SINUMERIK02D 数控系统的故障诊断及维护.docx

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1、SINUMERIK02D 数控系统的故障诊断及维护章 节 教学目的 项目七 SINUMERIK 802D 数控系统的故障诊断及维护 1.了解常见数控系统的组成。 2.掌握数控系统的应用特点。 3.掌握数控系统的硬软件组成特点。 4.掌握SINUMERIK 802D数控系统的特点。 教学 系统各模块的作用、伺服系统 重 点 教学 SINUMERIK 802D系统的接口电路及硬软件常识。 难 点 教学 讲授法、案例教学法 方 法 授 课 班 级 授 课 日 期 相 关 素 材 教 具 挂 图 PPT、实物 教 学 后 记 1.数控系统方面的知识往往比较复杂，涉及的知识点多，而且不好讲解，我们从实用

2、的角度选取目前市场上典型的数控系统作介绍，让学生掌握其中的要点，为以后的学习打下一定的基础。 2. 对照SINUMERIK系统讲解本节的知识。驱动系统的知识是重点，要求掌握原理，控制信号的作用。 安徽机电职业技术学院教案 续页 教 学 过 程 u 引言 这节课我们来学习数控系统方面的内容，以西门子系统为例进行介绍。 u 教学内容正文 1显示功能 2操作功能 3操作方式分为： 4驱动及轴的配置： 5主轴配置功能： 6 CNC编程： 7 PLC编程 8存储能力 9数据交换 10安全和诊断功能： 1.系统介绍802 D图片：IN802 D的基本配置分为三部分：操作显示部分、主机框架及输入输出设备。操

3、作显示部分有：PC键盘，机床操作面板。主机框架有两种：框架1，框架2，每个框架都带有风扇，六个插槽位置，主机框架上装有电源模块，CSB板，位置测量板，NC CPU板，PLC CPU板和MMC CPU 板。系统的保护电池在CSB板上，其规格为：6LR61，550，9v。 2.各模块的功能 中央控制器 CSB(中央服务板) NC-CPU PLC-CPU MMC CPU 测量电路模块 DMP(分布式机床外设) 3. 802D系统连接 以下为一个典型的SIMDRIVE611A伺服单元的配置图 IR模块:主要功能是产生直流母线电压，供给主轴模块和进给伺服模块，同时产生供各个模块内部使用的+24v和+5v

4、电压。 主轴驱动模块：接受CNC来的控制信号和控制指令，将IR模块提供的600V直流电压转换成三相交流电压，驱动主轴电机。 进给伺服模块：接受CNC来的控制指令和控制信号，将IR模块产生的600V直流电压逆变成三相交流电压，驱动进各伺服电机。 IR模块的使能电路：下面的电路仅是该系列伺服连接的一个特例，不同的设备，选用的控制信号不同，连接方法也会不同，主要搞清模块的信号的含义。 三相380V交流电源通过平波电抗器后，送入模块的U，V，W(电抗器未画出) 当380v电源送入ER模块后，首先内部逻辑电源电路开始工作，当内部电源正常后，端子9出现24V电压。由于总开关的辅助触点闭合，111上出现24

5、V电压，当在模块内部完成预充电过程后，模块内部触点将闭合，113端上出现24V，通过电路的短接连接到端子63，允许ER模块的整流电路工作，产生600V直流电压。 端子64是驱动器使能端子， 7273.1是ER模块的准备输出信号，当ER模块工作正常后，此触点闭合。 脉冲使能63无效时，驱动装置立即禁止所有轴运行，伺服电机无制动的自然停止；驱动器使能64无效时，驱动装置立即置所有进给轴的速度设定值为零，伺服电机进入制动状态，200ms后电机停转；轴使能65无效时，对应轴的速度设定制为零，伺服电机进入制动状态，200ms后电机停转。正常情况下伺服电机在外加参考电压的控制下转动，调节电位改变指令电压，

6、可控制电机的转速，参考电压的正负决定电机的旋转方向 伺服模块由控制板和功率模块组成，控制板有用户友好接口和标准接口两个伺服控制模块连接，控制板上插有参数板，当控制板有故障，进行更换后，还需将原参数板插上。 一般情况下， 对于用户友好接口，IR模块准备好后，机床24V电源出现在673端子，如果驱动器正常，672端会发出驱动准备好信号。 当脉冲使能和驱动器使能信号接通后，伺服接受到控制指令，可以实现轴的移动。 标准接口对信号做了些简化，除使能信号、指令信号外只保留了起动禁止和选择电流控制两个信号。 u 总结与巩固 1.本节课的内容松散而又繁多，抓住西门子系统结构的特点。 2.为下次做好准备。 安徽

7、机电职业技术学院教案 首页 课 次 章 节 教学目的 30 课 型 课堂教学现场教学 项目七 SINUMERIK 802D 数控系统的故障诊断及维护 1.掌握数控系统故障诊断的步骤。 2.掌握数控系统故障诊断的方法。 教学 重 点 教学 难 点 SINUMERIK 802D系统的故障诊断 SINUMERIK 802D系统的故障诊断 教学 讲授法、案例教学法 方 法 授 课 班 级 授 课 日 期 相 关 素 材 教 具 挂 图 PPT、实物 教 学 后 记 通过前一次课的学习，我们可以进入到典型操作系统案例的分析上来，介绍常用的方法和步骤，举一反三，会收到非常好的效果。驱动系统的知识是重点，要

8、求掌握原理，控制信号的作用。 安徽机电职业技术学院教案 续页 教 学 过 程 u 引言 这节课我们继续学习西门子系统的故障诊断特点。 u 教学内容正文 故障诊断及维护特点 SIN840C系统的软件结构及启动过程 SIN840C控制结构包括三个主要部分：数控,可编程逻辑控制器,人机通讯.控制结构图如下： 各部分所完成的任务及相互之间的关系如下： NCK执行： MMC包括有： PLC部分包括接口控制，机床信号从这里输入或输出，在PLC内，基本信号是按照信号类型进行分组，组织。为了学习方便在附录中有接口信号表。NCK与PLC的数据通讯通过通讯RAM交换，以数据块的形式进行调用，存取。 了解系统的启动

9、过程对我们维修机床是很有意义的，它可以帮助我们分析机床在起动过程中出现的故障 参数的分类及常用参数的意义 参数的调用及修改： SIN840C的参数是由口令进行保护，仅当输入正确的口令后才可进入参数画面进行参数的调用及修改,西门子设置的口令为：1111。以下为诊断方式下的主菜单 选择PASSWORD，输入1111，按 SET软键，按Start-up软键进入下面为主菜单： 按Machine data软键进入参数画面，下面为参数画面主菜单 机床数据分为以下几大类： 机床配置显示页面仅用以显示当前机床配置的数据，这些数据都是在机床厂家已经设定好，通过此画面可以了解主轴，坐标轴的数量及名称，与该设置对应

10、的参数请参考系统安装手册 NC配置与NC数据是为配置通道，主轴，坐标轴而输入的值以及各类成组的NC数据。 PLC配置与PLC数据是为配置机床控制面板，接口等而输入的值以及各类成组的PLC数据 驱动器配置与起动器数据：配置的伺服驱动模块及主轴驱动的型号 固定循环数据：数控固定循环可以通过该类数据进行赋值，对循环的功能进行调整。 IKA数据：该数据用以下面复杂的功能：1丝杠螺距补偿功能，2，数据表控制的几何及速度的轮廓插补功能。 用户数据指用户可以根据自己的情况将一些常用的机床参数,组织在一起，便于使用。 参数的保持及备份 由于SIN840CMMC-CPU结合了计算机硬盘，并采用了计算机的DOS操

11、作系统的数据管理形式，从软件版本3以后，SIN840C的所有系统程序都存储在硬盘上，在系统起动过程中，由MMC对NCK-CPU和PLC-CPU加载引导程序和系统程序，系统完成起动，MMC将硬盘上的USER/LOCAL/STANDARD工件目录下的所有加工程序和数据加载到NCK内存之中。所有的机床数据，设定数据，PLC程序也可以在硬盘上备份。当数据丢失或更换电路板 (PLC-CPU,NC-CPU) 后，将存在硬盘上的数据执行一次加载就可以了。 数据的存储：机床的数据是在DIAGNOSIS/START-UP/MACHINE DATA/FILE FUNCTION区域中，按软键SAVE TO DISK

12、，这是根据屏幕的提示输入存储数据的文件名，然后按 OK就可以了；参数的存储可以分类存储也可以将所有的参数一起存储。该文件可以通过同一区域中的LOAD FROM DISK元件重新加再，也可以通过数据输入/输出设备存到磁盘上。设定数据是在SERVICES/NC区域中用SAVE NC或 LOAD NC软件来存储或加载。 PLC程序在MMC上是以机器码的形式存储的，存储在SERVICES/DATA MANAGEMENT/PLC/DATA/的ANW-PROG这个文件上。一般来说，机床功能调试完成后，机床厂家应将PLC程序存储。PLC程序的存储在GENERAL RESET画面中进行。，SAVE PLC软键

13、将当前PLC CPU内存中的所有程序存储到硬盘上的ANW-PROG文件中，PLC RESET 软键隐含地将ANW-PROG文件加载到PLC CPU的内存中。所以我们在操作机床时，不能随意删除文件，假如不小心删除了ANW-PROG，再执行PLC-RESET机床就因无PLC程序而无法工作。 西门子还为SIN840C提供了一种硬盘备份功能-磁带机,该功能是将硬盘上的所有数据备份到一磁带上，该磁带一般为160MB或600MB，可以将整个硬盘备份下来，该功能需要磁带机来完成。当硬盘损坏，可将磁带上的所有程序再传到新硬盘上。 接口及常用接口信号的意义 接口信号的调用方法版本3及更高版本的调用方法依次软键：

14、DiagnosisServicesPLC service，进入接口信号调用画面，通过此画面，可以查看到输入信号，输出信号，标志位，数据块的状态，从而可根据语句表或梯形图的来查找机床的故障原因。 SIN840C的用户PLC程序是用STEP5语言来编写的，按照STEP5编程对输入输出信号等的定义，在接口画面中各软键对应的意义如下： IW输入字，机床的输入到PLC的信号， QW输出字，PLC输出到机床的信号 FW标志字，PLC程序中的中间结果，或称为中间继电器，它表示的状态仅在程序内部使用及帮助进行故障的逻辑分析，没有物理的输出。 DB数据字，在SIN840C系统中，PLC与NC之间的通讯是通过调用与赋值数据块的数据来完成的，NC将自己的状态输出到相应的数据块，PLC调用这些数据块，通过PLC程序进行处理，并将处理结果输出到对应的数据块。 DX双字节数据字 T计时器 C计数器 IW，QW,FW,T,C是机床厂家在设计PLC程序时，根据机床功能，结构，电路而定义的地址，西门子保留一部分数据块作为NCPLC通讯，机床厂家编制PLC程序时对这一部分数据块进行调用和赋值，了解了这部分数据块的意义，在查找故障时可以确定入手点。 u 总结与巩固 1.总结西门子系统故障的特点。 2.课外作业：寻找相关的故障现象，并找到对应措施。