西門子840D伺服系統(tǒng)維修技術(shù)簡析

譚兵

摘 要：本次研究對西門子840D伺服系統(tǒng)PLC外圍及系統(tǒng)報警技術(shù)實行研究，然后對西門子840D伺服系統(tǒng)軟硬件故障維修技術(shù)加以分析，根據(jù)實際情況合理運用維修技術(shù)進行處理，通過案例方式詳細概述了具體方法，從而發(fā)揮出該項技術(shù)的最大作用，確保西門子840D系統(tǒng)運行的效率。

關(guān)鍵詞：西門子;8400D伺服系統(tǒng);維修技術(shù)

西門子840D數(shù)控系統(tǒng)屬于全數(shù)字數(shù)控系統(tǒng)，840D數(shù)控系統(tǒng)運行相對穩(wěn)定，發(fā)生故障問題的幾率不會很高，大多數(shù)故障均為外圍故障，在工作時PLC、驅(qū)動模塊、伺服電動機，以及編碼器和光柵尺等均易于出現(xiàn)故障狀況，究其原因和系統(tǒng)硬件故障所致有關(guān)[1]。少部分故障問題為因機床參數(shù)設(shè)置不當所致，840D數(shù)控系統(tǒng)故障可發(fā)出報警信號、顯示存在故障問題的位置，建議在這一系統(tǒng)中合理運用維修技術(shù)進行處理。

1西門子840D伺服系統(tǒng)——PLC外圍及系統(tǒng)報警技術(shù)

840D數(shù)控系統(tǒng)具備診斷功能，絕大多數(shù)故障診斷系統(tǒng)均可得到識別，報警號經(jīng)0～499999數(shù)控系統(tǒng)報警，報警號超過499999為PLC外圍報警。PLC外圍報警經(jīng)PLC用戶程序PLC數(shù)據(jù)模塊數(shù)據(jù)位置1觸發(fā)，這類故障主要在機床本體信號采集、動作執(zhí)行中運用，在數(shù)控機床故障中的占比較大[2]。因這一類型故障問題能經(jīng)PLC應(yīng)用程序定位，而且機床工藝比較復(fù)雜，所以容易致使PLC程序受到一定影響，但處理比較簡單，例如：使用840D數(shù)控機床產(chǎn)生報警號600106號報警X蝸桿制動壓力比較低，X軸進給處于保持的狀態(tài)，這時加工程序會作以停止處理。經(jīng)840D工作原理了解到，600106號報警為PLC程序數(shù)據(jù)塊DB2.DBX144.6位置1所觸發(fā)，Q73.2對X蝸桿制動泵接觸器加以有效控制，I37.2為X蝸桿制動壓力低壓力繼電器PLC輸入信號，I37.4作為X蝸桿制動泵啟動15s后，無法檢測到壓力信號，這時則會觸發(fā)報警號。排除故障后X蝸桿制動泵出油管壓力位置泄油所致壓力降低，且漏油后報警得以解除，機床能夠穩(wěn)定、安全的運行。

需要注意的是，系統(tǒng)報警為數(shù)控系統(tǒng)所引發(fā)系統(tǒng)硬件故障、無法保證機床相關(guān)參數(shù)、硬件保持匹配狀態(tài)的主要原因，同時和操作人員/編程人員編寫錯誤加工所造成系統(tǒng)報警情況有關(guān)，此時系統(tǒng)故障難度加大[3]。例如：使用840D數(shù)控機床產(chǎn)生81002號報警停止，需經(jīng)STEP7作以故障分析，此時機床無法發(fā)揮機床功能。通過對PLC停止工作原因加以深入分析發(fā)現(xiàn)，需對連接PLCMPI網(wǎng)絡(luò)線加以嚴格檢查未見存在異常情況，對PLC電源模塊輸出電壓檢查了解到電壓正常，但DC16V為異常的狀態(tài)，這一直流電壓經(jīng)PLC輸入點供電，斷開電源模塊負載狀態(tài)下電壓升高到DC24V保持正常。故障的原因和PLC輸入點短路所致電源模塊電壓降低、PLC停止工作有聯(lián)系，在后續(xù)檢查工作中了解到I40.4X軸正向限位開關(guān)X405號線對地短路問題，X405號線實行絕緣處理報警。例如：使用數(shù)控機床產(chǎn)生25042Y軸靜止誤差監(jiān)控、25052Y軸輪廓監(jiān)控，以及300606Y軸伺服報警和25200Y軸伺服故障等時候，Y軸無法保持正常運動。通過研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生這一報警狀況的原因和多方面因素存在聯(lián)系，（1）Y軸伺服系統(tǒng)因素，主要體現(xiàn)在驅(qū)動模塊問題、電動機溫度問題、編碼器問題、電氣線路故障問題等方面;（2）Y軸電動機軸機械負載過重因素;（3）數(shù)控系統(tǒng)其他因素;（4）機床數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)置因素等。

經(jīng)故障原因了解到，需對機床數(shù)據(jù)實行有效檢查，經(jīng)和其他軸機床數(shù)據(jù)、Y軸原版本機床數(shù)據(jù)對比處理未見異常。然后，對伺服系統(tǒng)加以全面檢查，因機床Y軸、Z軸驅(qū)動模塊保持一致，經(jīng)對Y軸和Z軸驅(qū)動模塊互換報警處于Y軸位置，表示驅(qū)動模塊無異常。經(jīng)對電動機動力線路、編碼器線路的檢查發(fā)現(xiàn)沒有問題發(fā)生，對機床相關(guān)參數(shù)作以修改處理，經(jīng)全閉環(huán)——半閉環(huán)轉(zhuǎn)變及時屏蔽光柵尺，能達到通電運行的目的[4]。因而，需通過電動機機械負載由全閉環(huán)改為半閉環(huán)運行，主要對電動機、電動機編碼器有無異常進行判斷，液壓松開裝置故障所致機械載重問題發(fā)生，表示電動機機械負載存在問題，主要需裝上電動機恢復(fù)全閉環(huán)，目的為促使機床運行更加穩(wěn)定。

2西門子840D伺服系統(tǒng)—— 軟硬件故障維修技術(shù)

西門子840D故障包括軟、硬件2種，（1）1臺使用840D數(shù)控機床產(chǎn)生300500號報警Z1軸伺服3測量回路電流絕對值比較高，25200號報警Z1軸伺服故障的發(fā)生無法保證Z軸正常運動。因這一機床Y軸、Z軸伺服模塊保持一致，因而可將Y軸、Z軸伺服模塊轉(zhuǎn)換，結(jié)果顯示Z軸工作沒有異常時Y軸發(fā)出報警信號，表示驅(qū)動模塊存在問題。故障驅(qū)動模塊由西門子公司修理，采購新的驅(qū)動模塊安裝后恢復(fù)正常功能。（2）使用的為840D數(shù)控機床發(fā)出600300號報警，顯示潤滑箱液面比較低的狀態(tài)，此時Z軸不能正常工作。通過對PLC程序?qū)嵭袡z查發(fā)現(xiàn)，600300號報警為PLC程序數(shù)據(jù)模塊DB2.DBX148.5位置1所致。PLC程序I41.6為Z軸潤滑箱液面高低檢測液位的參照標準，當I41.6為1代表潤滑箱為缺油的狀態(tài)，潤滑箱液位較高，PLC輸入模塊信號沒有送達，并且指示燈為滅掉的狀態(tài)。經(jīng)運行STEP7計算機觀測發(fā)現(xiàn)I41.6置1，表示這一PLC輸入模塊發(fā)生故障問題，更換PLC輸入模塊后機床可以穩(wěn)定運行。（3）選擇的為840D數(shù)控機床Z軸運行期間出現(xiàn)抖動的表現(xiàn)，特別為低速的時候會非常顯著，報警25042會發(fā)出Z軸靜止誤差、25082Z軸定位的信號，這時應(yīng)該加強監(jiān)控。在排除伺服系統(tǒng)硬件故障、機械負載重的隱患，發(fā)現(xiàn)鎖定為因機床參數(shù)、機械負載無法保持匹配狀態(tài)所致報警存在緊密聯(lián)系[5—6]。具體調(diào)整了以下參數(shù)排除故障：（1）Z軸最大軸速度32000，（2）Z軸伺服增益因子32205，（3）Z軸最大加速度32350，（4）Z軸停延時時間36000，（5）Z軸零速位置公差36020，（6）Z軸速度調(diào)節(jié)器比例增益常數(shù)1 1406，（6）積分時間常數(shù)1 1410。插入

3 結(jié)語

西門子840D數(shù)控系統(tǒng)屬于中高檔數(shù)控系統(tǒng)，需要準確了解840D系統(tǒng)維修的方法，以此嚴格控制數(shù)控機床停機的時間，使數(shù)控機床得到合理的利用。實行840D伺服系統(tǒng)維修技術(shù)處理時，需要考慮到操作原理、經(jīng)驗、維修方法等相關(guān)因素，構(gòu)建數(shù)控機床維修檔案后于第一時間就那些故障處理分析及總結(jié)相關(guān)工作，目的為不斷累積維修方面的經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]王其，于海勃，趙訓茶，等.西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)在HELLERMCH300臥式加工中心改造中的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2019，000（004）：81-82.

[2]周建中，王俊青，夏浩利.西門子840D數(shù)控系統(tǒng)故障診斷及維修[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019，000（007）：156.

[3]吳云艷，黃東榮.基于西門子828D的數(shù)控車床系統(tǒng)裝調(diào)維修實訓裝置的開發(fā)[J].裝備制造技術(shù)，2019，000（003）：31-35.

[4]任德勇，王恒，蔣德超.西門子840Dsl系統(tǒng)多樣化的機床PLC用戶報警[J].金屬加工（冷加工），2019，810（01）：95-100.

[5]劉海濤，王耀偉.西門子840D數(shù)控系統(tǒng)輪廓監(jiān)控故障原因及排除[J].設(shè)備管理與維修，2019，440（02）：72-73.

[6]閔家林，呂毅，徐園園.西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)OPCUA的配置與應(yīng)用[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2019，000（024）：P.81-82.