SINUMERIK802D數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷及維護(hù)

1、章 節(jié)項(xiàng)目七 SINUMERIK 802D 數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷及維護(hù)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(diǎn)。3. 掌握數(shù)控系統(tǒng)的硬軟件組成特點(diǎn)。4.掌握 SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)。教學(xué) 重點(diǎn)系統(tǒng)各模塊的作用、伺服系統(tǒng)教學(xué) 難點(diǎn)SINUMERIK 802D 系統(tǒng)的接口電路及硬軟件常識(shí)。教學(xué) 方法講授法、案例教學(xué)法教具 掛圖PPT、實(shí)物授課 班級(jí)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(shí)往往比較復(fù)雜，涉及的知識(shí)點(diǎn)多，而且不好講解， 我們從實(shí)用的角度選取目前市場(chǎng)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(diǎn)，為以后的學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。2. 對(duì)照 SINUMERIK 系統(tǒng)講解本節(jié)的知識(shí)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的知識(shí)是重點(diǎn)，要 求掌握原理，控制信號(hào)的作用。安徽機(jī)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(jìn)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(dòng)及軸的配置：5 主軸配置功能：6 CNC編程：7 PLC 編程8 存儲(chǔ)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(jī)框架及輸入輸出設(shè)備。操作顯示部分有： PC鍵盤，機(jī)床操作

3、面板。主 機(jī)框架有兩種：框架 1（雙子框架），框架 2（三子框架），每個(gè)框架都帶 有風(fēng)扇，六個(gè)插槽位置，主機(jī)框架上裝有電源模塊， CSB（中央服務(wù)單元） 板，位置測(cè)量板， NC CPU板， PLC CPU板和 MMCC PU 板。系統(tǒng)的保護(hù)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(cè)量電路模塊 DMP分（ 布式機(jī)床外設(shè) ）3. 802D 系統(tǒng)連接以下為一個(gè)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(jìn)

4、給伺 服模塊，同時(shí)產(chǎn)生供各個(gè)模塊內(nèi)部使用的 +24v 和+5v電壓。 主軸驅(qū)動(dòng)模塊：接受 CNC來的控制信號(hào)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(dòng)主軸電機(jī)。進(jìn)給伺服模塊：接受 CNC來的控制指令和控制信號(hào)，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(dòng)進(jìn)各伺服電機(jī)。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(gè)特例， 不同的 設(shè)備，選用的控制信號(hào)不同，連接方法也會(huì)不同，主要搞清模塊的信號(hào)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(diǎn)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(diǎn)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(dòng)器使能端子， 72 73.1 是 ER模塊的準(zhǔn)備輸出信號(hào)，當(dāng) ER 模塊工作正常后，此觸點(diǎn)閉合。 脈沖使能 63 無效時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置立即禁止 所有軸運(yùn)行，伺服電機(jī)無制動(dòng)的自然停止；驅(qū)動(dòng)器使能 64 無效時(shí)，驅(qū)動(dòng) 裝置立即置所有進(jìn)給軸的速度設(shè)定值為零， 伺服電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)， 2

6、00ms 后電機(jī)停轉(zhuǎn)；軸使能 65 無效時(shí)，對(duì)應(yīng)軸的速度設(shè)定制為零，伺服電機(jī)進(jìn) 入制動(dòng)狀態(tài)， 200ms后電機(jī)停轉(zhuǎn)。正常情況下伺服電機(jī)在外加參考電壓的 控制下轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)電位改變指令電壓，可控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，參考電壓的正 負(fù)決定電機(jī)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(zhǔn)接口兩 個(gè)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(jìn)行更換 后，還需將原參數(shù)板插上。一般情況下， 對(duì)于用戶友好接口， IR 模塊準(zhǔn)備好后，機(jī)床 24V 電源出現(xiàn) 在 673 端子，如果驅(qū)動(dòng)器正常， 672 端會(huì)發(fā)出驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)備好信號(hào)。 當(dāng)脈沖使能和驅(qū)動(dòng)器使能信號(hào)接通后，伺服接受到控制指令（

7、56，14），可以實(shí)現(xiàn)軸的移動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)接口對(duì)信號(hào)做了些簡(jiǎn)化，除使能信號(hào)、指令信號(hào)外只保留了起動(dòng)禁止和選擇電流控制兩個(gè)信號(hào)。 總結(jié)與鞏固（小結(jié)、考核知識(shí)點(diǎn)、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(diǎn)。 2.為下次做好準(zhǔn)備。安徽機(jī)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(chǎng)教學(xué)章 節(jié)項(xiàng)目七 SINUMERIK 802D 數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷及維護(hù)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(diǎn)SINUMERIK 802D 系統(tǒng)的故障診斷教學(xué) 難點(diǎn)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(shí)物授課 班級(jí)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(jìn)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(huì)收到非常好的效果。驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)的知識(shí)是重點(diǎn)，要求掌握原理，控制信號(hào)的作用。安徽機(jī)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(diǎn)教學(xué)內(nèi)容正文故障診斷及維護(hù)特點(diǎn)SIN840C系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及啟動(dòng)過程SIN840C 控制結(jié)構(gòu)包括三個(gè)主要部分：數(shù)控（ NCK） , 可編程邏輯控制器 （PLC）, 人機(jī)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(jī)

9、通訊）包括有：PLC（可編程邏輯控制器）部分包括接口控制，機(jī)床信號(hào)從這里輸入或輸 出，在 PLC內(nèi)，基本信號(hào)是按照信號(hào)類型進(jìn)行分組，組織。為了學(xué)習(xí)方便 在附錄中有接口信號(hào)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(jìn)行調(diào)用，存取。了解系統(tǒng)的啟動(dòng)過程對(duì)我們維修機(jī)床是很有意義的，它可以幫助我們分析 機(jī)床在起動(dòng)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(jìn)行保護(hù)，僅當(dāng)輸入正確的口令后 才可進(jìn)入?yún)?shù)畫面進(jìn)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(jìn)入下面為主菜單：按 Machine data 軟鍵進(jìn)入?yún)?shù)畫面，下面為參數(shù)畫面主菜單機(jī)床數(shù)據(jù)分為以下幾大類：機(jī)床配置顯示頁面僅用以顯示當(dāng)前機(jī)床配置的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都是在機(jī) 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(duì)應(yīng)的參數(shù)請(qǐng)參考系統(tǒng)安裝手冊(cè)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(bǔ)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(jī)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(jī)床等）以及各類成組的 PLC數(shù)據(jù)（例如：報(bào)警信 息，刀庫數(shù)據(jù)， PLC和 DMP的接口數(shù)據(jù)等）驅(qū)動(dòng)器配置與起動(dòng)器數(shù)據(jù)：配置的伺服驅(qū)動(dòng)模塊及主軸驅(qū)動(dòng)的型號(hào) 固定循環(huán)數(shù)據(jù)：數(shù)控固定循環(huán)（測(cè)量循環(huán)，加工循環(huán)）可以通過該類數(shù) 據(jù)進(jìn)行賦值，對(duì)循環(huán)的功能進(jìn)行調(diào)整。IKA 數(shù)據(jù)（曲線插補(bǔ)）：該數(shù)據(jù)用以下面復(fù)雜的功能： 1 絲杠螺距補(bǔ)償功 能，2，數(shù)據(jù)表控制的幾何及速度的輪廓插補(bǔ)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(jī)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(jì)算機(jī)硬盤

12、，并采用了計(jì)算機(jī)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(chǔ)在硬盤上，在系統(tǒng)起動(dòng)過程中，由 MMC對(duì) 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(dòng) ， 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(jī)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(chǔ)：機(jī)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(chǔ) 數(shù)據(jù)的文件名，然后按 OK 就可以了；參數(shù)的存儲(chǔ)可以分類存儲(chǔ)也可以將 所有的參數(shù)一起存儲(chǔ)。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(chǔ)或加載。PLC 程序在 MMC上是以機(jī)器碼的形式存儲(chǔ)的，存儲(chǔ)在SERVICES/DATMANAGEMENT/PLC/DA的TA/ANW-PROG這個(gè)文件上。一般

14、來說，機(jī)床功能調(diào) 試完成后，機(jī)床廠家應(yīng)將 PLC程序存儲(chǔ)。 PLC程序的存儲(chǔ)在 GENERARL ESET 畫面中進(jìn)行。（這個(gè)畫面中的軟鍵都很重要，當(dāng)你不了解其具體含義時(shí)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(chǔ)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?cè)诓僮鳈C(jī)床時(shí)，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(jī)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(jī)（ 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(gè)硬盤備份下來，該功能需要磁帶機(jī)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(hào)的意義 接口信號(hào)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(jìn)入接口信號(hào)調(diào)用畫面，通過此畫 面，可以查看到輸入信號(hào)，輸出信號(hào)，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(jī)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(duì)輸 入輸出信號(hào)等的定義，在接口畫面中各軟鍵對(duì)應(yīng)的意義如下： IW輸入字，機(jī)床的輸入到 PLC的信號(hào)（按鈕，接近開關(guān)，壓力開關(guān)等） ， QW輸出字， PLC輸出到機(jī)床的信號(hào)（信號(hào)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(jìn)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