筆者公司從 1990 年開始從國外引進(jìn)數(shù)控加工設(shè)備，其中大部分設(shè)備都采用西門子數(shù)控系統(tǒng)。現(xiàn)有仍在使用的西門子數(shù)控系統(tǒng)有 3TT 系統(tǒng)、3M 系統(tǒng)、805系統(tǒng)、810T/M 系統(tǒng)、840C 系統(tǒng)、810D 系統(tǒng)、840D 系統(tǒng)及 840D SL 系統(tǒng)等。
 

　　這些數(shù)控系統(tǒng)實(shí)際上都是計算機(jī)控制系統(tǒng)，包含軟件和硬件兩大部分。有時軟件出現(xiàn)問題或者機(jī)床數(shù)據(jù)、參數(shù)混亂都會造成數(shù)控系統(tǒng)工作不正常。這些故障只要重新下載軟件備份，或者修正機(jī)床數(shù)據(jù)、參數(shù)即可排除。下面介紹幾個實(shí)際故障維修例。
 

　　故障 1、一臺數(shù)控球道銑床系統(tǒng)啟動不了
 

　　數(shù)控系統(tǒng)：西門子3TT 系統(tǒng)
 

　　故障現(xiàn)象：這臺機(jī)床通電啟動系統(tǒng)時，系統(tǒng)啟動不了
 

　　故障分析:在啟動系統(tǒng)時，觀察發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)操作面板上報警燈亮，但屏幕沒有 顯示。檢查數(shù)控裝置，發(fā)現(xiàn) PLC 的 CPU 模塊上的紅色報警燈亮，說明系統(tǒng)供電沒有問題，可能偶然因素或者干擾使系統(tǒng)啟動程序沒有執(zhí)行。
 

　　故障處理：將 PLC 的 CPU 模塊的“Run /Stop”撥動開關(guān)(圖 1)置于“Stop”位置，在系統(tǒng)接通電源的同時按“Reset”按鈕，然后將“Run /Stop”撥動開關(guān)從“Stop”位置撥到“Run”位置，然后再撥回“Stop”位置，之后再撥到“Run”位置，這時 PLC 的運(yùn)行燈“Run”點(diǎn)亮，系統(tǒng)屏幕恢復(fù)顯示，系統(tǒng)也正常工作了。
 

圖1 西門子3系統(tǒng)130W/B CPU模塊上按鈕與指示燈圖片
 

　　故障 2、一臺數(shù)控外圓磨床系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)
 

　　數(shù)控系統(tǒng)：西門子 805 系統(tǒng)
 

　　故障現(xiàn)象：這臺機(jī)床開機(jī)啟動后，系統(tǒng)顯示基本畫面，但不能進(jìn)行任何操作。故障分析與檢查:通過故障現(xiàn)象分析，感覺是系統(tǒng)出現(xiàn)了死機(jī)故障。如果是軟件原因死機(jī)可以通過強(qiáng)行啟動的方法恢復(fù)系統(tǒng)。
 

　　西門子 805 系統(tǒng)強(qiáng)行啟動的方法：在系統(tǒng)主板的左下角有一個16 檔旋轉(zhuǎn)開，如圖 2 所示，其中 0位是系統(tǒng)正常工作方式，2 位是初始化方式。在系統(tǒng)斷電情況下將此開關(guān)由位置 0 撥到位置 2，然后系統(tǒng)上電，這時只要系統(tǒng)沒有硬件故障就進(jìn)入了初始化方式。
 

圖2 西門子805系統(tǒng)啟動狀態(tài)設(shè)定開關(guān)與狀態(tài)指示燈圖片
 

　　故障處理：系統(tǒng)強(qiáng)行啟動后，檢查系統(tǒng)數(shù)據(jù)沒有丟失，這時關(guān)機(jī)系統(tǒng)斷電，將旋轉(zhuǎn)開關(guān)由位置 2 撥回到位置 0，然后系統(tǒng)上電，系統(tǒng)恢復(fù)正常工作了。
 

　　故障 3、 一臺數(shù)控內(nèi)圓磨床開機(jī)系統(tǒng)屏幕黑屏
 

　　數(shù)控系統(tǒng)：西門子 810T 系統(tǒng)
 

　　故障現(xiàn)象：這臺機(jī)床在停用一段時間后，開機(jī)時系統(tǒng)沒有顯示。
 

　　故障分析與檢查：觀察系統(tǒng)的啟動過程，發(fā)現(xiàn)面板上的報警燈亮，顯示系統(tǒng)報警，因此懷疑系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失。為此首先對系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)行啟動。西門子 810T/M 系統(tǒng)強(qiáng)行啟動方法如下:重新啟動系統(tǒng)，同時按住面板上的診斷“眼睛”按鍵，這時如果系統(tǒng)是因?yàn)檐浖栴}引起的死機(jī)或黑屏，系統(tǒng)就會進(jìn)入初始化畫面。對這臺機(jī)床進(jìn)行強(qiáng)行啟動，系統(tǒng)進(jìn)入初始化畫面，但顯示的是德文文本，說明確實(shí)是系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失，需要重裝。此時屏幕顯示 1 號報警，指示系統(tǒng)后備電池電量不足。對系統(tǒng)后備鋰電池進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)電壓有些偏低。
 

　　故障處理：首先更換系統(tǒng)后備電池，然后下載機(jī)床數(shù)據(jù)和相關(guān)文件，這時斷電關(guān)機(jī)數(shù)分鐘，重新開機(jī)，機(jī)床恢復(fù)正常工作。
 

　　故障 4 、一臺數(shù)控球道磨床開機(jī)進(jìn)入不了西門子操作
 

　　界面數(shù)控系統(tǒng)：西門子840D系統(tǒng)
 

　　故障現(xiàn)象：這臺機(jī)床開機(jī)啟動系統(tǒng)時出現(xiàn)如圖 3所示的錯誤報警界面
 

　　故障分析與檢查：這臺機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)的 MMC采用 PCU50. 1，PCU50. 1 實(shí)際上是一臺工業(yè)計算機(jī)，是數(shù)控系統(tǒng)的上位機(jī)，帶有硬盤，使用 Widows XP 操作系統(tǒng)。為了觀察故障現(xiàn)象，關(guān)機(jī)數(shù)分鐘后重新開機(jī)，這時觀察系統(tǒng)屏幕，發(fā)現(xiàn)當(dāng) Windows 系統(tǒng)引導(dǎo)結(jié)束，進(jìn)入Siemens 軟件時，系統(tǒng)出現(xiàn)如圖 3 的錯誤報警界面，不再繼續(xù)向下運(yùn)行。分析錯誤信息:應(yīng)用錯誤(APP Er-ror)信息為“Cannot open log file ”(不能打開 log 文件);系統(tǒng)錯誤(System Error )信息為“The volume doesnotcontain a recognized file system”(磁盤卷標(biāo)中不包含可識別的文件系統(tǒng))。從這些信息分析，認(rèn)為障原因應(yīng)該是 PCU50. 1 硬盤上的部分文件丟失，是軟件系統(tǒng)出現(xiàn)問題。
 

　　故障處理：為了盡快恢復(fù)系統(tǒng)，將 PCU50. 1 的硬盤拆下( 其實(shí)也可以不，通 過網(wǎng)線 連 接 PC 機(jī)進(jìn)行恢復(fù)，但過程太 繁瑣) ，將 硬 盤 安 裝 到 移 動 硬盤盒連接到辦公室 PC 機(jī)上，使用 GHOST 軟件將事先備份好的整盤備份文件恢復(fù)到硬盤，然后把硬盤重新安裝到 PCU 上，這時通電開機(jī)，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。
 

　　采用 MMC(PCU)的數(shù)控系統(tǒng)要做好 GHOST 硬盤整盤備份工作。由于機(jī)加生產(chǎn)車間環(huán)境較差，系統(tǒng)硬盤相對來說容易出現(xiàn)故障，當(dāng)系統(tǒng)硬盤出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)程序與數(shù)據(jù)用整盤備份文件恢復(fù)到新硬盤上即可快速排除系統(tǒng)故障。
 

圖3西門子840D系統(tǒng)錯誤顯示圖片
 

　　故障 5、一臺數(shù)控外圓磨床開機(jī)出現(xiàn)報警“2000PLC sign —— of —— life monitoring”( PLC 運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控) 、“810004 Stop /abort event，error analysis via STEP7 re-quired”( 停止、異常中止事件，需要通過 STEP7 進(jìn)行故障分析)，都指示系統(tǒng) PLC 系統(tǒng)出現(xiàn)問題
 

　　數(shù)控系統(tǒng)：西門子 810D 系統(tǒng)。
 

　　故障分析與檢查：出現(xiàn)故障時檢查 CCU 模塊，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼顯示器顯示“6”(如圖 4 所示)，也屬正常，但NC 部分的 SF 報警燈亮，指示有故障報警;PLC 側(cè) PS報警燈 亮，指 示 PLC 停 止;PF 報 警 燈 亮 指 示 PLC報警。
 

　　根據(jù)這些現(xiàn)象分析，首先懷疑 PLC 程序出現(xiàn)了問題，即出現(xiàn)了軟件問題。故障處理:因?yàn)橹皇钱a(chǎn)生 PLC 方面的報警，所以首先對 PLC 系統(tǒng)進(jìn)行總清操作，然后下載 PLC 系列備份文件，關(guān) 機(jī)數(shù) 分 鐘 重 新 開機(jī)，系 統(tǒng) 即 刻 恢 復(fù) 正 常工作。
 

圖4 西門子810D系統(tǒng)CCU3.4模塊指示燈顯示圖片
 

　　故障 6 、一臺數(shù)控球道磨床出現(xiàn)故障，加工數(shù)據(jù)修改不了
 

　　數(shù)控系統(tǒng)：西門子 840D 系統(tǒng)。
 

　　故障分析與檢查：觀察故障現(xiàn)象，圖 5 是系統(tǒng)磨削參數(shù)顯示畫面之一，其中有兩項(xiàng)參數(shù)的數(shù)據(jù)部分變成了#號，無法更改，有數(shù)值的參數(shù)也修改不了。據(jù)機(jī)床操作人員反映，在機(jī)床工作過程中，曾出現(xiàn)過機(jī)床操作只不過加工幾個工件后要修改磨削數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)修改不了.
 

圖5磨削參數(shù)修改畫面
 

　　根據(jù)這些現(xiàn)象分析，懷疑 NCU 中的一些機(jī)床數(shù)據(jù)發(fā)生了改變，因而造成了數(shù)控系統(tǒng)軟件的混亂。為了排除這一故障，應(yīng)該將 NC 和 PLC 的內(nèi)存進(jìn)行總，然后再重新下載系列備份文件。為了防止萬一，雖然以前有過系列備份，但還是再做一次新的系列備份，NC系列備份過程非常正常，但 PLC 備份操作很快就完成了，查看文件發(fā)現(xiàn)文件字節(jié)數(shù)不對，PLC 系列備份文件只有 3 072 個字節(jié)，而以前的備份有 222 208 個字節(jié)，因此懷疑是 PLC 的程序或者床數(shù)據(jù)發(fā)生了混亂或丟失。
 

　　故障處理：首先將 NCU 模塊拆下檢查，發(fā)現(xiàn)冷卻風(fēng)扇風(fēng)口吹過處油泥很多，故先清洗 NCU 模塊，然后安裝到系統(tǒng)上，通電開機(jī)，對 NC 和 PLC 系統(tǒng)進(jìn)行總清操作，下載正常的系列備份文件，之后再運(yùn)行加工程序，機(jī)床恢復(fù)了正常功能。
 

　　西門子 810D/840D 系統(tǒng)的系列備份文件很重要，當(dāng)更換 NCU 模塊或者 NCU 出現(xiàn)異常時，需要下載系列備份文件恢復(fù)系統(tǒng)。所以，機(jī)床驗(yàn)收后正常使用時應(yīng)該定期為 NC 和 PLC 的做系列備份，以便在 NCU 模塊出現(xiàn)問題時，能盡快恢復(fù)軟件系統(tǒng)。
 

　　另外，有些數(shù)控機(jī)床故障通過調(diào)整數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床數(shù)據(jù)就可以消除，就是通過數(shù)控系統(tǒng)的軟件來解決機(jī)床問題，也是數(shù)控機(jī)床故障維修的*方法。下面是一個實(shí)際維修例。
 

　　故障 7 、一臺數(shù)控車床機(jī)械手位置有偏差
 

　　數(shù)控系統(tǒng)：西門子 840C 系統(tǒng)。
 

　　故障現(xiàn)象：這臺機(jī)床開機(jī)各軸回參考點(diǎn)后，發(fā)現(xiàn)上料機(jī)械手與中心卡具有位置偏差。
 

　　故障分析與檢查：這臺機(jī)床的機(jī)械手是直線軸 Q軸帶動的，Q 軸由伺服電動機(jī)驅(qū)動，使用增量編碼器作為位置反饋元件。
 

圖6 西門子840D系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)床數(shù)據(jù)畫面
 

　　按照機(jī)床的工作原理，Q 軸返回參考點(diǎn)后，Q 軸上料機(jī)械手恰好停在卡具中心，工作時上料機(jī)械手抓住工件停在這個位置，主軸卡具在工件的垂直上方下移，到達(dá)工件位置，抓住、卡緊工件，同時機(jī)械手松卡，主軸卡具帶動工件到加工位置進(jìn)行加工。
 

　　這次出現(xiàn)故障，上料機(jī)械手與主軸卡具中心目視觀察有大概 7 —— 8 mm 的偏差，如果此時主軸卡具下降去抓工件，必將撞到工件上。
 

　　反復(fù)進(jìn)行 Q 軸回參考點(diǎn)的操作，發(fā)現(xiàn)機(jī)械手的位置并不發(fā)生改變，分析可能因?yàn)闄C(jī)械原因使機(jī)械手的參考點(diǎn)發(fā)生變化。
 

　　故障處理：為了糾正機(jī)械手的位置，可以修改 Q軸參考點(diǎn)的位置補(bǔ)償數(shù)據(jù)，將 Q 軸參考點(diǎn)補(bǔ)償機(jī)床數(shù)據(jù) MD2442 調(diào)出，原數(shù)值為 77 mm，經(jīng)幾次調(diào)整，修改到 88. 1 mm 時，偏差被糾正。
 

　　故障 8、 一臺數(shù)控淬火機(jī)床在執(zhí)行加工程序時出現(xiàn)報警“25080 AxisAZ2positioningmonitoring”( 軸 AZ2位置監(jiān)控)
 

　　數(shù)控系統(tǒng)：西門子 840D 系統(tǒng)。
 

　　故障現(xiàn)象：為了觀察故障現(xiàn)象，按系統(tǒng)復(fù)位按鍵將故障報警復(fù)位，然后重新啟動加工程序，發(fā)現(xiàn)在AZ2 軸運(yùn)動時噪音很大，然后出現(xiàn) 25080 報警，程序中止。
 

　　故障分析與檢查：首先檢查 AZ2 軸滑臺和滾珠絲杠，但都沒有發(fā)現(xiàn)機(jī)械問題，因?yàn)檫@是一臺剛投入使用不久的新機(jī)床，因此懷疑 AZ2 軸經(jīng)過一段時間磨合后，機(jī)械特性發(fā)生變化，機(jī)械慣性變小，使伺服系統(tǒng) 產(chǎn) 生 振 蕩，產(chǎn) 生 噪 音，而 振 蕩 過 大 又 出 現(xiàn)25080 報警。所以為了解決問題，應(yīng)該調(diào)整伺服軸的增益機(jī)床數(shù)據(jù)。

    （原標(biāo)題：西門子數(shù)控系統(tǒng)軟故障的維修）