SIEMENS伺服系統(tǒng)維修實例

任茂文

例1 一臺配有SIEMENS 810系統(tǒng)的數(shù)控車床進行螺紋切削時出現(xiàn)亂牙現(xiàn)象。

從故障現(xiàn)象看，此故障屬主軸轉(zhuǎn)速與進給不匹配。當主軸與進給同步配合加工時，要依靠主軸上的脈沖編碼器檢測反饋信息，若脈沖編碼器或連接電纜線有問題，會引起上述故障。通過調(diào)用I/0狀態(tài)數(shù)據(jù)，觀察編碼器信號線的通斷狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)不正常，故取消主軸與進給同步配合，用每分鐘進給指令代替每轉(zhuǎn)進給指令來執(zhí)行程序，判斷出故障是與編碼器有關(guān)。更換維修編碼器后故障消失。

例2一臺配套SIEMENS 810M的加工中心，在手動移動X軸時，CNC出現(xiàn)ALMl040報警。

ALMl040報警的含義是“到達DAC輸出極限”，根據(jù)810系統(tǒng)的特點，以上報警的實質(zhì)是X軸運動時的位置跟隨誤差超出了參數(shù)設(shè)定的允許誤差范圍，導致DAC轉(zhuǎn)換的輸出值超過了參數(shù)NC-MD2680設(shè)定的范圍。在手動時出現(xiàn)此報警通常與伺服驅(qū)動系統(tǒng)的工作狀態(tài)有關(guān)。檢查CNC與驅(qū)動器的連接，測量后確認在移動X軸時，驅(qū)動器的速度給定輸入有電壓，但實際X軸電機未轉(zhuǎn)動，因此，確認故障是由于驅(qū)動器引起的。經(jīng)查，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器的“使能”信號連接不良，使得驅(qū)動器未正常工作，引起了位置超差。

例3 數(shù)控機床在手動方式下，手動操作坐標軸正、負點光纖光電通信、移模接近開關(guān)均正常，沒有同時感應(yīng)，溫度和各處濾油器壓力發(fā)生器也正常。再對機器進行故障觀察發(fā)現(xiàn)，故障發(fā)生的時間非常短暫，而且沒有變化規(guī)律和前期征兆，然后對系統(tǒng)軟件進行檢查，沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)的錯誤（Bug）。因此，可將故障點范圍縮小到硬件部分，因通過系統(tǒng)軟件只能判斷故障已經(jīng)發(fā)生，卻無法找到相應(yīng)問題點，因此只能通過分析及互換排除法解決問題。

從報警信號上來看，光纖電纜是問題來源之一。該機器設(shè)備使用的是由德國購入的光纖，光纖有護套保護，具有一定的柔韌性，不容易發(fā)生折斷，因此，首先考慮如光纖接頭沒有處理好，與光電耦合器連接不好，就可能造成通信中斷，從而使主機無法檢測各個報警點檢測點信號而發(fā)出報警，這種情況下引起報警的狀態(tài)和該機器發(fā)生的故障相似。于是對光纖的接頭進行了檢查，更換光纖接頭，并用1000#的砂紙對接頭進行打磨處理，使接頭截面達到鏡面效果以增強光信號的傳輸，然后進行通信連接，恢復正常工作，但工作不久故障依然發(fā)生了，于是更換光纖電纜，故障沒有解決，這樣基本排除了光纖及光纖接頭的問題。

光電耦合器在工作中起信號接收、采集、放大和發(fā)送的作用，它是一種以光為耦合媒介，通過光信號的傳遞來實現(xiàn)輸人與輸出間電隔離的器件，可在電路或系統(tǒng)之間傳輸電信號，確保這些電路或系統(tǒng)彼此間的電絕緣。如果光電耦合器發(fā)生故障，同樣也會出現(xiàn)報警信號。為此，采取互換法更換了全部的光電耦合器，故障沒有排除，排除了故障出現(xiàn)在光電耦合器上的可能。

根據(jù)以往在機器維修工作中的案例，曾遇到機器控制系統(tǒng)輸出電源到執(zhí)行元件，因為線路損傷引起線路電源對地短路，從而造成機器執(zhí)行元件的工作電源電壓下降，機器控制系統(tǒng)失電而發(fā)出報警信號的現(xiàn)象。于是檢查相關(guān)的線路和開關(guān)電源，但未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象和電壓下降問題，又對I/O模塊的模擬量模塊進行全面檢查，對模塊之間的連接部分進行清理，未見異常。通過以上排查，表明下位機不存在故障點，問題可能在上位機中。

上位機由電腦及各個控制按鈕組成，由于控制系統(tǒng)無法對故障準確判斷，故采取了更換整個電腦的辦法，最初考慮到硬盤內(nèi)安裝有機器的軟件系統(tǒng)及相關(guān)的機器工作參數(shù)，只對硬盤進行了壞道檢查，在沒有發(fā)現(xiàn)問題后，故依然保留硬盤。更換機器與上位機電腦的連接電纜，故障依然存在，而且無法判斷故障產(chǎn)生的準確位置。

在維修過程中，因意外撞擊了控制面板，電腦立即顯示出同樣的報警信號，可以判斷問題出在上位機電腦的硬件上，而此時只剩下硬盤沒有更換，于是更換硬盤，重新下載系統(tǒng)軟件和相關(guān)的機器參數(shù)，開機長時間運行后故障現(xiàn)象徹底消失。分析其原因是該硬盤工作不穩(wěn)定，不定時的出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，造成機器報警，而又立即恢復正常，造成在維修工作中難以判斷故障存在的具體位置，這是一個比較特殊的案例，因為通常硬盤出現(xiàn)問題時，一般是出現(xiàn)無法讀取數(shù)據(jù)、死機等現(xiàn)象。

在工業(yè)自動化生產(chǎn)中，新的技術(shù)發(fā)展迅速并得到廣泛應(yīng)用，PC機已經(jīng)能適應(yīng)比較復雜和惡劣的環(huán)境下工作，硬盤的工作條件又對工作環(huán)境要求很高，基于上述原因，目前已不采用機械式硬盤，改用閃存SD卡，它具有更高的工作穩(wěn)定性和安全性，以盡量減少類似故障的發(fā)生。