西门子数控系统故障维修实例

发布者：雪宁    来源：苏州吉海机电设备有限公司     发布时间：2020-9-3

西门子数控系统故障维修实例
       3M系统风机监控引起的故障维修
       故障现象：一台配套SIEMENS 3M系统的进口卧式加工中心，开机时出现CNC电源无法接通的故障。
       分析及处理过程：SIEMENS 3M系统的外部电源控制要求十分简单，只要CNC的 24V电源输入正常，NC-ON触点短时间接通，在正常情况下即可以起动系统。
       测量系统电源模块(6EV3054-3500)的外部电源输入端C1、D1间DC24V正常，但电源模块上的DC5V为0，表明故障是由电源模块引起的。
       通过直接短接电源模块上的NC-ON触点(G、H脚)试验，发现系统电源仍然无法接通电源，由此确认故障与外部起动条件无关。
       进一步测量检查，发现电源模块上的E、F脚开路，分析原因与内部风机监控有关，直接短接E、F脚试验，系统即可起动。更换风机后，机床恢复正常。
       8M系统PLC模块不良引起的故障维修     
       故障现象：一台配套SIEMENS 8M系统的进口卧式加工中心，开机时出现CNC电源无法接通的故障。
       分析及处理过程：检查系统各组成模块的状态指示灯，发现PLC停止灯亮，表明PLC未工作，PLC的全部输出为“0”；检查后确认，故障与外部起动条件无关。
取下PLC模块(6ES5925-3KAll)检查，发现该模块上的一片集成电路(74LS244)不良，更换后机床恢复正常。
       880M系统位控模块不良引起的故障维修
       故障现象：一台配套SIEMENS 880M系统的立式加工中心，开机时出现CNC电源无法接通的故障。
       分析及处理过程：检查系统电源模块的5V指示灯不亮，测量系统电源模块的外部电源输入端DC24V正常；NC的全部起动条件均满足；风机监控正常；确认故障与外部起动条件无关。
       电源模块故障与电源模块本身不良或CNC不良有关，为了确认故障部位，维修时将电源模块从系统中拔出后，再次进行进一步试验。试验表明，此时电源模块即可以正常起动，从而确认故障在CNC内部。
       通过逐一取下CNC各组成模块，进行多次试验，最终确认故障是由于其中的一块位置测量模块不良引起的5V过载。对测量模块进行维修后，系统即可起动。
       810M系统ON信号不良引起的故障维修
       故障现象：一台配套SIEMENS 810M系统的卧式加工中心，开机时出现CNC电源无法接通的故障。
       分析及处理过程：SIEMENS 810M系统的外部电源控制要求十分简单，只要CNC的 24V电源输入正常，只需短接CNC电源模块上的NC-ON端，即可以起动系统。
       维修时通过短接CNC电源模块上的NC-ON端试验，发现系统可正常接通电源，由此确认故障是由于系统电源接通(NC-ON)回路故障引起的。
       进一步检查发现，该机床数控系统的外部条件未满足，根据机床电气原理图，逐一检查，在满足系统起动条件后，重新起动CNC，系统正常起动。
       840C系统外部不良引起的故障维修
       故障现象：一台配套SIEMENS 840C的进口立式加工中心，开机时出现系统电源无法接通的故障。
       分析及处理过程：根据该机床的特点，在正常情况下，只要一合上主开关，CNC即可接通，检查机床电气原理图发现系统电源与机床主电源间只有断路器保护环节。

       检查断路器未跳闸，但上、下端均无AC220V电源，进一步检查发现，该机床三相进线电源中1L3缺相，原因是车间配电柜内的熔断器熔断。在测量确认线路无故障后，换上熔断器，再次开机，机床恢复正常工作。

　　例一台840D系统的TH5840加工中心，在调试中出现NCU报警，PS和PF红灯亮，报警号是“12460通道%1程序段%2超出%3的符号最大数目”和“15175通道%1程序段%2程序%3接口不能建立”，并且出现频次没有规律。查阅诊断手册，提示报警来自“用于循环程序定义扩展的内存不足（PROC-指令）”。经修改并删除新的加工程序，报警未能消除，调整程序数目等相关机床参数故障依旧，基本排除是程序内存本身的原因。根据报警出现的频次，且IM361接口模块的SF灯亮，怀疑故障和信号干扰有关，经检查IM361连接电缆，发现电缆屏蔽不良，重新做IM361的连接电缆屏蔽层，报警消除。
　　例一台840D系统的TH6363卧式加工中心，全闭环控制，在调试中Z轴坐标值显示漂移，实际上Z轴并没有移动，报警号是“25050轴%1轮廓监控”。该报警产生的直接原因是NCK对于坐标轴的每个插补点（设置点），根据内部模型计算出实际值，如果计算的实际值与真实的机床实际值之间的差别大于机床数据36400CONTOUR_TOL中给定的值，则程序中止，并发出警报信息。诊断过程是：检查机床数据36400及32200的设置值正常；将Z轴的伺服、电缆、光栅尺与X轴对调，报警出现在X轴；取消将Z轴全闭环，设置为半闭环，报警消除，判断是因为全闭环控制引起的报警，检查Z轴光栅尺的测量头及光栅尺电缆的连接均正常，但电缆的屏蔽线连接不良，重新做好电缆的屏蔽后，报警消除，机床恢复正常。
　　例一台840D系统的TH42160龙门加工中心，具有X、Y、Z三个进给和一个刀库T四个伺服轴。出现Z轴电机超温报警，伺服驱动器上报警红灯亮。诊断过程是：系统监控页面显示Z轴电机温度150℃，而用手触碰感觉Z轴电机和环境温度相差不大，说明系统没有正确检测到Z轴电机的真实温度，判断是Z轴电机温度传感器不良或Z轴电机反馈电缆连接问题。将Z轴电机的动力及信号电缆与Y轴做对调，Z轴伺服驱动器上报警灯仍然闪亮，说明Z轴电机及电缆是正常的。将Z轴伺服驱动器与一台正常工作的同型号TH42160龙门加工中心对调，疑是故障的Z轴伺服驱动器报警红灯熄灭，可以运行，而对调过来好的Z轴伺服驱动器出现了报警红灯，说明也不是Z轴伺服驱动器的问题。至此，Z轴伺服驱动器、电机、电缆等硬件均检查正常，而此故障又和机床参数无关，经观察，刀库T轴和Z轴共用一块双轴伺服驱动器，故怀疑是刀库轴的故障而误造成Z轴的报警显示。检查T轴电机连接，发现电缆插头中渗进很多的冷却液，进一步把电机的后盖打开，发现其中也渗进很多的冷却液，连电机编码器都被浸泡腐蚀。更换T轴电机后，故障消除，机床恢复正常。此故障案例说明在使用双轴模块时，一个轴的故障可能会反映到另一个轴上，造成误判。
　　例一台840D系统的TOM850立式加工中心，机床在回参考点方式下旋动倍率开关时，会突然出现3000号急停报警，同时伴有%1轴回参考点异常报警；在自动方式下运行程序时，调整倍率机床明显抖动。诊断过程是：通过对故障现象的观察和分析，故障均是在倍率发生变化时出现，检查并清洗倍率开关后，故障依然存在。检查PLC输入输出信号状态，发现倍率开关从一个倍率挡位旋转到下一个倍率挡位的过渡过程中存在输入信号全都为零的瞬间状况，机床瞬时速度信号失而复得，电机频繁加减速，造成机床抖动。经重新编制倍率控制PLC程序，在倍率开关切换过程中保持上一状态，机床恢复了正常。因此，建议在使用操作面板倍率开关为格雷码时，应避免开关调整瞬间产生的误动作。
　　例一台840D系统的TK42200龙门数控镗铣床，主轴低速运行正常，实际转速和指令转速匹配，在大于1000r/min，实际转速只有700r/min左右，并且指令转速增加而实际转速也基本不变化；更换主轴伺服放大器，故障仍然出现，检查电缆的连接也正常；因工件的加工方式为齿状排刀在钢件上开槽，冲击较大，故怀疑是电机编码器经长期冲击造成损坏，经更换电机编码器后，故障消除，机床恢复正常

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