姚丹

(大連橡膠塑料機(jī)械有限公司,遼寧 大連 116033)

1 NCU簡(jiǎn)介

NCU單元集成了840D的CPU和PLCCPU芯片，包括數(shù)控軟件和PLC軟件。NCU面板上有7段數(shù)碼顯示，正常狀態(tài)為“6”，其他顯示均為不正常，而NCK和PLC的兩個(gè)LED燈 只有最上面的兩個(gè)綠燈亮為正常， N黃燈（CB）為 “偶爾閃爍”為正常（見(jiàn)圖 1）。

圖 1 NCU 指示燈

NCU最常見(jiàn)的報(bào)警就是“120202 等待與NC/PLC的連接 ”和“120201 通訊失敗”。

1.1 120202 等待與 NC/PLC 的連接

遇到此類故障表現(xiàn)為，NCU數(shù)碼顯示不為“6”、機(jī)床操操作面板所有按鈕燈閃爍、NCK和PLC的LED所有燈亮。而一般情況下，這種報(bào)警經(jīng)常出現(xiàn)在機(jī)床第一次上電后，而大部分維修人員首先認(rèn)為是不是NCU壞了。首先，要細(xì)致的觀察數(shù)碼顯示中是否有顯示，譬如“.”“2”等等，如果沒(méi)有顯示，我的推薦是：等待5 min，下電，重新上電。一般重新上電NCU就正常了。而如果遇到NCU數(shù)碼顯示中有顯示，這時(shí)候重啟就是沒(méi)有效果了，只能選擇NC總清。一般 NC總清后，PLC的LED“PS”和“PF”紅燈也會(huì)亮，所以PLC也要總清。具體步驟：

（1）NC總清：將S3的箭頭指向1，按下旁邊的“reset”建，等待NCU的數(shù)碼顯示恢復(fù)到“6”。然后箭頭恢復(fù)到 “0”。

（2）PLC總清：將S4的箭頭在“2”和“3”之間擺動(dòng)，一般擺動(dòng)4～5次，箭頭恢復(fù)到“0”，看“PS”和“PF”燈是否熄滅，如果不亮了，則PLC總清完成。

總清后，如果7段數(shù)碼顯示和LED顯示都正常，那表示NCU沒(méi)有問(wèn)題，而如果還是無(wú)顯示或者顯示不是“6”，那NCU有問(wèn)題。而NC和PLC總清后，所有NC數(shù)據(jù)、PLC程序、螺距補(bǔ)償、操作工自己編寫(xiě)的程序?qū)⑶蹇?，所以維修人員要會(huì)“備份數(shù)據(jù)”和“還原數(shù)據(jù)”。別因?yàn)镹CU故障引起程序丟失。備份可以通過(guò)PCU50備份，也可以用數(shù)據(jù)線備份，本人認(rèn)為最可靠的就是用PCU50備份簡(jiǎn)明、安全、可靠。

（1）備份簡(jiǎn)要步驟如下：在“啟動(dòng)”設(shè)定密碼中，輸入密碼“SUNRISE”，然后點(diǎn)擊“服務(wù)”-“連續(xù)啟動(dòng) ”，選擇要備份的內(nèi)容，“NC”，“PLC”，“MMC”包括“螺距補(bǔ)償文件”都可以選擇，也可以選擇自己想備份的文件，選擇上了是“X”，然后按“文檔”建，系統(tǒng)就開(kāi)始備份了。

（2）還原的步驟就是在“連續(xù)啟動(dòng)”中，右上角有一個(gè)“讀取檔案文件”，這里就有你備份的文件，通過(guò)光標(biāo)移動(dòng)選擇你要還原的數(shù)據(jù)，然后按“開(kāi)始”，系統(tǒng)就開(kāi)始還原數(shù)據(jù)了。

1.2 120201 通訊失敗

這種報(bào)警也是許多維修人員頭疼的問(wèn)題，維修過(guò)程中一般首先檢查：

（1）首先檢查手持單元和面板提供的24 V電壓是否正常。

（2）檢查手持單元，關(guān)于手持單元，一般情況下HHU的故障都是線接觸不良、短路、斷路引起的，而通訊失敗這種報(bào)警一般都是由于手持單元線的問(wèn)題引起的，手持單元的線接法對(duì)應(yīng)圖（表1）。

表1 手持單元接線示意圖

但是即使我們測(cè)量線是一一對(duì)應(yīng)的情況下，也不能說(shuō)線就是沒(méi)有問(wèn)題的，畢竟HHU是經(jīng)常使用的，不排除拉伸的情況下，引起的斷線或者短路，因此如果還出現(xiàn)故障，應(yīng)該用一個(gè)新的HHU替代來(lái)判斷到底HHU是否有問(wèn)題。

2 驅(qū)動(dòng)器

主軸模塊和進(jìn)給軸模塊都是數(shù)字驅(qū)動(dòng)模塊，只是分單軸和雙軸，我們經(jīng)常用到的幾個(gè)接口是：（X411、X412這兩個(gè)是電機(jī)編碼器的反饋接口），（X421、X422這兩個(gè)是光柵尺反饋接口），（X141是驅(qū)動(dòng)總線接口），（X151是設(shè)備總線接口），還有一個(gè)下X35的指示燈。而一般如果電氣硬件或者是電氣伺服參數(shù)引起的故障，X35紅燈都會(huì)亮，而如果是機(jī)械引起或者是電氣參數(shù)引起的軸運(yùn)行后出現(xiàn)的報(bào)警，X35紅燈一般不會(huì)亮。而軸伺服參數(shù)在調(diào)試后，一般是沒(méi)有問(wèn)題的，所以只要紅燈亮基本上都是電氣硬件故障，例如：25000 主動(dòng)編碼器硬件出錯(cuò)、25001 從動(dòng)編碼器硬件出錯(cuò)、300515 軸散熱器溫度超差、25201 軸伺服故障、3000614軸超過(guò)電機(jī)溫度等等。以上都是維修中經(jīng)常出現(xiàn)的故障。我逐一給大家舉例說(shuō)明：

2.1 25000 主動(dòng)編碼器硬件出錯(cuò)、25001 從動(dòng)編碼器硬件出錯(cuò)

這兩個(gè)報(bào)警也是西門(mén)子840D數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的報(bào)警。所謂主動(dòng)編碼器、從動(dòng)編碼器就是哪個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)是第一檢測(cè)系統(tǒng)，光柵尺設(shè)定為第一檢測(cè)系統(tǒng)就是主動(dòng)編碼器，電機(jī)編碼器就是從動(dòng)編碼器，也就是我們所說(shuō)的全閉環(huán)系統(tǒng)，如果電機(jī)編碼器設(shè)定第一檢測(cè)系統(tǒng)，那就是半閉環(huán)。

這兩個(gè)報(bào)警極少同時(shí)出現(xiàn)，因?yàn)楣鈻懦吆途幋a器檢測(cè)回路同時(shí)檢測(cè)有問(wèn)題的幾率較小，如果出現(xiàn)，一般有三種可能：參數(shù)；數(shù)字驅(qū)動(dòng)模塊壞；光柵尺和編碼器檢測(cè)回路有問(wèn)題。

首先應(yīng)該檢查參數(shù)，一般全閉環(huán)正常的參數(shù)30200=2，30230【0】=1，30230【1】=2，30240【0】=1， 30240【1】=1。這里重點(diǎn)要檢查30230的兩個(gè)參數(shù)，有些機(jī)床設(shè)計(jì)者將30230的兩個(gè)值都設(shè)置為2，這樣只要光柵尺反饋有問(wèn)題，那么主動(dòng)編碼器和從動(dòng)編碼器都報(bào)警，這樣給很多維修人員造成錯(cuò)覺(jué)，容易搞不清楚，此時(shí)只要改動(dòng)如下參數(shù)：30200=1，30230【0】=1，30230【1】=2，30240【1】=0，然后 NCK 復(fù)位， 此時(shí)必須使DB3*.DBX1.5=1，此時(shí)加上使能，旋轉(zhuǎn)一下軸，如果一切正常，那么就證明是光柵尺反饋回路有問(wèn)題。如果還報(bào)警主動(dòng)編碼器硬件出錯(cuò)，那么兩種反饋系統(tǒng)都有問(wèn)題。這里補(bǔ)充一點(diǎn)關(guān)于屏蔽光柵尺的方法除了剛才說(shuō)的這一種，也要了解很多廠家在PLC設(shè)計(jì)中，將軸DB3*.DBX1.6置位為1，這時(shí)候你在面板上無(wú)論改任何參數(shù)都是無(wú)效。例如：（圖2）和（圖 3）。

還有一種是最復(fù)雜的，利用MD14512這個(gè)參數(shù)來(lái)設(shè)定控制DB3*.DBX1.6,如圖4。

這里的DB20.DBX103.7就是MD14512【3】里面的第7位（如圖5），在第7位選擇“X”，則就相當(dāng)于DB20.DBX103.7=1，這樣就控制了全閉環(huán)和半閉環(huán)的切換。

當(dāng)然，不論如何變化，只要掌握了方法，屏蔽光柵尺就變得簡(jiǎn)單了。

而光柵尺問(wèn)題診斷最方便快捷的方法用一個(gè)好的讀數(shù)頭替換，如果還報(bào)警可以替換反饋線，仍然報(bào)警，那只能把光柵尺拿下來(lái)擦洗，光柵尺屬于高精密檢測(cè)元件，無(wú)論裝卸和擦洗要小心、謹(jǐn)慎。如果沒(méi)有裝卸經(jīng)驗(yàn)的，我推薦維修人員請(qǐng)光柵尺廠家前來(lái)指導(dǎo)維修。

圖2 光柵尺為第一檢測(cè)系統(tǒng)PLC程序方法1

圖3 光柵尺為第一檢測(cè)系統(tǒng)PLC程序方法2

圖4 光柵尺為第一檢測(cè)系統(tǒng)PLC程序方法3

圖5 MD14512參數(shù)示意圖

相對(duì)比光柵尺的診斷，編碼器的裝卸比較簡(jiǎn)單，主要注意在拆下編碼器后，先不要轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器，現(xiàn)觀察伺服電機(jī)軸上是否有一條黑色刻度線，那是電機(jī)的原點(diǎn)，如果看不清或者沒(méi)有，請(qǐng)標(biāo)記，因?yàn)槲覀兊木幋a器也有一個(gè)原點(diǎn)，這兩個(gè)原點(diǎn)要盡量重合，不然電機(jī)加上使能后，電機(jī)如果沒(méi)有安裝在機(jī)械上，電機(jī)會(huì)劇烈顫動(dòng)，如果安在機(jī)械上，機(jī)床軸會(huì)飛車，甚至出現(xiàn)事故，這點(diǎn)要尤為注意。

2.2 25201 軸伺服故障

這個(gè)報(bào)警一般都是因?yàn)槠渌膱?bào)警才同時(shí)出現(xiàn)的，所以解決這個(gè)報(bào)警的是首要看其他的報(bào)警，把其他的報(bào)警解決掉，那么重啟或者NCK復(fù)位，這個(gè)報(bào)警就會(huì)消失。

2.3 300515 軸散熱器溫度超差

這個(gè)報(bào)警為什么我要重點(diǎn)說(shuō)一下呢？當(dāng)然是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的電控柜是密閉且有空調(diào)的，而很多公司當(dāng)空調(diào)損壞或者降溫效果不好時(shí)，為了不耽誤生產(chǎn)，便將電控柜的柜門(mén)打開(kāi)，繼續(xù)生產(chǎn)，這樣的結(jié)果當(dāng)然使得空氣中的灰塵進(jìn)入到電控柜中，而所有模塊都有散熱風(fēng)扇和散熱片，灰塵長(zhǎng)時(shí)間的堆積，便使得散熱片和風(fēng)扇堵塞，引起溫度超差報(bào)警，嚴(yán)重的話會(huì)引起模塊短路損壞，因此，我認(rèn)為：數(shù)控機(jī)床如果存在報(bào)警和問(wèn)題，不要遷就，不要因?yàn)樯a(chǎn)緊張而屏蔽報(bào)警或者繼續(xù)工作，這樣的結(jié)果就是故障越來(lái)越多，或者問(wèn)題更加嚴(yán)重，從而造成更大的損失。

2.4 3000614軸超過(guò)電機(jī)溫度

數(shù)控機(jī)床這個(gè)報(bào)警不經(jīng)常發(fā)生，但是有時(shí)候卻報(bào)警譬如：“3000 急?！被蛘摺?5201軸伺服故障”、21612軸伺服使能位移時(shí)被復(fù)位。而且這些報(bào)警能消除，但是工作一會(huì)又報(bào)警，這時(shí)候我們通過(guò)機(jī)床一般手段也很難知道是什么原因引起的故障，此時(shí)我們就必須用到軟件step-7PLC軟件來(lái)診斷原因，840D系統(tǒng)的很多機(jī)床設(shè)計(jì)者把step-7軟件安裝在了硬盤(pán)上，這樣維修人員可以通過(guò)操作面板的界面就可以進(jìn)入PLC診斷界面，比如：（圖6）我們公司有一臺(tái)12 m龍門(mén)加工中心，設(shè)計(jì)者在急停信號(hào)（db10.dbx56.1）前面的條件加入了電機(jī)過(guò)熱監(jiān)控信號(hào)（DB3*.DBX94.0），這樣只要電機(jī)過(guò)熱，由于電機(jī)的溫度沒(méi)有超過(guò)參數(shù)MD1602設(shè)定的預(yù)報(bào)警溫度，所以數(shù)控機(jī)床只是提示“急?！眻?bào)警，而如果不采用PLC診斷，那么你將墜入這個(gè)報(bào)警的誤區(qū)里，總以為是外部急停引起的問(wèn)題。Step-7軟件是一個(gè)合格維修人員必須會(huì)用的標(biāo)尺，許多問(wèn)題利用step-7軟件都很快的定位故障的問(wèn)題所在，因此，這項(xiàng)技能必須被所有的維修人員所重視。

3 總結(jié)

圖6 電機(jī)溫度控制程序

西門(mén)子840D數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷和維修不單單需要強(qiáng)大的理論為基礎(chǔ)，維修經(jīng)驗(yàn)的提高對(duì)快速定位故障原因也起到了非常重要的作用，能為維修人員少走不少?gòu)澛?。筆者舉例說(shuō)明的目的，就是在維修過(guò)程中遇到的一些常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，給廣大西門(mén)子數(shù)控維修人員借鑒。但遇到故障時(shí)，還是根據(jù)實(shí)際情況，冷靜的分析問(wèn)題，這樣才能事半功倍。

[1] SINUMERIK 810D/840D簡(jiǎn)明調(diào)試指南，北京：西門(mén)子，2006.

[2] 周炳文.故障診斷及維修技術(shù)500例，北京：中國(guó)知識(shí)出版社，2006.8.

[3] 鄭小年.楊克沖.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修，武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005.9.

[4] 王潤(rùn)孝，秦現(xiàn)生.機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)第2版.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1997.6.