西門子數(shù)控機床810M維修案例分析
1．SIEMENS 810M固定循環(huán)返回平面不正確的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，自動運行L81、L84等固定循環(huán)指令時，發(fā)現(xiàn)Z軸的返回平面不能通過參數(shù)R10定義，每次執(zhí)行時只能返回到參考平面R2。
維修分析和解決方案：由于機床其他動作全部正常，因此可以確認故障是由于系統(tǒng)軟件選擇不當(dāng)引起的。
在SIEMENS 810M中，固定循環(huán)具有UMS02與UMS03兩種基本的循環(huán)格式，當(dāng)選匆了UMS02格式時，只有L82、L83、L85等少數(shù)固定循環(huán)可以返回到R10平面，其余大部分固定循環(huán)只能返回到R2平面。這兩種格式的選擇通過機床設(shè)定參數(shù)SD5000 bit0進行選擇，當(dāng)SD5000 bit0=0時，選擇的是UMS02格式：當(dāng)SD5000 bit0=l時，選擇的是UMS03格式。在本機床上，通過設(shè)定SD5000 bit0=l即可以使全部固定循環(huán)均返回到R10參數(shù)指定的位置。
２．810M攻螺紋時Z軸位置出錯的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，自動運行L84固定循環(huán)指令時，發(fā)現(xiàn)Z軸到達R3指定的位置后，Z軸不停止進給，繼續(xù)往下運動。
維修分析和解決方案：由于機床其他動作全部正常，因此可以確認故障是由于系統(tǒng)軟件選掃不當(dāng)引起的。
在SIEMENS 810M中，攻螺紋循環(huán)具有剛性攻螺紋與柔性攻螺紋兩種基本的格式，當(dāng)選擇了剛性攻螺紋格式時，Z軸與主軸實現(xiàn)同步進給，因此只有在主軸停止后，Z軸才停止進給。這種情況下，循環(huán)指令中的R3只是指定了主軸開始停止正轉(zhuǎn)的位置，由于主軸制動需要一定的時間，因此造成了Z軸到達R3位置后，繼續(xù)往下進給的現(xiàn)象。
解決此問題的方法是改變攻螺紋循環(huán)的基本格式，它可以通過修改機床參數(shù)MD5013 bit0進行，當(dāng)設(shè)定MD5013 bit0=l后即可以選擇柔性攻螺紋格式，使Z軸進給在R3指定的位置停止進給。
３．刀庫互鎖M03不能執(zhí)行的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，在自動運行如下指令時：
T**M06；
S**M03；
G00Z-100；
有時出現(xiàn)主軸不轉(zhuǎn)，而Z軸向下運動的情況。
維修分析和解決方案：本機床采用的是無機械手換刀方式，換刀動作通過氣動控制刀庫的前后、上下實現(xiàn)的。由于故障偶然出現(xiàn)，分析故障原因，它應(yīng)與機床的換刀與主軸間的互鎖有關(guān)。仔細檢查機床的PLC程序設(shè)計，發(fā)現(xiàn)該機床的換刀動作與主軸間存在互鎖，即：只有當(dāng)?shù)稁煸诤笪粫r，主軸才能旋轉(zhuǎn)；一旦刀庫離開后位，主軸必須立即停止?，F(xiàn)場觀察刀庫的動作過程，發(fā)現(xiàn)該刀庫運動存在明顯的沖擊，在刀庫到達后位時，存在振動現(xiàn)象。通過系統(tǒng)診斷功能，可以明顯發(fā)現(xiàn)刀庫的“后位”信號有多次通斷的情況。而程序中的“換刀完成”信號(M06執(zhí)行完成)為刀庫的“后位到達”信號，因此，當(dāng)?shù)稁旌笸藭r在第一次發(fā)出到位信號后，系統(tǒng)就認為換刀已經(jīng)完成，并開始執(zhí)行S**M03指令。但M03執(zhí)行過程中(或執(zhí)行完成后)，由于振動，刀庫后位信號再次消失，引起了主軸的互鎖，從而出現(xiàn)了主軸停止轉(zhuǎn)動而Z軸繼續(xù)向下的現(xiàn)象。
解決問題的方法是通過調(diào)節(jié)氣動回路，使得刀庫振動消除，并適當(dāng)減少無觸點開關(guān)的檢測距離，避免出現(xiàn)后位信號的多次通斷現(xiàn)象。在以上調(diào)節(jié)不能解決時，可以通過增加PLC程序中的延時或加工程序中的延時解決。
４．刀庫互鎖2軸位置出錯的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SEMENS 810M的立式加工中心，在自動運行如下指令時：T**M06；
G00Z-100；
有時出現(xiàn)Z軸向下不到位現(xiàn)象，而且誤差不定。
維修分析和解決方案：機床同上，現(xiàn)場試驗當(dāng)單段執(zhí)行程序或程序中取消換刀指令后， Z軸定位正確。分析故障原因與上例相似，它與機床的換刀動作和Z軸間的互鎖有關(guān)。
現(xiàn)場觀察刀庫的動作過程，同樣發(fā)現(xiàn)該機床刀庫運動存在明顯的沖擊，在刀庫到達后位時，存在振動現(xiàn)象，引起了Z軸的互鎖，從而出現(xiàn)了Z軸不到位的現(xiàn)象。
解決問題的方法與上例相同，可以通過增加PLC程序中的延時或加工程序中的延時解決。
５．@400~@40b指令無法執(zhí)行的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心,在運行CL800語言的@400-@40b指令時，發(fā)現(xiàn)以上指令無法執(zhí)行。
分析與處理過程：SIEMENS 810M系統(tǒng)的@400-@40b指令為CL800語言的特殊指令，該指令通常用于機床制造廠家，以實現(xiàn)特殊控制動作。
在SIEMENS 810M系統(tǒng)中，以上執(zhí)行指令為系統(tǒng)的選擇功能，它需要通過指定的參數(shù)予以生效。該參數(shù)為NC-MD5012 bit2，當(dāng)NC-MD5012bit2=0時，功能允許。在本機床上，通過設(shè)定以上參數(shù)后，@400-@40b指令即可以正常執(zhí)行。
６．軟件版本升級引起“選刀”錯誤的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，在采用的系統(tǒng)由軟件版本1232改為1233后，在執(zhí)行同樣的PLC程序時，發(fā)現(xiàn)機床選擇的刀具錯誤。
維修分析和解決方案：檢查SIEMENS原文說明書發(fā)現(xiàn)，810M系統(tǒng)由軟件版本1232改為1233后，其中的部分參數(shù)定義均發(fā)生了變化，如：機床輸入分辨率、位置控制分辨率等。同樣，由于機床的刀號是數(shù)控系統(tǒng)的T代碼進行選擇的，當(dāng)T代碼的格式錯誤時，將引起刀具執(zhí)行的錯誤。
因為PLC程序設(shè)計時使用的T代碼為BCD碼，系統(tǒng)的T代碼輸出應(yīng)與此對應(yīng)。在810M中對于不同的版本，T代碼BCD輸出格式的選擇參數(shù)如下：
版本1223、1232：PLC-MD200lbit6=1；
版本1233：PLC-MD2001bit4=1；
更改以上參數(shù)后，機床恢復(fù)正常。
７．軟件版本升級引起軟件限位無效的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，在采用的系統(tǒng)由軟件版本1223改為1232后，在設(shè)定同樣的參數(shù)后，發(fā)現(xiàn)機床軟件限位無效。
維修分析和解決方案：原因同上，問題是由于系統(tǒng)軟件版本更改引起的。在810M中對于不同的版本，加工區(qū)域限制設(shè)定參數(shù)的格式如下：
版本1223：加工區(qū)域限制設(shè)定參數(shù)的單位為μm；因此對于位置值，如－200mm應(yīng)輸入－200000。
版本1232：加工區(qū)域限制設(shè)定參數(shù)的單位為mm，因此對于位置值，如－200mm應(yīng)輸入－200。
更改以上參數(shù)后，機床恢復(fù)正常。
８. 軟件版本升級引起ALM3003報警的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，在系統(tǒng)由軟件版本1223改為1233后，自動執(zhí)行加工程序時，出現(xiàn)ALM3003報警。
維修分析和解決方案：SIEMENS 810M出現(xiàn)ALM3003報警的含義是“程序中的地址不正確。”檢查加工程序正確，對照SIEMENS原文說明書發(fā)現(xiàn)，該版本的系統(tǒng)需要設(shè)定開機默認G代碼參數(shù)NC-MDl080~MDll80。
根據(jù)機床的實際要求設(shè)定以上開機默認G代碼后，機床恢復(fù)正常。
９．自動加工完成后出現(xiàn)ALM22報警的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，自動執(zhí)行加工程序完成后,系統(tǒng)每次出現(xiàn)ALM22報警。
維修分析和解決方案：SIEMENS 810M出現(xiàn)ALM22報警的含義是“RS232通信錯誤。”檢查加工程序正確；進一步檢查系統(tǒng)顯示，發(fā)現(xiàn)CRT上除報警外，還有DIO狀態(tài)顯示，表明系統(tǒng)自動工作在數(shù)據(jù)輸入/輸出工作狀態(tài)。
參考系統(tǒng)說明書，通過改變系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入、輸出設(shè)定參數(shù)SD5010、SD5011、SD5012、SD5013的設(shè)定，故障排除，機床恢復(fù)正常。
1０．810M出現(xiàn)ALMll20報警的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的龍門加工中心，手動移動X軸時，系統(tǒng)出現(xiàn)ALMll20報警。
維修分析和解決方案：SIEMENS 810M出現(xiàn)ALMll20報警的含義是“停止時夾緊允差超過”。根據(jù)該系統(tǒng)的特點，以上報警的實質(zhì)是停止時的位置跟隨誤差超出了參數(shù)MD2120設(shè)定的允許誤差范圍。
由于機床工作臺運動正常，故障原因應(yīng)與系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定有關(guān)，檢查系統(tǒng)與報警有關(guān)的參數(shù)，發(fā)現(xiàn)該機床的系統(tǒng)參數(shù)NC-MDl56=0。
在SIEMENS 810M系統(tǒng)中，該參數(shù)為“位置跟隨誤差消除時間”設(shè)定，當(dāng)此值設(shè)定為“0”時，系統(tǒng)在編程的理論值到達后，即開始檢測跟隨誤差，由于此時位置環(huán)尚未完成閉環(huán)調(diào)節(jié)，因此會引起上述報警。
通過設(shè)定NC-MDl56二500ms后，故障消除，機床恢復(fù)正常。
11．快進時出現(xiàn)ALMl040報警的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的龍門加工中心，在自動執(zhí)行G00指令時，當(dāng)快進倍率調(diào)到100％時，系統(tǒng)出現(xiàn)ALMl040報警。
維修分析和解決方案：SIEMENS 810M出現(xiàn)ALMl040報警的含義是“到達DAC輸出極限?！备鶕?jù)該系統(tǒng)的特點，以上報警的實質(zhì)是坐標(biāo)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(dǎo)致DAC輸出值超過了參數(shù)NC-MD2680設(shè)定的范圍。
解決以上問題的方法是通過調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動器，減小G00時的位置跟隨誤差；或提高NC-MD2680設(shè)定的DAC輸出值。
由于NC-MD2680設(shè)定的DAC輸出值受到系統(tǒng)的限制，其最大值不可能超過10V，故在本機床上，通過調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動器的測速反饋電位器，減小位置跟隨誤差后，故障排除，機床恢復(fù)正常工作。
12．自動加工時出現(xiàn)ALM3003報警的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的龍門加工中心，在自動執(zhí)行程序時，出現(xiàn)ALM3003報警。
維修分析和解決方案：SIEMENS 810M出現(xiàn)ALM3003報警的含義是“程序中的地址不正確，”或“NC-MD5480/5500/5520/5540設(shè)定的軸名稱與NC-MD5680/5681/5682/5683設(shè)定的軸名稱不統(tǒng)一”。
檢查加工程序正確，未發(fā)現(xiàn)編程錯誤。進一步檢查系統(tǒng)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)該機床的坐標(biāo)軸名稱設(shè)定存在矛盾，即：參數(shù)NC-MD5480/5500/5520/5540中定義的軸名稱分別為：X、Y1、Z1：但是在參數(shù)NC-MD5680/5681/5682/5683中定義的軸名稱為：X、Y、Z、A；兩者矛盾。修改參數(shù)，使其統(tǒng)一后，故障排除。
13．自動加工時出現(xiàn)ALM3004報警的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的龍門加工中心，在自動執(zhí)行程序時，出現(xiàn)ALM3004報警。
維修分析和解決方案：SIEMENS 810M出現(xiàn)ALM3004報警的含義很廣泛，其中絕大多數(shù)與CL800編程有關(guān)。檢查所執(zhí)行的程序，該程序為CL800語言編制的特殊程序，程序中使用了利用@命令寫入NC-MD參數(shù)的指令。
保證以上指令能夠執(zhí)行寫入的前提是系統(tǒng)參數(shù)NC-MD5012bit2必須設(shè)定為“0”，檢查系統(tǒng)中此參數(shù)設(shè)定錯誤；重新設(shè)定后，程序可以執(zhí)行，機床恢復(fù)正常。
14．810M出現(xiàn)ALM3報警的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 810M的臥式加工中心，在機床調(diào)試過程中時，出現(xiàn)ALM 3、ALM6105報警。
維修分析和解決方案：SIEMENS 810M出現(xiàn)ALM3報警的含義是“PLC運行停止”，ALM6105報警的含義是“MC5塊丟失”，可能的原因是PLC程序調(diào)用了一個無效的程序塊。為了確認故障原因，使用SIEMENS編程器與CNC聯(lián)機后，在TEST方式下，通過子目錄OUT PLC inbations檢查PLC中斷棧(ISTACK)，檢查發(fā)現(xiàn)PLC中斷棧的*RUFBST標(biāo)志位為“1”，確認PLC程序調(diào)用了一個無效的程序塊。進一步檢查發(fā)現(xiàn)該程序塊為PB35；修改PLC程序，在OBl中取消PB35調(diào)用指令后，故障排除。
15．加工程序不能執(zhí)行的故障維修
