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(xué) 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(yīng)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(xué) 重點系統(tǒng)各模塊的作用、伺服系統(tǒng)教學(xué) 難點SINUMERIK 802D 系統(tǒng)的接口電路及硬軟件常識。教學(xué) 方法講授法、案例教學(xué)法教具 掛圖PPT、實物授課 班級授課 日期相關(guān) 素材（參考資料、指導(dǎo)學(xué)生閱讀材料等）教 學(xué) 后 記1.數(shù)控系統(tǒng)方面的知識往往比較復(fù)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(xué)生掌握 其中的

2、要點，為以后的學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。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(shù)學(xué)院教案 續(xù)頁引言這節(jié)課我們來學(xué)習(xí)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。教學(xué)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(shè)備。操作顯示部分有： PC鍵盤，機床操作

3、面板。主 機框架有兩種：框架 1（雙子框架），框架 2（三子框架），每個框架都帶 有風(fēng)扇，六個插槽位置，主機框架上裝有電源模塊， CSB（中央服務(wù)單元） 板，位置測量板， NC CPU板， PLC CPU板和 MMCC PU 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(wù)板 ）NC-CPUPLC-CPUMMC CPU測量電路模塊 DMP分（ 布式機床外設(shè) ）3. 802D 系統(tǒng)連接以下為一個典型的 SIMDRIVE611A伺服單元的配置圖 含義。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

4、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(shè)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(dāng) 380v 電源送入 ER模塊后，首先內(nèi)部邏輯電源電路

5、開始工作 （ +24V，+5V）， 當(dāng)內(nèi)部電源正常后，端子 9 出現(xiàn) 24V 電壓。由于總開關(guān)的輔助觸點閉合， 111 上出現(xiàn) 24V 電壓，當(dāng)在模塊內(nèi)部完成預(yù)充電過程后，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， 72 73.1 是 ER模塊的準備輸出信號，當(dāng) 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(shè)定值為零， 伺服電機進入制動狀態(tài)， 2

6、00ms 后電機停轉(zhuǎn)；軸使能 65 無效時，對應(yīng)軸的速度設(shè)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(biāo)準接口兩 個伺服控制模塊連接，控制板上插有參數(shù)板，當(dāng)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(dāng)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（

7、56，14），可以實現(xiàn)軸的移動。標(biāo)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。 總結(jié)與鞏固（小結(jié)、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(jié)構(gòu)的特點。 2.為下次做好準備。安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 首頁課次30課型課堂教學(xué)現(xiàn)場教學(xué)章 節(jié)項目七 SINUMERIK 802D 數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷及維護教 學(xué) 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(xué) 重點SINUMERIK 802D 系統(tǒng)的故障診斷教學(xué) 難點SINUMERIK 802D 系統(tǒng)的故障診斷教學(xué) 方法講授法、案例教學(xué)法教具 掛圖PPT

8、、實物授課 班級授課 日期相關(guān) 素材（參考資料、指導(dǎo)學(xué)生閱讀材料等）教 學(xué) 后 記通過前一次課的學(xué)習(xí)，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)技術(shù)學(xué)院教案 續(xù)頁引言這節(jié)課我們繼續(xù)學(xué)習(xí)西門子系統(tǒng)的故障診斷特點教學(xué)內(nèi)容正文故障診斷及維護特點SIN840C系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及啟動過程SIN840C 控制結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)圖如下： 各部分所完成的任務(wù)及相互之間的關(guān)系如下：NCK執(zhí)行：MM（C 人機

9、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(xué)習(xí)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（ PASSWO）RD進行保護，僅當(dāng)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(shè)置的口令為： 1111以下為診斷方式下的主菜單選擇 PASSWO，RD輸

10、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(dāng)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(shè)定好，通過此畫面可以了解主軸，坐標(biāo)軸的數(shù)量及名稱，與 該設(shè)置對應(yīng)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(biāo)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(guān)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

11、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(fù)雜的功能： 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-CP結(jié)U合了計算機硬盤

12、，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(dǎo) 程 序 和 系 統(tǒng) 程 序 ， 系 統(tǒng) 完 成 起 動 ， MMC將 硬 盤 上 的 USER/LOCAL/STANDA工RD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(shè)定數(shù)據(jù)， PLC 程序也可以在硬盤上備份。當(dāng)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 DIAGN

13、OSIS/START-UP/MACHINDAE TA/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(shè)備存到磁盤上。設(shè)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。PLC 程序在 MMC上是以機器碼的形式存儲的，存儲在SERVICES/DATMANAGEMENT/PLC/DA的TA/ANW-PROG這個文件上。一般

14、來說，機床功能調(diào) 試完成后，機床廠家應(yīng)將 PLC程序存儲。 PLC程序的存儲在 GENERARL ESET 畫面中進行。（這個畫面中的軟鍵都很重要，當(dāng)你不了解其具體含義時不 要亂按），SAVE PLC軟鍵將當(dāng)前 PLC CPU內(nèi)存中的所有程序存儲到硬盤上 的 ANW-PRO文G件中， PLC RESET軟 鍵隱含地將 ANW-PRO文G 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-PRO，G再執(zhí)行 PLC-RESET機床就因無 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（ STEAME）R,該 功

15、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(dāng)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： Diagnosis Services PLC 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(biāo)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(yīng)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(guān)，壓力開關(guān)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(biāo)志字， PLC 程序中的中間結(jié)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(yīng)的數(shù)據(jù)塊， PLC調(diào)用 這些數(shù)據(jù)塊，通過 PLC程序