西門子840D數(shù)控系統(tǒng)故障診斷與維修

朱兆偉

摘要：數(shù)控機(jī)場(chǎng)技術(shù)不斷推陳出新，加快了機(jī)械制造工業(yè)發(fā)展進(jìn)程，在新技術(shù)和新設(shè)備涌現(xiàn)的同時(shí)，也對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性提出了更高的要求。西門子840D數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)故障問(wèn)題，影響到設(shè)備整體運(yùn)行性能，甚至造成連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致設(shè)備使用壽命縮短，增加維護(hù)成本。因此，文章重點(diǎn)分析西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的故障具體問(wèn)題所在，在精準(zhǔn)診斷故障基礎(chǔ)上，提出合理有效的維修措施落實(shí)到實(shí)處，確保西門子840D數(shù)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提升設(shè)備的整體使用性能和使用壽命。

Abstract： Numerical control airport technology continues to bring forth the new through the old， accelerate the process of the development of machinery manufacturing industry， in the emergence of new technology and new equipment at the same time， but also put forward higher requirements for the stability of equipment. Siemens 840D numerical control system structure is more complex， the operation process is prone to failure problems， affect the overall performance of the equipment， and even cause chain reaction， resulting in equipment service life shortened， increase maintenance costs. Therefore， the article focuses on the analysis of Siemens 840D CNC system fault specific problems， on the basis of accurate fault diagnosis， put forward reasonable and effective maintenance measures to implement， to ensure the safe and stable operation of Siemens 840D CNC system， improve the overall performance and service life of equipment.

關(guān)鍵詞：西門子840D;設(shè)備故障;故障診斷;數(shù)控系統(tǒng);維修

Key words： siemens 840D;equipment failure;fault diagnosis;numerical control system;maintenance

中圖分類號(hào)：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）14-0157-02

0? 引言

機(jī)械制造行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨著社會(huì)生產(chǎn)力水平逐步增加，開始涌現(xiàn)出大量的新技術(shù)和新工藝。西門子840D數(shù)控系統(tǒng)作為機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的一種數(shù)控機(jī)場(chǎng)技術(shù)，可以提升生產(chǎn)效率和效益，推動(dòng)機(jī)械制造企業(yè)高水平發(fā)展。盡管西門子840D數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)鮮明，但由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，各模塊聯(lián)系密切，任何一個(gè)模塊功能故障，都會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，所以對(duì)工作人員的操作和維修技術(shù)要求較高。因此，應(yīng)該做好西門子840D數(shù)控系統(tǒng)故障診斷工作，制定切實(shí)可行的方法來(lái)維修設(shè)備故障，確保西門子840D數(shù)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)機(jī)械制造企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力高水平發(fā)展。

1? 西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

數(shù)控管理作為西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的核心內(nèi)容，追要是用于收集信息和處理信息，通過(guò)文字和圖片形式呈現(xiàn)，便于直觀了解西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況。將西門子840D數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)一步細(xì)化，包含硬件數(shù)控系統(tǒng)與控制系統(tǒng)，決定了西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的性能和功能。由于數(shù)控系統(tǒng)類型不同，因此，相應(yīng)的功能和故障也不盡相同，如果僅僅采用同一種故障診斷方法，是難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決故障問(wèn)題，應(yīng)制定針對(duì)性故障診斷方式來(lái)降低故障幾率，保證西門子840D數(shù)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。西門子840D數(shù)控系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)高度模塊化與規(guī)范化，編程、操作和監(jiān)控較為便捷[1]。因此，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷和維修工作，便于提高機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)效率。

2? 西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的故障分析

2.1 定位模糊不清? 基于數(shù)控機(jī)床加工從產(chǎn)品中，Z軸振動(dòng)可能會(huì)誘發(fā)定位模糊不清，精準(zhǔn)度不高的問(wèn)題。契合實(shí)際情況，如果機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障問(wèn)題，西門子840D數(shù)控系統(tǒng)無(wú)法聽從控制指令，致使系統(tǒng)后期工作運(yùn)行中出現(xiàn)故障問(wèn)題。對(duì)此，通過(guò)初步判斷故障所在，如螺絲、齒輪等結(jié)構(gòu)連接不牢固等，可能受到外部作用力出現(xiàn)齒輪錯(cuò)位情況，影響設(shè)備正常運(yùn)行[2]。

2.2 連接位置不緊密? 部分企業(yè)的西門子840D數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行中，受到不可控因素影響，長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉的數(shù)控系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)指示燈無(wú)法正常關(guān)閉。而此類故障多是由于電源電壓?jiǎn)栴}導(dǎo)致，而深層次的原因則是連接故障，致使西門子840D數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行性能下降，無(wú)法正常進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)[3]。

2.3 旋轉(zhuǎn)速度故障? 在對(duì)西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的主軸測(cè)試中，要求控制數(shù)控系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)速度在合理范圍內(nèi)，無(wú)論速度大小，都可能會(huì)影響到西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行[4]。結(jié)合實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，如果設(shè)備的旋轉(zhuǎn)速度偏低，設(shè)備會(huì)有噪音出現(xiàn)，致使機(jī)械頻率起伏過(guò)大，而此類故障原因是由于變速箱齒輪摩擦碰撞出現(xiàn)雜音，進(jìn)而影響到西門子840D數(shù)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3? 西門子840D數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法

3.1 自我診斷預(yù)警? 西門子840D數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行中，通過(guò)液晶顯示器來(lái)自我診斷預(yù)警，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以自我診斷和分析，收集設(shè)備故障相關(guān)數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)的設(shè)備維修工作開展提供數(shù)據(jù)支持[5]。

3.2 感官分析法? 西門子840D數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行中，系統(tǒng)故障類型多樣，最為簡(jiǎn)單的方式是工作人員通過(guò)五官觀察和分析，判斷故障類型和位置所在，并結(jié)合設(shè)備的觸摸溫度和氣味來(lái)判斷故障類型，適用于一些簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的故障診斷[6]。如，部分設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)不同于正常運(yùn)行時(shí)的氣味，或是形狀有所改變，通過(guò)直接處理法可以快速定位故障位置，尋求合理措施及時(shí)有效的予以處理，保障設(shè)備正常運(yùn)行。

3.3 參數(shù)校對(duì)? 西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)較為復(fù)雜，參數(shù)是否合理會(huì)直接影響數(shù)控系統(tǒng)的功能使用，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。所以，設(shè)備運(yùn)維人員要定期檢查和維護(hù)西門子840D數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行校對(duì)，全方位把握參數(shù)變化來(lái)判斷故障位置和原因所在，確保設(shè)備故障診斷精準(zhǔn)可靠。

3.4 更換備份元件? 如果數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)部分元件損壞導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，可以及時(shí)更換備用元件來(lái)定位故障位置，及時(shí)檢修和維護(hù)，最大程度上降低設(shè)備故障問(wèn)題[7]。

3.5 邏輯分析法? 邏輯分析法在西門子840D數(shù)控系統(tǒng)故障診斷中應(yīng)用，需要充分結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行原理來(lái)分析和調(diào)整相關(guān)參數(shù)，及時(shí)判斷故障位置，剖析具體原因所在基礎(chǔ)上，為后續(xù)設(shè)備故障診斷提供精準(zhǔn)、可靠數(shù)據(jù)信息。此種故障診斷方法優(yōu)勢(shì)鮮明，對(duì)運(yùn)維人員的專業(yè)素養(yǎng)提出了更高的要求，需要深層次剖析系統(tǒng)內(nèi)部各部件所在，保證邏輯分析法精準(zhǔn)可靠。

3.6 模式測(cè)試法? 模式測(cè)試法在數(shù)控系統(tǒng)故障維護(hù)中，主要是由于系統(tǒng)發(fā)生異常錯(cuò)亂情況，可能會(huì)導(dǎo)致故障信息帶入到正常工作狀態(tài)中。所以，應(yīng)充分結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)的功能特點(diǎn)和運(yùn)行要求，確定合理的測(cè)試模式來(lái)控制數(shù)控系統(tǒng)，規(guī)避系統(tǒng)混亂故障問(wèn)題出現(xiàn)?；诖朔N模式，可以進(jìn)一步完善系統(tǒng)功能，提升數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行精度，降低系統(tǒng)故障幾率。

4? 西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的故障維修方法

4.1 零點(diǎn)調(diào)整? 西門子840D數(shù)控系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中，可能出現(xiàn)故障問(wèn)題，應(yīng)選擇合理的維修技術(shù)進(jìn)行處理，提升故障維修效率。其中零點(diǎn)調(diào)整技術(shù)較為常見(jiàn)，實(shí)際應(yīng)用中，需要拆卸設(shè)備后蓋后，觀察內(nèi)部編碼器運(yùn)行情況，基于編碼器實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)調(diào)整;重新校對(duì)和調(diào)整編碼器參數(shù)信息，但是由于設(shè)備參數(shù)同以往參數(shù)有差距，應(yīng)將二者差距信息作為依據(jù)，輸入信息到編碼器調(diào)整設(shè)備運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行控制。

4.2 功率模塊功能檢查? 西門子840D數(shù)控系統(tǒng)故障類型多樣，其中功率模塊是常見(jiàn)故障位置，受主客觀因素影響較大，要求運(yùn)維人員定期、深入檢查功率模塊使用情況，基于萬(wàn)能表檢查模塊運(yùn)行是否穩(wěn)定。通過(guò)檢測(cè)功率模塊電壓值和電力值等參數(shù)信息，與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)比分析來(lái)判斷故障位置所在，把握故障原因來(lái)對(duì)比參數(shù)信息，確定故障實(shí)際情況下來(lái)及時(shí)維修[8]。需要注意的是，正常運(yùn)行狀態(tài)下，西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的測(cè)量電阻值為無(wú)窮大。

4.3 優(yōu)化驅(qū)動(dòng)? 為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理西門子840D數(shù)控系統(tǒng)故障問(wèn)題，應(yīng)在把握數(shù)控系統(tǒng)工作原理基礎(chǔ)上，積極優(yōu)化驅(qū)動(dòng)，具體表現(xiàn)在位置環(huán)、電流環(huán)以及速度環(huán)等各項(xiàng)參數(shù)。其中電流環(huán)的優(yōu)化處理難度不大，出廠參數(shù)設(shè)置時(shí)，依據(jù)最有原則來(lái)配置參數(shù)，并積極進(jìn)行電流環(huán)參數(shù)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。速度環(huán)維修和優(yōu)化，從材料和速度角度切入設(shè)置最佳速度，保證參數(shù)合理性，最優(yōu)速度大概為10m/s左右，并且保證速度環(huán)所使用的材料符合標(biāo)準(zhǔn)要求，增強(qiáng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)性能。位置環(huán)優(yōu)化，要求運(yùn)維人員具備豐富工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合以往設(shè)備運(yùn)行情況來(lái)制定優(yōu)化措施予以處理。

4.4 電氣元件故障處理? 就西門子840D數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)看，其中包含電池和繼電器等裝置，長(zhǎng)時(shí)間觀察和分析下，發(fā)現(xiàn)電氣元件位置經(jīng)常出現(xiàn)故障問(wèn)題，需要予以高度關(guān)注和重視，重點(diǎn)檢查數(shù)控系統(tǒng)電氣硬件運(yùn)行情況，規(guī)避長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)故障出現(xiàn)。電柜空調(diào)運(yùn)行故障，要求維修人員及時(shí)查找報(bào)警信息，定期運(yùn)行檢查電箱空調(diào)的使用情況。由于密封性較差，可能出現(xiàn)繼電器觸頭燒蝕情況，因此需要檢修人員及時(shí)清理繼電器接口灰塵和雜質(zhì)，避免敷衍了事增加維護(hù)成本。電柜空調(diào)運(yùn)行故障，內(nèi)部元器件工作溫度較高，接觸不良，因此定期檢查電柜空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)清理干凈過(guò)濾網(wǎng)來(lái)保證數(shù)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。如果是一種常見(jiàn)的傳感器故障問(wèn)題，重點(diǎn)檢查24V直流電源運(yùn)行狀態(tài)，如果出現(xiàn)NCU電源電壓低報(bào)警信號(hào)，可以維持在開機(jī)狀態(tài)下更換電池，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行備份，避免停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)出現(xiàn)較大的損失。

4.5 通信故障處理? 西門子840D數(shù)控系統(tǒng)很容易出現(xiàn)通信故障問(wèn)題，其原因較為多樣，所選擇的維修方式較為復(fù)雜多樣。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障源頭位置，基于數(shù)控系統(tǒng)故障診斷來(lái)逐步排查設(shè)備故障，并遵循先易后難原則來(lái)排查故障，首先排查硬件問(wèn)題，基于替代法來(lái)使用正常的模塊代替故障模塊，保證西門子840D數(shù)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。需要注意的是，故障排查耗費(fèi)時(shí)間較多，要求檢查人員保持高度認(rèn)知和重視，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的檢查各個(gè)環(huán)節(jié)，并在檢查前數(shù)據(jù)備份來(lái)避免停機(jī)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失情況，在提升數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行效率方面具有積極作用。另外，制造商在生產(chǎn)中應(yīng)多方考慮影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素，以及后期可能由于人才操作不當(dāng)出現(xiàn)的異常故障問(wèn)題，提供參數(shù)校對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，重新優(yōu)化參數(shù)下即可解決故障問(wèn)題。如，設(shè)備器件松動(dòng)故障，可能由于潤(rùn)滑暫停發(fā)出預(yù)警信號(hào)，系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控功能較強(qiáng)，全面監(jiān)控系統(tǒng)潤(rùn)滑體系，及時(shí)檢查油箱潤(rùn)滑部分，清理干凈堵塞雜物來(lái)保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

5? 結(jié)論

綜上所述，機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)中，在合理運(yùn)用西門子840D數(shù)控系統(tǒng)中，應(yīng)綜合考量具體的系統(tǒng)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和分析故障問(wèn)題，通過(guò)參數(shù)校對(duì)以及合理的故障診斷方法，快速定位故障位置及時(shí)處理，確保生產(chǎn)活動(dòng)高效有序進(jìn)行。

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