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S IEMENS 802C 數(shù)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(shù)控車床是一種集微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)以及精密機(jī)械技術(shù)為一體的機(jī)械加工與制作器械，具有非常高的自動化水平跟生產(chǎn)效率。探討了數(shù)控車床的故障診斷原則，研究了數(shù)控車床的故障分析方法，分析了實(shí)際操作加工過程中的故障現(xiàn)象，對加工制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高有一定參考價值。

    關(guān)鍵詞：SIEMENS802C 數(shù)控車床；加工；故障維修
  
    引言
  
   近年來我國的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，促使數(shù)控車床在產(chǎn)品加工中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)。但是數(shù)控車床在具體應(yīng)用過程中會受到外界因素的影響，導(dǎo)致一些運(yùn)行故障的出現(xiàn)，直接影響到數(shù)控車床的運(yùn)行質(zhì)量以及運(yùn)行可靠性。數(shù)控車床在運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)一些系統(tǒng)故障，在對這些故障進(jìn)行維修的過程中，還需要在結(jié)合該數(shù)控車床型號以及實(shí)際使用情況的基礎(chǔ)上，進(jìn)行維修措施的合理選擇。在對 SIEMENS802C 數(shù)控車床的運(yùn)行故障進(jìn)行維修時，還需要遵循一定的規(guī)律與方法，并及時找出故障發(fā)生的原因并進(jìn)行解決，借此來保障SIEMENS802C 的運(yùn)行可靠性，來為該加工制造企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。
 
    1、 數(shù)控車床的故障診斷原則
  
    在進(jìn)行數(shù)控車床的故障診斷時，要求診斷人員能夠在合理掌握傳統(tǒng)故障診斷方法的基礎(chǔ)上，積極應(yīng)用系統(tǒng)自動診斷功能來進(jìn)行檢修，借此獲得良好的檢修質(zhì)量跟檢修效果。近年來我國的微處理器技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，促使數(shù)控系統(tǒng)的自動診斷智能化水平得到了進(jìn)一步的提升，在進(jìn)行數(shù)控車床的故障診斷過程中，還需要遵循以下幾點(diǎn)診斷原則來進(jìn)行[1]。

   1）先外后內(nèi)。一般情況下數(shù)控車床的故障會通過機(jī)械、液壓以及電氣來表現(xiàn)出來，這也就要求檢修人員在對數(shù)控車床進(jìn)行故障診斷時，需要根據(jù)先外后內(nèi)的診斷原則進(jìn)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等情況發(fā)生，以避免故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，并影響到車床的加工精準(zhǔn)度。

   2）先機(jī)械后電氣。數(shù)控車床在加工過程中產(chǎn)生的機(jī)械故障比較容易進(jìn)行查找，憑借自動功能診斷系統(tǒng)也能夠診斷出大多數(shù)的機(jī)械故障，但是電氣故障的診斷就相對比較困難，這也就要求檢修人員先對機(jī)械性故障進(jìn)行排除，再進(jìn)行后續(xù)的電氣故障診斷工作，促使診斷效率得到大幅度的提升。

   3）先靜后動。當(dāng)數(shù)控車床出現(xiàn)故障之后，需要先對車床進(jìn)行斷電處理，然后通過一系列的觀察模式進(jìn)行故障的診斷。在確定故障屬于非破壞性故障的類型之后，方能夠?qū)嚧策M(jìn)行接電處理，然后在車床簡單運(yùn)行后進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。

   2、 數(shù)控車床的故障分析方法
  
   在數(shù)控車床運(yùn)行過程中還會受到多種外界因素的影響，也就導(dǎo)致了其發(fā)生的系統(tǒng)故障復(fù)雜程度比較高，一個報警信號所指示的故障原因往往也會分為好幾種，也就導(dǎo)致了具體的故障起因難以得到準(zhǔn)確迅速的判斷，從而要求數(shù)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 系統(tǒng)自動診斷功能法
  
   隨著我國制造技術(shù)的不斷發(fā)展，使得現(xiàn)代的數(shù)控車床系統(tǒng)依舊具備有一定的自動診斷功能，可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)控車床整體運(yùn)行狀況的實(shí)時監(jiān)控跟檢測。

   一旦系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)車床出現(xiàn)運(yùn)行異常的情況時，還會立即發(fā)出警報信息，并進(jìn)行故障大體起因的批示。通過自動診斷功能的應(yīng)用還能夠?qū)⑾到y(tǒng)跟主機(jī)之間接口信號的狀態(tài)進(jìn)行合理的顯示，從而判斷出故障發(fā)生的位置是在機(jī)械部分還是數(shù)控系統(tǒng)。此外自動診斷功能中還能夠很好地顯示出故障的大致部位，也是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斷質(zhì)量均得到較大程度的提升。

    2.2 參數(shù)調(diào)整法
  
    數(shù)控系統(tǒng)、PLC 以及伺服驅(qū)動系統(tǒng)中設(shè)置的許多可以修改參數(shù)的步進(jìn)機(jī)是為了讓各電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效果跟具體車床進(jìn)行匹配，還是促使數(shù)控車床各項(xiàng)功能達(dá)到最佳的必然選擇。在數(shù)控車床的運(yùn)行過程中，任何參數(shù)的變化或者丟失都是不被允許的，并且會導(dǎo)致整個數(shù)控車床的運(yùn)行精準(zhǔn)度受到比較大的影響。但是在數(shù)控車床的長期運(yùn)行過程中，會導(dǎo)致機(jī)械或者電氣性能出現(xiàn)變化，也就使得原本的參數(shù)匹配狀態(tài)以及最佳運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生一定程度的變化，使得車床運(yùn)行故障得以發(fā)生。在這一類型故障的排除時只需要進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的調(diào)整即可，但是對于維修人員的技術(shù)水平有著非常高的要求，其不僅需要技術(shù)人員能夠充分了解到整個數(shù)控車床的主要參數(shù)，還能夠就各參數(shù)的地址跟作用有一定的認(rèn)知，這樣才能夠進(jìn)行參數(shù)的合理調(diào)整，以保障整個數(shù)控車床的運(yùn)行性能[3]。

    2.3 原理分析法
  
   借助于原理分析法來對數(shù)控車床故障進(jìn)行診斷時，可以就邏輯層面上進(jìn)行電壓值、波形等特征參數(shù)以及邏輯電平的分析工作，并通過相關(guān)的測量儀器對數(shù)控車床的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行合理的評估，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位。通過原理分析法這一故障分析方法的應(yīng)用，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位和維修，但還需要維修人員能夠熟練掌握整個數(shù)控車床的電路原理跟系統(tǒng)運(yùn)行原理。

    3 、故障實(shí)例分析
  
    3.1 數(shù)控車床開機(jī)后無法回到參考點(diǎn)
  
    導(dǎo)致該故障發(fā)生的原因：刀架處于無限接近正限位的位置上，而在刀片返回到參考點(diǎn)這一過程中還發(fā)生了過沖的情況，從而導(dǎo)致超程報警這一情形的發(fā)生。解決方法：將數(shù)控車床控制在連續(xù)進(jìn)給的狀態(tài)中，然后按超程報警軸反方向的按鈕開關(guān)，車床反方向退出超程范圍，其超程限位也轉(zhuǎn)變?yōu)槌ｉ]狀態(tài)；上述操作結(jié)束之后，按系統(tǒng)復(fù)位鍵 RESET 按鈕讓系統(tǒng)處于復(fù)位狀態(tài)下，接觸超程報警信號之后再進(jìn)行參考點(diǎn)的重新設(shè)置，以保障數(shù)控車床的加工精準(zhǔn)度。
  
     3.2 數(shù)控車床開機(jī)后進(jìn)給軸無法運(yùn)動
  
     導(dǎo)致該故障發(fā)生的原因: 該系統(tǒng)的報警號為25050，表明數(shù)控車床的 NCK 內(nèi)部模式在對坐標(biāo)軸中每個插補(bǔ)點(diǎn)的實(shí)際值跟車床值有著比較大的差距，并且跟 MDCONTUOR- TOL 中的存儲值不符合。
解決方法：對 SIEMENS802C 系統(tǒng)中的環(huán)路增益系數(shù)進(jìn)行濕度調(diào)整，并對轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的優(yōu)化曲線進(jìn)行改善；完成上述操作之后，按下系統(tǒng)復(fù)位鍵 RESET 按鈕，來解除報警給予數(shù)控車床重新進(jìn)行上電操作，然后根據(jù)相關(guān)的操作規(guī)范進(jìn)行開機(jī)操作，這樣也就能夠使得伺服驅(qū)動器中的錯誤參數(shù)得以糾正，在開機(jī)之后的進(jìn)給軸也能夠正確運(yùn)動。

     3.3 對刀之后的車床數(shù)據(jù)無法進(jìn)行存儲
 
    導(dǎo)致該故障發(fā)生的原因：在該數(shù)控道床系統(tǒng)中所存儲的刀具數(shù)據(jù)出現(xiàn)了丟失的情況，從而直接影響到車場的正常運(yùn)行。解決方法：在對該故障進(jìn)行處理時，維修人員首先需要在“診斷”菜單尋找“設(shè)定密碼”選項(xiàng)，輸入起始用戶名密碼然后保存數(shù)據(jù)，就可以在幾秒鐘之后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動復(fù)位處理。一般在數(shù)控車床的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)廠家為了避免數(shù)據(jù)丟失等情況出現(xiàn)，還會在數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行正確運(yùn)行數(shù)據(jù)的存儲。所以在該類型故障的解決過程中，也就可以直接恢復(fù)到出廠之前的數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)，從而使得車床數(shù)據(jù)在加工過程中能夠進(jìn)行有效的存儲，來為該車床系統(tǒng)的正常運(yùn)行奠定一個良好的基礎(chǔ)。
   
    3.4 電動刀架的刀位不斷轉(zhuǎn)動
  
    導(dǎo)致該故障發(fā)生的原因：制作人員在借助于手工換刀鍵來進(jìn)行成品加工時，因?yàn)閷υ摪粹o的點(diǎn)擊頻率過高，導(dǎo)致了刀具換刀系統(tǒng)出現(xiàn)故障，并在換刀過程中不斷地出現(xiàn)刀具轉(zhuǎn)動這一問題。解決方法：檢修人員首先需要對數(shù)控車床系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位處理，讓刀架停留在任意位置上面之后，自診斷系統(tǒng)會發(fā)出警報，警報號為 700025，證明在該數(shù)控車床系統(tǒng)中存在有比較嚴(yán)重的刀具丟失問題；進(jìn)行刀架下方緊固螺釘?shù)男商幚恚谔幚硗瓿芍髮⒌都芪恢谜{(diào)整到自然回位的狀態(tài)之下，然后再按下手動換刀按鈕，這種狀態(tài)下的數(shù)控車床還會自動進(jìn)入到電動刀架的機(jī)械反鎖程序中，并實(shí)現(xiàn)刀架的自動復(fù)位；在完成上述操作之后，重新按下系統(tǒng)復(fù)位鍵 RESET，故障就能夠得到有效的解除。

    3.5 數(shù)控車床在手動或者自動狀況下均無法運(yùn)行
  
    導(dǎo)致該故障發(fā)生的原因：工作制作人員打開了RPT 程序測試有效系統(tǒng)來進(jìn)行工件的加工制作，但是在完成了一系列的加工作業(yè)之后，并沒有結(jié)合相關(guān)操作流程基礎(chǔ)上退出該仿真功能，導(dǎo)致了數(shù)控車床出現(xiàn)了無法運(yùn)行的狀態(tài)。解決方法：數(shù)控車床在程序測試有效功能下，會導(dǎo)致車床的主軸系統(tǒng)跟進(jìn)給系統(tǒng)出現(xiàn)系統(tǒng)鎖死的問題，導(dǎo)致了在任何工作狀態(tài)下，車床都不會處于運(yùn)行狀態(tài)。在對該故障進(jìn)行解決時，檢修人員需要先重新打開數(shù)控加工程序的仿真界面，然后在按照相關(guān)操作要求的基礎(chǔ)上，從仿真界面直接返回到加工界面，這樣也就能夠解除程序測試有效功能，并且可解除主軸系統(tǒng)跟進(jìn)給系統(tǒng)的鎖死問題，車床也就可以恢復(fù)到正常運(yùn)行的狀態(tài)下。
  
    3.6 數(shù)控車床無法進(jìn)行車削螺紋
  
    導(dǎo)致該故障發(fā)生的原因：在數(shù)控車床運(yùn)行過程中，其主軸旋轉(zhuǎn)跟伺服進(jìn)給軸位移不同步導(dǎo)致的該故障發(fā)生。解決方法：首先要求檢修人員作為絲杠間隙的檢查工作，但是在觸摸了滾珠絲杠之后未發(fā)現(xiàn)有爬行現(xiàn)象，排除因?yàn)闈L珠絲杠導(dǎo)致的車床故障發(fā)生。在調(diào)用螺紋程序執(zhí)行空運(yùn)行時，發(fā)現(xiàn)了數(shù)控車床不會正確進(jìn)行螺紋切削循環(huán)操作，表明數(shù)控車床控制程序并未出現(xiàn)故障。查看主軸編碼器的線數(shù)為1024 線，然后打開了數(shù)控車床主軸參數(shù) 31020，該參數(shù)直接表示的是主軸的編碼器脈沖數(shù)，發(fā)現(xiàn)其數(shù)值設(shè)定跟主軸的編碼器線數(shù)存在有較大的差異性，對該參數(shù)進(jìn)行了合理修改之中，進(jìn)行螺紋的重新加工，無運(yùn)行故障發(fā)生，并且獲得了良好的加工效果。
  
    4 、結(jié)語
  
    近年來我國的數(shù)控技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，對于制造行業(yè)的發(fā)展也起到了一定的推進(jìn)意義。但是在數(shù)控車床的加工運(yùn)行過程中還容易導(dǎo)致各種故障的發(fā)生，如果未曾進(jìn)行及時的維修處理，還會直接影響到整個數(shù)控車床的加工性能以及使用安全性。因此各維修技術(shù)人員還需要在結(jié)合數(shù)控車床型號以及運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，來采取合理的檢修方式，借此來獲得良好的維修效果，以保障整個數(shù)控車床的運(yùn)行性能。

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