幾例典型西門子數控機床故障的處理

張飛，鄧曉光，高棟陽

（宇通客車股份有限公司，河南 鄭州 459000）

隨著制造業的不斷發展和進步，數控機床因其高精度、高效率得到越來越廣泛的應用。數控系統在給加工帶來便利的同時也對操作和維護人員提出了更高的要求，因為數控系統逐步向專業化、模塊化方向發展。一旦數控機床在使用過程中出現問題，勢必會帶來比普通機床更長的停機時間和維修費用。如何快速診斷并排除故障，減少停機時間，已成為在數控機床使用過程中被普遍關注的問題。

在處理數控系統故障時，有些有直觀報警可以按照診斷手冊提示去查找，有些故障沒有報警，會讓人覺得無從下手。下面就分享幾例典型西門子數控車床的故障處理過程。

1 西門子840D數控車床

主軸為交流電機帶內置編碼器（從動）反饋，主軸后部配增量編碼器（主動），X、Z軸為伺服電機配SIMODRIVE 611D驅動，編碼器加光柵尺閉環反饋，控制單元PCU50。

1.1 主軸偶爾出現轉速不穩和異響，無報警

處理過程：機床是突然出現這種情況，說明參數設置沒問題。檢查輸入電壓正常；主軸皮帶調緊，未解決；緊固后部增量編碼器聯軸器，故障消除。

其他可能原因：編碼器壞，輸出信號不穩定；編碼器線屏蔽層接地不良。

注意事項：主軸端編碼器連接軸安裝時打表將跳動控制在0.2以內，檢查聯軸器內孔和連接軸外圓是否磨損，磨損的及時修理或更換。

1.2 主軸無法啟動，報警25001軸從動編碼器硬件出錯、25201軸伺服故障、300504軸電機變頻器出錯

處理過程：重啟系統，未解決；檢查主軸控制相關線路、接頭，未發現問題；檢查相關線路接地情況，未發現問題；主電機內部編碼器（海德漢ERN1387）拆下后重新安裝報警消除。后來使用幾個月后，再次出現類似報警。拆開主電機內部編碼器，發現編碼器軸轉動不靈活，打開軸承端蓋后已經嚴重缺油。清理加油后，仍然不能消除故障，說明編碼器已經損壞，更換編碼器后消除故障。

其他可能原因：編碼器電纜破損。

注意事項：拆除ERN1387編碼器時注意參照海德漢編碼器安裝規程，使用專用的頂絲和長螺釘，切勿硬拉硬拽損壞編碼器。安裝壓緊時力度適中即可，切勿用力過大損壞內部螺紋。拆裝時注意編碼器零標記對正，尤其在拆除伺服電機編碼器時必須注意。

1.3 加工過程中突然急停，報警700018 E/R模塊I2t監控

處理過程：7系列報警為用戶報警，即機床制造商處于某些功能需要設計的報警，在診斷手冊上查不到。檢查電源NCU模塊和驅動模塊工作指示燈均正常，無報警燈亮起；檢查系統界面服務概覽中各使能和狀態燈正常；檢查電源模塊冷卻風扇，工作正常，電源模塊溫度也正常；檢查電源模塊報警輸出點51和53,51和53為內部繼電器常閉點，斷電后常閉，送點后即斷開，屏幕顯示報警；在手動盤動主軸確認主軸負荷正常后，短接51和53點，報警消除，機床正常運轉，從而確認611電源模塊內部I2t監控模塊有問題。送修更換檢測芯片，解決該故障問題。

注意事項：在短接模塊輸出點前，一定要確認其他相關或負載無問題，否則可能造成模塊進一步損壞。

2 802D SL數控車床

控制單元PCU210.3，ALM電源模塊和S120驅動模塊，主軸為模擬主軸，直流電機配西門子6RA70調速器，主電機測速機加主軸編碼器反饋，X/Z軸為伺服電機編碼器和光柵尺閉環反饋。

2.1 使用中死機，重啟后回到原始界面，數據丟失

處理過程：點擊ALT+N進入系統調試界面，選擇使用保存的數據重新啟動。如果之前沒有保存數據，可以從相同型號的機床將“機床試車數據”拷貝過來，再根據實際情況修改個別參數（如軟限位數據）。恢復系統后，之前的口令失效，根據需要重新輸入用戶（CUSTOMER）或制造商(EVENING)。

可能原因：系統長期不關機；工作環境粉塵大，電氣板路上堆積過多粉塵。

注意事項：數控機床在安裝時要避開粉塵大的場所，如果確實無法避開，請定期對系統內部進行吹灰清理；系統在調試完畢后必須做備份，且將備份數據拷到其他存儲設備上留存，以備不時之需；調試完畢后系統口令最好更改為用戶，以免操作人員誤改系統參數。

2.2 系統啟動到40%卡死，無法進入操作界面

處理過程：系統能夠啟動一半，說明控制單元PCU能正常工作；觀察屏幕啟動進度條上方提示發現，是在裝載PLC時出現卡死；觀察PP72/48模塊狀態指示燈，POWER和READY燈正常亮綠，EXCHANGE燈不亮說明PLC數據傳輸有問題；脫開PCU后面PROFIBUS總線，系統能夠進入；分別脫開兩個PP72/48模塊24V電源，系統均不能進入，兩個PP模塊同時損壞的可能極小，暫排除；檢查PP模塊后端負載，脫開X222端子時，系統可正常啟動。檢查X222部分負載線路，發現尾座拖纜有線路對地，處理后解決故障。

注意事項：有時候某些外圍線路的短路和對地會對24V控制電壓造成影響，造成黑屏或系統無法啟動，注意排查。

2.3 間歇出現報警26106：Z軸編碼器沒找到，Z軸無法動作

處理過程：Z軸有兩個編碼器反饋，電機編碼器和光柵尺（型號LB 382C），一般默認光柵尺為第一編碼器。松開光柵尺讀數頭固定螺釘，使用專用的讀數頭支撐架找正，重新固定，未解決；從前端拆下讀數頭，發現讀數頭鏡面有油污，清理油污，之后用綢布蘸無水乙醇擦拭光柵尺帶內表面。

注意事項：調整讀數頭要在斷電后進行；擦拭光柵尺尺帶盡量順一個方向擦，避免二次污染，使用布料必須確保不掉毛；如無必要，不要拉出光柵尺尺帶進行清潔。尺帶一端固定，另一端（抽出端）為彈簧拉緊，拉出前需要先松開彈簧調節螺母，再次安裝可能導致尺帶張緊程度發生變化，從而造成尺帶精度降低。拉出尺帶清潔或檢查，需做好調節螺母位置標記，有條件的最好使用激光干涉儀進行校準光柵尺并更新系統補償數據。

數控系統結構復雜，所產生的故障原因也千差萬別。搞好數控維修需要理論知識也需要實踐經驗，在發生故障時，可按以下步驟進行處理：（1）首先與操作人員認真溝通，充分掌握故障信息；（2）結合診斷手冊和報警信息，分析故障原因，確定檢查的方法和步驟；（3）本著先簡后繁、先易后難、先機械后電氣的原則，通過排除、交換、轉移、測量比較等方法依次檢測和排除，切忌盲目拆裝。