SINUMERIK802D數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷及維護

1、章節(jié)項目七 SINUMERIK 802D 數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷及維護教學目的1.了解常見數(shù)控系統(tǒng)的組成。2.掌握數(shù)控系統(tǒng)的應用特點。3.掌握數(shù)控系統(tǒng)的硬軟件組成特點。4.掌握SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)的特點。教學重 點系統(tǒng)各模塊的作用、伺服系統(tǒng)教學難 點SINUMERIK 802D系統(tǒng)的接口電路及硬軟件常識。教學方 法講授法、案例教學法教 具掛 圖PPT、實物授 課班 級授 課日 期相 關素 材（參考資料、指導學生閱讀材料等）教學后記1.數(shù)控系統(tǒng)方面的知識往往比較復雜，涉及的知識點多，而且不好講解，我們從實用的角度選取目前市場上典型的數(shù)控系統(tǒng)作介紹，讓學生掌握其中的要點，為以后的學習打

2、下一定的基礎。2. 對照SINUMERIK系統(tǒng)講解本節(jié)的知識。驅(qū)動系統(tǒng)的知識是重點，要求掌握原理，控制信號的作用。安徽機電職業(yè)技術學院教案 續(xù)頁教學過程u 引言這節(jié)課我們來學習數(shù)控系統(tǒng)方面的內(nèi)容，以西門子系統(tǒng)為例進行介紹。u 教學內(nèi)容正文1顯示功能（display）2操作功能（operation）3操作方式分為：4驅(qū)動及軸的配置：5主軸配置功能：6 CNC編程：7 PLC編程8存儲能力9數(shù)據(jù)交換10安全和診斷功能： 1.系統(tǒng)介紹802 D圖片：IN802 D的基本配置分為三部分：操作顯示部分、主機框架及輸入輸出設備。操作顯示部分有：PC鍵盤，機床操作面板。主機框架有兩種：框架1（雙子框架），框

3、架2（三子框架），每個框架都帶有風扇，六個插槽位置，主機框架上裝有電源模塊，CSB（中央服務單元）板，位置測量板，NC CPU板，PLC CPU板和MMC CPU 板。系統(tǒng)的保護電池在CSB板上，其規(guī)格為：6LR61，550，9v。 2.各模塊的功能中央控制器CSB(中央服務板)NC-CPUPLC-CPU MMC CPU測量電路模塊DMP(分布式機床外設)3. 802D系統(tǒng)連接以下為一個典型的SIMDRIVE611A伺服單元的配置圖IR模塊:主要功能是產(chǎn)生直流母線電壓（600V），供給主軸模塊和進給伺服模塊，同時產(chǎn)生供各個模塊內(nèi)部使用的+24v和+5v電壓。主軸驅(qū)動模塊：接受CNC來的控制信號

4、和控制指令，將IR模塊提供的600V直流電壓轉(zhuǎn)換成三相交流電壓，驅(qū)動主軸電機。進給伺服模塊：接受CNC來的控制指令和控制信號，將IR模塊產(chǎn)生的600V直流電壓逆變成三相交流電壓，驅(qū)動進各伺服電機。IR模塊的使能電路：下面的電路僅是該系列伺服連接的一個特例，不同的設備，選用的控制信號不同，連接方法也會不同，主要搞清模塊的信號的含義。三相380V交流電源通過平波電抗器后，送入模塊的U，V，W(電抗器未畫出)當380v電源送入ER模塊后，首先內(nèi)部邏輯電源電路開始工作（+24V，+5V），當內(nèi)部電源正常后，端子9出現(xiàn)24V電壓。由于總開關的輔助觸點閉合，111上出現(xiàn)24V電壓，當在模塊內(nèi)部完成預充電過

5、程后，模塊內(nèi)部觸點將閉合，113端上出現(xiàn)24V，通過電路的短接連接到端子63，允許ER模塊的整流電路工作，產(chǎn)生600V直流電壓。端子64是驅(qū)動器使能端子， 7273.1是ER模塊的準備輸出信號，當ER模塊工作正常后，此觸點閉合。 脈沖使能63無效時，驅(qū)動裝置立即禁止所有軸運行，伺服電機無制動的自然停止；驅(qū)動器使能64無效時，驅(qū)動裝置立即置所有進給軸的速度設定值為零，伺服電機進入制動狀態(tài)，200ms后電機停轉(zhuǎn)；軸使能65無效時，對應軸的速度設定制為零，伺服電機進入制動狀態(tài)，200ms后電機停轉(zhuǎn)。正常情況下伺服電機在外加參考電壓的控制下轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)電位改變指令電壓，可控制電機的轉(zhuǎn)速，參考電壓的正負決

6、定電機的旋轉(zhuǎn)方向伺服模塊由控制板和功率模塊組成，控制板有用戶友好接口和標準接口兩個伺服控制模塊連接，控制板上插有參數(shù)板，當控制板有故障，進行更換后，還需將原參數(shù)板插上。一般情況下， 對于用戶友好接口，IR模塊準備好后，機床24V電源出現(xiàn)在673端子，如果驅(qū)動器正常，672端會發(fā)出驅(qū)動準備好信號。當脈沖使能和驅(qū)動器使能信號接通后，伺服接受到控制指令（56，14），可以實現(xiàn)軸的移動。標準接口對信號做了些簡化，除使能信號、指令信號外只保留了起動禁止和選擇電流控制兩個信號。u 總結與鞏固（小結、考核知識點、作業(yè)等）1.本節(jié)課的內(nèi)容松散而又繁多，抓住西門子系統(tǒng)結構的特點。2.為下次做好準備。安徽機電職業(yè)

7、技術學院教案 首頁課 次30課 型課堂教學現(xiàn)場教學章節(jié)項目七 SINUMERIK 802D 數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷及維護教學目的1.掌握數(shù)控系統(tǒng)故障診斷的步驟。2.掌握數(shù)控系統(tǒng)故障診斷的方法。教學重 點SINUMERIK 802D系統(tǒng)的故障診斷教學難 點SINUMERIK 802D系統(tǒng)的故障診斷教學方 法講授法、案例教學法教 具掛 圖PPT、實物授 課班 級授 課日 期相 關素 材（參考資料、指導學生閱讀材料等）教學后記通過前一次課的學習，我們可以進入到典型操作系統(tǒng)案例的分析上來，介紹常用的方法和步驟，舉一反三，會收到非常好的效果。驅(qū)動系統(tǒng)的知識是重點，要求掌握原理，控制信號的作用。安徽機電職業(yè)技

8、術學院教案 續(xù)頁教學過程u 引言這節(jié)課我們繼續(xù)學習西門子系統(tǒng)的故障診斷特點。u 教學內(nèi)容正文故障診斷及維護特點SIN840C系統(tǒng)的軟件結構及啟動過程SIN840C控制結構包括三個主要部分：數(shù)控（NCK）,可編程邏輯控制器（PLC）,人機通訊（MMC）.控制結構圖如下：各部分所完成的任務及相互之間的關系如下：NCK執(zhí)行： MMC（人機通訊）包括有： PLC（可編程邏輯控制器）部分包括接口控制，機床信號從這里輸入或輸出，在PLC內(nèi)，基本信號是按照信號類型進行分組，組織。為了學習方便在附錄中有接口信號表。NCK與PLC的數(shù)據(jù)通訊通過通訊RAM交換，以數(shù)據(jù)塊的形式進行調(diào)用，存取。了解系統(tǒng)的啟動過程對我

9、們維修機床是很有意義的，它可以幫助我們分析機床在起動過程中出現(xiàn)的故障參數(shù)的分類及常用參數(shù)的意義參數(shù)的調(diào)用及修改：SIN840C的參數(shù)是由口令（PASSWORD）進行保護，僅當輸入正確的口令后才可進入?yún)?shù)畫面進行參數(shù)的調(diào)用及修改,西門子設置的口令為：1111。以下為診斷方式下的主菜單 選擇PASSWORD，輸入1111，按 SET軟鍵，按Start-up軟鍵進入下面為主菜單：按Machine data軟鍵進入?yún)?shù)畫面，下面為參數(shù)畫面主菜單機床數(shù)據(jù)分為以下幾大類：機床配置顯示頁面僅用以顯示當前機床配置的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都是在機床廠家已經(jīng)設定好，通過此畫面可以了解主軸，坐標軸的數(shù)量及名稱，與該設置對應

10、的參數(shù)請參考系統(tǒng)安裝手冊NC配置與NC數(shù)據(jù)是為配置通道，主軸，坐標軸而輸入的值（方式組，名稱，軸名稱，存在形式）以及各類成組的NC數(shù)據(jù)（例如漂移補償，為置換增益，加速度，加緊云插，與輪廓有關的數(shù)據(jù)及各種速度，主軸的轉(zhuǎn)速極限等）。PLC配置與PLC數(shù)據(jù)是為配置機床控制面板，接口等而輸入的值（使用的控制面板，地址，TT機床等）以及各類成組的PLC數(shù)據(jù)（例如：報警信息，刀庫數(shù)據(jù)，PLC和DMP的接口數(shù)據(jù)等）驅(qū)動器配置與起動器數(shù)據(jù)：配置的伺服驅(qū)動模塊及主軸驅(qū)動的型號固定循環(huán)數(shù)據(jù)：數(shù)控固定循環(huán)（測量循環(huán)，加工循環(huán)）可以通過該類數(shù)據(jù)進行賦值，對循環(huán)的功能進行調(diào)整。IKA數(shù)據(jù)（曲線插補）：該數(shù)據(jù)用以下面復雜

11、的功能：1絲杠螺距補償功能，2，數(shù)據(jù)表控制的幾何及速度的輪廓插補功能。用戶數(shù)據(jù)指用戶可以根據(jù)自己的情況將一些常用的機床參數(shù)（NC數(shù)據(jù),NC軸，PLC數(shù)據(jù)等）,組織在一起，便于使用。參數(shù)的保持及備份由于SIN840CMMC-CPU結合了計算機硬盤，并采用了計算機的DOS操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理形式，從軟件版本3以后，SIN840C的所有系統(tǒng)程序（NCK,PLC）都存儲在硬盤上，在系統(tǒng)起動過程中，由MMC對NCK-CPU和PLC-CPU加載引導程序和系統(tǒng)程序，系統(tǒng)完成起動，MMC將硬盤上的USER/LOCAL/STANDARD工件目錄下的所有加工程序和數(shù)據(jù)加載到NCK內(nèi)存之中。所有的機床數(shù)據(jù)，設定數(shù)據(jù)，

12、PLC程序也可以在硬盤上備份。當數(shù)據(jù)丟失或更換電路板 (PLC-CPU,NC-CPU) 后，將存在硬盤上的數(shù)據(jù)執(zhí)行一次加載就可以了。數(shù)據(jù)的存儲：機床的數(shù)據(jù)是在DIAGNOSIS/START-UP/MACHINE DATA/FILE FUNCTION區(qū)域中，按軟鍵SAVE TO DISK，這是根據(jù)屏幕的提示輸入存儲數(shù)據(jù)的文件名，然后按 OK就可以了；參數(shù)的存儲可以分類存儲也可以將所有的參數(shù)一起存儲。該文件可以通過同一區(qū)域中的LOAD FROM DISK元件重新加再，也可以通過數(shù)據(jù)輸入/輸出設備存到磁盤上。設定數(shù)據(jù)是在SERVICES/NC區(qū)域中用SAVE NC或 LOAD NC軟件來存儲或加載。

13、PLC程序在MMC上是以機器碼的形式存儲的，存儲在SERVICES/DATA MANAGEMENT/PLC/DATA/的ANW-PROG這個文件上。一般來說，機床功能調(diào)試完成后，機床廠家應將PLC程序存儲。PLC程序的存儲在GENERAL RESET畫面中進行。（這個畫面中的軟鍵都很重要，當你不了解其具體含義時不要亂按），SAVE PLC軟鍵將當前PLC CPU內(nèi)存中的所有程序存儲到硬盤上的ANW-PROG文件中，PLC RESET 軟鍵隱含地將ANW-PROG文件加載到PLC CPU的內(nèi)存中。所以我們在操作機床時，不能隨意刪除文件，假如不小心刪除了ANW-PROG，再執(zhí)行PLC-RESET機

14、床就因無PLC程序而無法工作。西門子還為SIN840C提供了一種硬盤備份功能-磁帶機（STEAMER）,該功能是將硬盤上的所有數(shù)據(jù)（包括DOS系統(tǒng)）備份到一磁帶上，該磁帶一般為160MB或600MB，可以將整個硬盤備份下來，該功能需要磁帶機來完成。當硬盤損壞，可將磁帶上的所有程序再傳到新硬盤上。接口及常用接口信號的意義接口信號的調(diào)用方法版本3及更高版本的調(diào)用方法依次軟鍵：DiagnosisàServicesàPLC service，進入接口信號調(diào)用畫面，通過此畫面，可以查看到輸入信號，輸出信號，標志位（輔助繼電器），數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)，從而可根據(jù)語句表或梯形圖的來查找機床的故障原因。SIN840C的用戶PLC程序是用STEP5語言來編寫的，按照STEP5編程對輸入輸出信號等的定義，在接口畫面中各軟鍵對應的意義如下：IW輸入字，機床的輸入到PLC的信號（按鈕，接近開關，壓力開關等），QW輸出字，PLC輸出到機床的信號（信號指示，繼電器，電磁閥等）FW標志字，PLC程序中的中間結果，或稱為中間繼電器，它表示的狀態(tài)僅在程序內(nèi)部使用及幫助進行故障的邏輯分析，沒有物理的輸出。DB數(shù)據(jù)字，在SIN840C系統(tǒng)中，PLC與NC之間的通訊是通過調(diào)用與賦值數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)來完成的，NC將自己的狀態(tài)輸出到相應的數(shù)據(jù)塊，PLC調(diào)用這些數(shù)據(jù)塊，通過PLC程序進行處理，并將處理結果輸出