001BH，00020000H（B軸驅(qū)動系統(tǒng)錯誤，錯誤代碼0000001BH，00020000H）”，如圖3所示。

圖3 B軸300500伺服報(bào)警

因?yàn)閳?bào)警指示B軸伺服系統(tǒng)有問題，首先將B軸的611D伺服控制板（6SN1118-0DM33-0AA1）換到其他機(jī)床，也出現(xiàn)300500伺服報(bào)警，說明伺服控制板損壞。

把另外一臺西門子840D機(jī)床上好的伺服控制板換上，通電開機(jī)，系統(tǒng)不但出現(xiàn)報(bào)警“300500 Axis B drive7 system error，error codes 000001BH，00020000H（B軸驅(qū)動系統(tǒng)錯誤，錯誤代碼0000001BH，00020000H）”，還出現(xiàn)報(bào)警“300500 Axis C drive1 system error，error codes 000001BH，00010000H（X1軸驅(qū)動系統(tǒng)錯誤，錯誤代碼0000001BH，00010000H）”，如圖4所示。B軸伺服報(bào)警不但沒有消除，還多出一個C軸伺服報(bào)警。

將B軸伺服控制板和伺服功率模塊都換到另外一臺采用西門子840D系統(tǒng)的機(jī)床上，機(jī)床正常工作沒有問題，說明這兩個模塊都沒有問題。把這兩個模塊再換回到這臺機(jī)床，還是出現(xiàn)這兩個報(bào)警。

更換伺服系統(tǒng)控制總線和驅(qū)動總線都沒有解決問題，至此維修工作陷入困境。

圖4 B、C軸300500伺服報(bào)警

因?yàn)楣局挥幸慌_810D系統(tǒng)的機(jī)床，無法通過交換法確認(rèn)新CCU模塊和CCU box模塊是否有問題。

思前想后，在無計(jì)可施的情況下，決定將這臺機(jī)床換上的新伺服電源模塊換到另一臺采用840D系統(tǒng)的機(jī)床上檢測，更換后那臺機(jī)床也出現(xiàn)伺服報(bào)警，說明這個新伺服電源模塊有問題，把沒有故障機(jī)床上的伺服電源模塊安裝到這臺機(jī)床，報(bào)警消除，CCU模塊上的SF燈也熄滅，機(jī)床恢復(fù)了正常工作。

原來是新伺服電源模塊出現(xiàn)問題，導(dǎo)致B、C軸同時出現(xiàn)300500伺服報(bào)警。

這次意外故障導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)除B軸伺服功率模塊外，其他4個模塊全部損壞，并且新購置的伺服電源模塊也損壞了，不但損失巨大，維修過程也費(fèi)盡周折。為防止類似故障再次發(fā)生，用密封膠將電纜進(jìn)線口封住，防止水進(jìn)入電氣柜。

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[1] 牛志斌．圖解數(shù)控機(jī)床－西門子典型系統(tǒng)維修技巧[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004．

[2] 牛志斌，等．西門子系統(tǒng)現(xiàn)場故障檢修速查手冊[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010．

[3] 牛志斌．牛工教你學(xué)數(shù)控機(jī)床維修：SIEMENS系統(tǒng)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012．

[4] 牛志斌．圖解數(shù)控機(jī)床維修：從菜鳥到高手[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015．