SINUMERIK 802系列數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維修
SINUMFRIK 802系列精工系統(tǒng)是西門子公司專門為中國精工機床市場新開發(fā)的經濟型、集成式CNC控制系統(tǒng)，用于控制帶步進驅動(( S=Stepper)的經濟型機床(如精工車床)。(1)認識SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)的接口;(2>能夠讀懂SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)說明書;(3)能夠連接精工系統(tǒng)與外圍設備;(4)能夠診斷和調試SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)的故障。(1)了解SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)的硬件結構;(2)理解SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)軟、硬件的工作過程;(3)掌握SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)的連接及調試方法。 引導知識 1. SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)功能和主要特點 該系列系統(tǒng)可以控制2 }--3個步進電動機軸和一個伺服主軸或變頻器，連接步進驅動STEPDRIVER。 (1) CNC控制器高度集成于一體的精工單元，配置數(shù)字控制(NC)操作面板、機床操作面板(MCP)、液晶顯示器、輸人輸出單元。 (2)驅動器和電動機步進驅動STEPDRIVER和五相混合式步進電動機。 (3)電纜連接CNC控制器到步進驅動器的電纜和連接步進驅動器到步進電機的電纜。 2. SINUMERIK 802系列系統(tǒng)的構成 SINUMERIK 802系列包括硬件、軟件兩部分，硬件組成如圖1一1一6所示。(3)系統(tǒng)接口布局系統(tǒng)的接口位于機箱的背面，如圖1-1-11所示。 ①X1源接口(DC24V)rr芯螺釘端子塊，用于連接24 V負載電源。 ② X2 RS232接口(24 V):9芯D型插座，數(shù)據通信或編寫PLC程序時使用。 ③ X6主軸接口(ENCODER ) : 15芯D型插座，用于連接一個主軸增量式編碼器(RS422)。 ④ x}驅動接口(AXIS>:50芯D型插座，用于連接具有包括主軸在內最多4個模擬驅動的功率模塊。 ⑤ X10手輪接口(MPG) : l0芯插頭，用于連接手輪。 ⑥1 LJ數(shù)字輸人(DI) :10芯插頭，用于連接NC READY繼電器盒BEROo ⑦X100到X105:10芯插頭，用于連接數(shù)字輸入。 ⑧X200和X201;10芯插頭，用于連接數(shù)字輸出。 ⑨S3:調試開關。 ⑩熔絲:熔絲F1，外部設計使用戶可以方便地更換。 ⑾S2和D15:這些元件只用于內部調試。 4.驅動模塊 步進電動機的控制信號為脈沖信號(PULS)、方向信號(DIR)和使能信號(ENA )。電動機每轉給出1 000個脈沖，步距角為0. 36。如圖i一1一12所示為用于精工車床的驅動器電纜連接圖，按圖示分別連接電源、信號電纜、電動機電纜。所有的電纜都必須在斷電狀態(tài)下連接。電纜正確連接完畢后，通過DIL開關設定與電動機型號相對應的電流。 驅動模塊上各接線端子及I_ED指示燈含義如下: (1)主電源端子 ①L: AC85V相線輸人; ②N:AC85 V零線輸人; ③PE:接地。 (2)控制信號輸入端子 ①+PULS，-PULS:脈沖基本信號與取反信號，+PLUS控制步進電動機順時針旋轉速度，-PLUS控制步進電動機逆時針旋轉速度; ②+DIR，- DIR:方向基本信號與取反信號，+DIR有效時控制步進電動機順時針方向旋轉，-DIRZ有效時控制步進電動機逆時針方向旋轉; ③+ENA，-ENA:使能控制基本信號與取反信號，十ENA有效時，步進電動機順時針有效，一ENA有效時，步進電動機逆時針有效; ④RDY:運行準備，接24 V電源; ⑤+24 V, +24 V GND, PE:24 V信號接口。 由CNC系統(tǒng)X7接口輸出的控制信號P1， P1N, D1, D1N, E1, E1N用于X軸控制，P3，P3N,D3,D3N,E3,E3N用于Z軸控制。 (3)動力輸出端子 ① A, A:輸出電流至步進電動機A相繞組; ②B, B:輸出電流至步進電動機B相繞組; ③C,C:輸出電流至步進電動機C相繞組; ④D, D:輸出電流至步進電動機D相繞組; ⑤E, E:輸出電流至步進電動機E相繞組。 (4) DIL開關設定 CURR.1， CURR2:電流設定開關，根據所選用的步進電動機的類型，通過CURR. 1,CURR.2開關設定相應的電流值，見表1一1一1【案例一】一臺精工車床，配置SINUMERIK 802精工系統(tǒng)。啟動時，在顯示面板上除READY燈不亮外，其余所有指示燈全亮。 <1>故障分析由于故障發(fā)生在啟動階段，應檢查開機清零信號“RESET”是否異常。又因為主板上的DP6指示燈亮，它是直流電源的指示燈，因此，也需要對DP6的相關電路以及有關電源進行必要的檢查。 (2)故障定位 ①首先對DP6相關電路進行檢查，經檢查確認是驅動DP6的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器LA10邏輯狀態(tài)不對，已經損壞。用新件更換后，DP6已經熄滅，但故障現(xiàn)象還是存在，精工系統(tǒng)還是不能啟動。 ②對“RESET”信號及精工柜內各連接器的連接情況進行檢查，連接狀況良好，但“RESE1”信號不正常。發(fā)現(xiàn)與其相關的A38位置上的LA01與非門電路邏輯關系不正確。 ③檢查士15V，士5 V, +5R, }6R, -h 12 V, +24 V，發(fā)現(xiàn)一5V電壓只有一4. 2 V ,已經超出士5%的范圍。進一步檢查發(fā)現(xiàn)，該電路整流橋后有一個濾波電容C19(10 000 }F,24 V)，該電容的引腳焊接處電路板銅箔斷裂。 (3)故障排除將其焊接好后，精工系統(tǒng)能正常啟動。至此，故障排除。 【案例二】一臺精工車床，配置SINIJMERgC 802S精工系統(tǒng)，系統(tǒng)開機后，黑屏或花屏。 (1)故障分析根據故障現(xiàn)象可以推斷可能是LCD故障，也可能是參數(shù)或軟件的問題。 (2)故障定位 ①首先檢查LCD，沒發(fā)現(xiàn)任何異常。 ②斷電后將系統(tǒng)后的紅色小撥碼開關撥到I的位置。 ③上電，系統(tǒng)能啟動，說明用戶數(shù)據有問題。 (3)故障排除將備份的軟件和參數(shù)重新傳人精工系統(tǒng)，機床正常工作。 【案例三】一臺配置SINUMERIK 802C精工系統(tǒng)的CKS6136精工車床，向負方向移動時無任何反應，并且還出現(xiàn)25060號報警。 (1)故障分析查SINUMERIK 802C精工系統(tǒng)說明書中報警信息表，25060號報警的內容是坐標軸轉速給定極限報警坐標軸轉速給牟極限報警，是指轉速給定值超出了MD36210的上限值，并且遠遠大于所允許的范圍，給定的坐標軸速度超過了MD32260中的電機額定轉速。根據故障現(xiàn)象可以推斷故障的可能原因有: ①精工系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據丟失或錯誤; ②位移傳感器有誤動作; ③有誤輸人使轉速過大。 (2)故障定位 ①降低進給編程的速度或在此軸運行時將倍率開關打到100，觀察是否還報警。可以將此軸F值適當降低，直到正常運行。但速度太慢顯然不是正常的速度; ②增加MD32260的值(最好不要超過電機的額定轉速)，問題沒有根本解決; ③檢查滑板(導軌、絲桿、軸承等運動部件)是否局部不平滑，在工件與刀具接觸時速度下降，造成報警;④檢查傳感器，沒發(fā)現(xiàn)異常; ⑤檢查MD32200，伺服增益，發(fā)現(xiàn)該軸數(shù)值過大。 (3)故障排除改正后，重新啟動系統(tǒng)工作正常，故障排除。 【案例四】精工車床配備SINUMERIK 802C系統(tǒng)。在安裝調試時，CRT顯示器突然出現(xiàn)無顯示故障，而機床還可以繼續(xù)運轉。停機后再開，又一切正常。 (1)故障分析在設備運轉過程中經常出現(xiàn)這種故障。采用直觀法進行檢查，發(fā)現(xiàn)每當車間上方的門式起重機經過時，環(huán)境振動大，就會出現(xiàn)此故障，由此初步判斷是原件連接不良。 (2)故障定位檢查顯示板，用手觸動板上元件，當觸動某一集成塊管腳時，CRT上的顯示就會消失。經觀察發(fā)現(xiàn)該管腳沒有完全插人插座中。另外，發(fā)現(xiàn)此集成塊旁邊的晶振有一個端子沒有焊錫。 <3)故障排除將松動集成塊插牢，晶振端子焊牢，這兩處故障原因排除后故障消除。 ①精工機床由于采用的控制系統(tǒng)品種較多，控制要求各不相同，對于不同的機床、不同的系統(tǒng)，維修時應根據機床與系統(tǒng)的實際情況，分別進行處理。 ②機床維修者必須熟悉各種系統(tǒng)的電源控制要求，維修時做到心中有數(shù)。 ③對于控制較復雜的機床，不僅要掌握系統(tǒng)的電源ON/OFF要求，而且還必須對照機床電氣原理圖進行維修處理，若非萬不得已，不宜改變機床的原操作方式與原設計功能。 ④維修精工機床應是多方位的，既要掌握系統(tǒng)生產廠家推薦的線路與控制方法，還必須根據機床、系統(tǒng)的實際情況靈活處理，不可教條。