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(mén)子公司專(zhuān)門(mén)為中國(guó)精工機(jī)床市場(chǎng)新開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)型、集成式CNC控制系統(tǒng)，用于控制帶步進(jìn)驅(qū)動(dòng)(( S=Stepper)的經(jīng)濟(jì)型機(jī)床(如精工車(chē)床)。(1)認(rèn)識(shí)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(shuō)明書(shū);(3)能夠連接精工系統(tǒng)與外圍設(shè)備;(4)能夠診斷和調(diào)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(jié)構(gòu);(2)理解SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)軟、硬件的工作過(guò)程;(3)掌握SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)的連接及調(diào)試方法。 引導(dǎo)知識(shí) 1. SINUMERIK 802系列精工系統(tǒng)功能和主要特點(diǎn) 該系列系統(tǒng)可以控制2 }--3個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸和一個(gè)伺服主軸或變頻器，連接步進(jìn)驅(qū)動(dòng)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(jī)床操作面板(MCP)、液晶顯示器、輸人輸出單元。 (2)驅(qū)動(dòng)器和電動(dòng)機(jī)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)STEPDRIVER和五相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 (3)電纜連接CNC控制器到步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的電纜和連接步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器到步進(jìn)電機(jī)的電纜。 2. SINUMERIK 802系列系統(tǒng)的構(gòu)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(jī)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(fù)載電源。 ② X2 RS232接口(24 V):9芯D型插座，數(shù)據(jù)通信或編寫(xiě)PLC程序時(shí)使用。 ③ X6主軸接口(ENCODER ) : 15芯D型插座，用于連接一個(gè)主軸增量式編碼器(RS422)。 ④ x}驅(qū)動(dòng)接口(AXIS>:50芯D型插座，用于連接具有包括主軸在內(nèi)最多4個(gè)模擬驅(qū)動(dòng)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(diào)試開(kāi)關(guān)。 ⑩熔絲:熔絲F1，外部設(shè)計(jì)使用戶(hù)可以方便地更換。 ⑾S2和D15:這些元件只用于內(nèi)部調(diào)試。 4.驅(qū)動(dòng)模塊 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)為脈沖信號(hào)(PULS)、方向信號(hào)(DIR)和使能信號(hào)(ENA )。電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)給出1 000個(gè)脈沖，步距角為0. 36。如圖i一1一12所示為用于精工車(chē)床的驅(qū)動(dòng)器電纜連接圖，按圖示分別連接電源、信號(hào)電纜、電動(dòng)機(jī)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(guò)DIL開(kāi)關(guān)設(shè)定與電動(dòng)機(jī)型號(hào)相對(duì)應(yīng)的電流。 驅(qū)動(dòng)模塊上各接線(xiàn)端子及I_ED指示燈含義如下: (1)主電源端子 ①L: AC85V相線(xiàn)輸人; ②N:AC85 V零線(xiàn)輸人; ③PE:接地。 (2)控制信號(hào)輸入端子 ①+PULS，-PULS:脈沖基本信號(hào)與取反信號(hào)，+PLUS控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)速度，-PLUS控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)速度; ②+DIR，- DIR:方向基本信號(hào)與取反信號(hào)，+DIR有效時(shí)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，-DIRZ有效時(shí)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn); ③+ENA，-ENA:使能控制基本信號(hào)與取反信號(hào)，十ENA有效時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)順時(shí)針有效，一ENA有效時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針有效; ④RDY:運(yùn)行準(zhǔn)備，接24 V電源; ⑤+24 V, +24 V GND, PE:24 V信號(hào)接口。 由CNC系統(tǒng)X7接口輸出的控制信號(hào)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(dòng)力輸出端子 ① A, A:輸出電流至步進(jìn)電動(dòng)機(jī)A相繞組; ②B, B:輸出電流至步進(jìn)電動(dòng)機(jī)B相繞組; ③C,C:輸出電流至步進(jìn)電動(dòng)機(jī)C相繞組; ④D, D:輸出電流至步進(jìn)電動(dòng)機(jī)D相繞組; ⑤E, E:輸出電流至步進(jìn)電動(dòng)機(jī)E相繞組。 (4) DIL開(kāi)關(guān)設(shè)定 CURR.1， CURR2:電流設(shè)定開(kāi)關(guān)，根據(jù)所選用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型，通過(guò)CURR. 1,CURR.2開(kāi)關(guān)設(shè)定相應(yīng)的電流值，見(jiàn)表1一1一1【案例一】一臺(tái)精工車(chē)床，配置SINUMERIK 802精工系統(tǒng)。啟動(dòng)時(shí)，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(dòng)階段，應(yīng)檢查開(kāi)機(jī)清零信號(hào)“RESET”是否異常。又因?yàn)橹靼迳系腄P6指示燈亮，它是直流電源的指示燈，因此，也需要對(duì)DP6的相關(guān)電路以及有關(guān)電源進(jìn)行必要的檢查。 (2)故障定位 ①首先對(duì)DP6相關(guān)電路進(jìn)行檢查，經(jīng)檢查確認(rèn)是驅(qū)動(dòng)DP6的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器LA10邏輯狀態(tài)不對(duì)，已經(jīng)損壞。用新件更換后，DP6已經(jīng)熄滅，但故障現(xiàn)象還是存在，精工系統(tǒng)還是不能啟動(dòng)。 ②對(duì)“RESET”信號(hào)及精工柜內(nèi)各連接器的連接情況進(jìn)行檢查，連接狀況良好，但“RESE1”信號(hào)不正常。發(fā)現(xiàn)與其相關(guān)的A38位置上的LA01與非門(mén)電路邏輯關(guān)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(jīng)超出士5%的范圍。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，該電路整流橋后有一個(gè)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(dòng)。至此，故障排除。 【案例二】一臺(tái)精工車(chē)床，配置SINIJMERgC 802S精工系統(tǒng)，系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，黑屏或花屏。 (1)故障分析根據(jù)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(wèn)題。 (2)故障定位 ①首先檢查L(zhǎng)CD，沒(méi)發(fā)現(xiàn)任何異常。 ②斷電后將系統(tǒng)后的紅色小撥碼開(kāi)關(guān)撥到I的位置。 ③上電，系統(tǒng)能啟動(dòng)，說(shuō)明用戶(hù)數(shù)據(jù)有問(wèn)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(jī)床正常工作。 【案例三】一臺(tái)配置SINUMERIK 802C精工系統(tǒng)的CKS6136精工車(chē)床，向負(fù)方向移動(dòng)時(shí)無(wú)任何反應(yīng)，并且還出現(xiàn)25060號(hào)報(bào)警。 (1)故障分析查SINUMERIK 802C精工系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)中報(bào)警信息表，25060號(hào)報(bào)警的內(nèi)容是坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)速給定極限報(bào)警坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)速給牟極限報(bào)警，是指轉(zhuǎn)速給定值超出了MD36210的上限值，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所允許的范圍，給定的坐標(biāo)軸速度超過(guò)了MD32260中的電機(jī)額定轉(zhuǎn)速。根據(jù)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(jù)丟失或錯(cuò)誤; ②位移傳感器有誤動(dòng)作; ③有誤輸人使轉(zhuǎn)速過(guò)大。 (2)故障定位 ①降低進(jìn)給編程的速度或在此軸運(yùn)行時(shí)將倍率開(kāi)關(guān)打到100，觀察是否還報(bào)警?？梢詫⒋溯SF值適當(dāng)降低，直到正常運(yùn)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(guò)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速)，問(wèn)題沒(méi)有根本解決; ③檢查滑板(導(dǎo)軌、絲桿、軸承等運(yùn)動(dòng)部件)是否局部不平滑，在工件與刀具接觸時(shí)速度下降，造成報(bào)警;④檢查傳感器，沒(méi)發(fā)現(xiàn)異常; ⑤檢查MD32200，伺服增益，發(fā)現(xiàn)該軸數(shù)值過(guò)大。 (3)故障排除改正后，重新啟動(dòng)系統(tǒng)工作正常，故障排除。 【案例四】精工車(chē)床配備SINUMERIK 802C系統(tǒng)。在安裝調(diào)試時(shí)，CRT顯示器突然出現(xiàn)無(wú)顯示故障，而機(jī)床還可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。停機(jī)后再開(kāi)，又一切正常。 (1)故障分析在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)這種故障。采用直觀法進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)每當(dāng)車(chē)間上方的門(mén)式起重機(jī)經(jīng)過(guò)時(shí)，環(huán)境振動(dòng)大，就會(huì)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(dòng)板上元件，當(dāng)觸動(dòng)某一集成塊管腳時(shí)，CRT上的顯示就會(huì)消失。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)該管腳沒(méi)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(gè)端子沒(méi)有焊錫。 <3)故障排除將松動(dòng)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(jī)床由于采用的控制系統(tǒng)品種較多，控制要求各不相同，對(duì)于不同的機(jī)床、不同的系統(tǒng)，維修時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)床與系統(tǒng)的實(shí)際情況，分別進(jìn)行處理。 ②機(jī)床維修者必須熟悉各種系統(tǒng)的電源控制要求，維修時(shí)做到心中有數(shù)。 ③對(duì)于控制較復(fù)雜的機(jī)床，不僅要掌握系統(tǒng)的電源ON/OFF要求，而且還必須對(duì)照機(jī)床電氣原理圖進(jìn)行維修處理，若非萬(wàn)不得已，不宜改變機(jī)床的原操作方式與原設(shè)計(jì)功能。 ④維修精工機(jī)床應(yīng)是多方位的，既要掌握系統(tǒng)生產(chǎn)廠家推薦的線(xiàn)路與控制方法，還必須根據(jù)機(jī)床、系統(tǒng)的實(shí)際情況靈活處理，不可教條。