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S IEMENS 802C 數控車床在加工中的故障維修

2020-4-22 來源：山東濱州渤海活塞股份公司作者：王媛

摘要：數控車床是（shì）一種集微電子技術、計算機技（jì）術、自動控製技術以及精密機械技術為一體的機械加工與製作器械，具有非常高的自動化水平跟生產效率（lǜ）。探（tàn）討了（le）數控車床的故障診（zhěn）斷（duàn）原則，研究了數控車床的故障分析方法，分析了實際操作加工（gōng）過程中（zhōng）的故障現（xiàn）象，對加工製造企業經濟效益的提高（gāo）有（yǒu）一定參考價值。

關鍵詞：SIEMENS802C 數控車床；加工；故障維修

引言

近年（nián）來我國的工業生產技（jì）術得到（dào）了進一步的發展，促（cù）使數控車床在產品加工中的應用得到了進一步的加強（qiáng）。但是數控車床在具體應用過程中會受到外（wài）界因素的（de）影響，導（dǎo）致一些（xiē）運行故障的出現，直接影響到數控車床的（de）運行（háng）質量以及運行可靠性。數控車床（chuáng）在運行過（guò）程中經常出現一些係統故障（zhàng），在對（duì）這些故障進行維修的過程（chéng）中，還需要在結合（hé）該數控車床型號以及（jí）實際使用情況的基礎（chǔ）上，進行維修措施的合理選擇。在對 SIEMENS802C 數（shù）控車床的運行（háng）故障（zhàng）進行維修時，還需要遵循一定的規（guī）律與（yǔ）方法，並及時找出（chū）故（gù）障發生的原因並進行解決，借此來保障SIEMENS802C 的運行可靠性，來（lái）為該加工製造（zào）企業帶來良好的經濟效（xiào）益。

1、數控車床的故障診斷原則

在進行數控車（chē）床的故障（zhàng）診斷時，要求診斷人員能夠在合理掌握傳統故障診斷方法的基礎上，積極應用（yòng）係統自動診斷功能來進行檢修，借此（cǐ）獲得良好的檢修質量跟檢修效果。近年來我國的微處理器技（jì）術得到（dào）了迅速的發展，促使（shǐ）數控係統的自（zì）動診斷智能化水平得到了進一步的提升，在進行數控車床的故障診斷過程中，還需要遵循以（yǐ）下（xià）幾點（diǎn）診斷原則（zé）來進行[1]。

1）先外後內。一般情況（kuàng）下數控車床的故障會通過（guò）機械、液（yè）壓（yā）以及電氣來表現出來，這（zhè）也就要求檢修（xiū）人（rén）員在對（duì）數控車床進行故障（zhàng）診斷時，需要（yào）根據先外後內的（de）診（zhěn）斷原則進行逐一排查。此外在診斷過程中需要盡量避免隨意啟封跟拆卸（xiè）等情況發生，以避免故障範圍進一步擴（kuò）大，並影響到車床的加工精準度。

2）先機械後電氣。數（shù）控（kòng）車床在加工過（guò）程中產生的機械故障比（bǐ）較容易進行查找，憑（píng）借自動（dòng）功能診斷係統也（yě）能夠診斷出大多數的機械故（gù）障（zhàng），但（dàn）是電氣故障的診斷（duàn）就相對比（bǐ）較困難，這（zhè）也就要求檢修人員先對機械性故障進行（háng）排除（chú），再進行後續的電氣（qì）故障診斷工作（zuò），促使診斷效率得到大幅度的（de）提（tí）升。

3）先靜後動。當數控（kòng）車床出現故障（zhàng）之後，需要先對車床進行斷電處理，然後通過一係列的觀（guān）察（chá）模式進行故障（zhàng）的診斷（duàn）。在確定故障屬於非破壞性（xìng）故障的類型之後，方能夠對車床進行接電處理，然後在車床簡單運行後進行動（dòng）態監測。

2、數控車（chē）床的故障（zhàng）分析方法

在（zài）數控車床運行（háng）過程中還會受到多（duō）種外界因素（sù）的影響，也就導致了其發生的係統故障複雜程度比較高，一個報警信號所（suǒ）指示的故障原因往往也會分為好（hǎo）幾種，也就（jiù）導致了具體的故障起因難以得到準確迅速的（de）判斷，從而要求數控車床的檢修人員能夠掌握下述幾種故障分析方法[2]。

2.1 係統自（zì）動診（zhěn）斷（duàn）功能法（fǎ）

隨著我國製造技術的不斷發展，使得現代的數控車床係統依舊（jiù）具備有一定的自動診斷功能，可以實（shí）現對數控車床整體運行狀況的實時監控跟檢測。

一旦係統發現車床出現運行異常的情況時，還會立即發（fā）出警報信息，並進（jìn）行故障大體起因的批示。通過自動診斷功能的應用還能夠將（jiāng）係統跟主機之間接口信號的狀態進行合理（lǐ）的顯（xiǎn）示，從而判斷出（chū）故障發生的位置是在機械（xiè）部分還是數控係統。此外自動診斷功能中還能夠很好地顯示出故障的大（dà）致部位，也是（shì）一種常見的故障分析方法，還能夠促使故障診斷的效率跟診（zhěn）斷質（zhì）量（liàng）均得（dé）到較（jiào）大程度的提升（shēng）。

2.2 參數調整法

數控係統、PLC 以及伺服驅動係統中設（shè）置的許多可以（yǐ）修改參數的步進機是為了讓各電氣係統的運行效果跟具體車床進行匹配，還是（shì）促使數（shù）控車床各（gè）項功能（néng）達到最佳的必然（rán）選擇。在數（shù）控車床的運行過程中，任（rèn）何參數（shù）的變化或者丟失都是不（bú）被允許的，並且（qiě）會導致整個數控車（chē）床的運行精準（zhǔn）度受到比較大的影響。但是在數控車床的長期運行過程中，會導致機械或者（zhě）電氣性（xìng）能出（chū）現變化，也就使得原本（běn）的（de）參數匹配狀態以及最佳（jiā）運（yùn）行狀態發（fā）生一定程度的變（biàn）化，使得車床運（yùn）行故障（zhàng）得以發生（shēng）。在這一類型故障（zhàng）的排（pái）除時隻需（xū）要進行相關（guān）參數（shù）的調整即可，但是對於維修人員的技術水平有著非常高的要求，其不僅需要（yào）技術人員能夠充分（fèn）了解到（dào）整個數控車床的主要參數，還（hái）能夠就各參數的地址跟作用有（yǒu）一定的認知，這樣才能夠進行（háng）參（cān）數的合理調整，以保障整個數控車床的運行性能（néng）[3]。

2.3 原理（lǐ）分析法

借助於原理分析法來對數控（kòng）車床故障進（jìn）行（háng）診斷時，可以就邏輯層麵上進行電壓（yā）值、波形（xíng）等特征參數以及邏（luó）輯（jí）電平的分析工作，並（bìng）通過（guò）相（xiàng）關的測量儀器對數（shù）控車床（chuáng）的運行狀態進行合理的評估，在此基礎（chǔ）上實現故障的準（zhǔn）確定位。通過原理分析法這一故（gù）障分析方法（fǎ）的應用，雖然能夠實現故障的準確（què）定位和維修，但還需要維修人員能夠熟練掌握整個數控車床的電路（lù）原理跟係統運行原理。

3 、故障實例分析

3.1 數控車床（chuáng）開機後無法回到參考點

導致該故障發生的原因：刀架處於無限接近正（zhèng）限位（wèi）的（de）位置上，而在刀片返回到參考點（diǎn）這一過（guò）程中還發生了過衝的情況，從而（ér）導致超程報警這一情形的發生。解決方法：將數（shù）控車床控製在連續進給的（de）狀態中，然後按超程報警軸反方向的按鈕開（kāi）關，車床反方（fāng）向退出超程範圍，其（qí）超程限位（wèi）也轉變為常閉狀態；上（shàng）述操作結束之後，按係統複位鍵 RESET 按鈕讓係統處於複位（wèi）狀（zhuàng）態下，接觸超程報警信號之後再進行（háng）參（cān）考點的重新設置，以保障數控車床的加工精準度。

3.2 數控車床開機（jī）後進給軸無法（fǎ）運動

導致該故障發生的原因: 該係統的報警（jǐng）號為（wéi）25050，表明數控車（chē）床的 NCK 內部模式在對坐標軸中每個插補點的實際值（zhí）跟車床值（zhí）有著比較大的差距，並且跟（gēn） MDCONTUOR- TOL 中的存儲值不符合。

解決（jué）方法：對 SIEMENS802C 係統中的環路增益係數進行濕度調（diào）整，並對（duì）轉速調節的優（yōu）化曲線進行改善；完成上（shàng）述操（cāo）作之後，按下係統複位鍵 RESET 按鈕，來解除報警給予（yǔ）數控車床重新進（jìn）行上電操作，然後根據相關的操作規範進（jìn）行開機操（cāo）作，這（zhè）樣也就能夠使得伺服（fú）驅動器中的錯誤參數得以糾（jiū）正，在開機之後的（de）進給軸也能夠正確運動。

3.3 對刀之後的車（chē）床數據（jù）無（wú）法進行存儲

導致該故障發生的原因：在該數控道床係統中所存儲的刀具數（shù）據出現了丟失的情況，從而（ér）直接影響到車場的正常運行（háng）。解決方法：在對該故障進行處理時，維（wéi）修人員首先需要在“診斷”菜單（dān）尋找“設定密碼（mǎ）”選項，輸入起始用戶（hù）名密（mì）碼然後保存數（shù）據，就可以在幾秒鍾（zhōng）之後實現係統的自動複位處理。一般在數控車床的生產過程中，生產廠家為了避免數據丟失等情況出（chū）現，還會在數控係統中進（jìn）行正確運行數據的存儲。所（suǒ）以在該類型故障的解決過程（chéng）中，也就可以（yǐ）直接恢複到出廠（chǎng）之前的數據（jù）存（cún）儲狀（zhuàng）態，從而使得車床數（shù）據在加工過（guò）程中能夠進（jìn）行有效的存儲，來為該車床係統的正（zhèng）常運行奠定一個良好的基礎。

3.4 電動刀架的刀位不（bú）斷轉動（dòng）

導致該故障發生的原因：製作人員在借（jiè）助於手工換刀鍵來進（jìn）行（háng）成品加工時，因（yīn）為對該按鈕的點擊頻率過高，導致了刀具換刀係統出（chū）現故障，並在換刀過程中不斷地出現刀具轉動這一問題。解決方法：檢修人員首先需要對數控車床係統進行複位處（chù）理，讓刀架停留在任意位置（zhì）上麵之後，自（zì）診斷係統會發出警報，警報號為 700025，證明在該（gāi）數控車床係統中存在有比較嚴重的刀具丟失問題；進行刀架下方緊固螺釘的旋鬆處理（lǐ），在（zài）處理完（wán）成之後將刀架位置調整到自然回位的狀態之下，然後再按下手動換刀按鈕，這種（zhǒng）狀（zhuàng）態下的數控車（chē）床還會自（zì）動（dòng）進入到電動刀架的機械（xiè）反鎖程序（xù）中，並實（shí）現刀架（jià）的自動複位；在完成上述操作之後（hòu），重新按下係統複位鍵 RESET，故障就能夠得到有效的解除。

3.5 數控車床在手動或者自動狀況下均無法運行

導致（zhì）該故障發生的原因：工作製作人員打（dǎ）開了RPT 程序測試有（yǒu）效係統來進行工件的加工製作，但是在完成了一係列的加工作業之後，並（bìng）沒有結合相關操作流程基礎上退出該仿真功能，導致了數控車床出現了（le）無法運行的狀態。解決方法：數控（kòng）車床在程序測試有效功能下（xià），會導致車床的主軸（zhóu）係（xì）統跟進給係（xì）統出現係統鎖死的問題（tí），導致了在任何工作狀（zhuàng）態下，車床（chuáng）都不會處於運行狀態。在對該故障進行解決時，檢修人員需要先重新打開數控加工程序的仿真界麵，然（rán）後在按照相關操作要（yào）求的基礎上，從仿真界麵直接返回到加工界麵，這樣也就能夠解除程序測試有效功能，並且可解除主軸係統跟進給係統的鎖死問題，車（chē）床也就可以恢複到正常運行的狀態下。

3.6 數控車床（chuáng）無（wú）法（fǎ）進（jìn）行車削螺紋（wén）

導致該故障發生的原（yuán）因：在數控車床運行過程中，其（qí）主軸旋轉跟伺服（fú）進給軸位移不同步導致的該故障（zhàng）發生。解決方法（fǎ）：首（shǒu）先要求檢修人（rén）員作為絲杠間隙的檢查工作（zuò），但是在觸摸了滾珠絲杠之後未發（fā）現有爬行現象，排除因（yīn）為（wéi）滾珠絲杠導致的車床故障發生。在調用螺紋程序執行空運行時，發現了數控車床不會正確（què）進行螺紋切削（xuē）循環操作，表（biǎo）明（míng）數控車床控製程序（xù）並未出（chū）現（xiàn）故障（zhàng）。查看主軸（zhóu）編碼器的線數為（wéi）1024 線，然後打開了數控車床主軸參數 31020，該參（cān）數直接表示的是主（zhǔ）軸的編碼器脈衝數，發現（xiàn）其數值設定（dìng）跟主軸的編碼器線數存在有較大的（de）差異性，對該參數進行了合理（lǐ）修改之中，進行螺紋的重新加工，無運行故障發生，並（bìng）且獲得了良好的加工效果。

4 、結語

近年來我國（guó）的數控技術得到了迅速的發展，對（duì）於製造行業的發展也起到（dào）了（le）一定的推進意義（yì）。但是在數控車床的加工運行過程中還容易導致各種故障的發生（shēng），如果（guǒ）未曾進行及時的維修處理，還會直（zhí）接影響（xiǎng）到（dào）整個（gè）數控車床的加工性能以及使用安全性。因此各維修技（jì）術人員還需要在結合數（shù）控車床型號以及運行狀態（tài）的基礎上，來采取合理的檢修（xiū）方（fāng）式，借此來（lái）獲得良好的維修效果，以保障整（zhěng）個數控車床的運行性能。

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