西門子數(shù)控機(jī)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(jī)床其他動作全部正常，因此可以確認(rèn)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(jī)床設(shè)定參數(shù)SD5000 bit0進(jìn)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(jī)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(dá)R3指定的位置后，Z軸不停止進(jìn)給，繼續(xù)往下運動。
維修分析和解決方案：由于機(jī)床其他動作全部正常，因此可以確認(rèn)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(jìn)給，因此只有在主軸停止后，Z軸才停止進(jìn)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(dá)R3位置后，繼續(xù)往下進(jìn)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(jī)床參數(shù)MD5013 bit0進(jìn)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(jìn)給在R3指定的位置停止進(jìn)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(jī)床采用的是無機(jī)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(jī)床的換刀與主軸間的互鎖有關(guān)。仔細(xì)檢查機(jī)床的PLC程序設(shè)計，發(fā)現(xiàn)該機(jī)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。現(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(dá)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(dá)”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(rèn)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(jī)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(jī)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(jī)床刀庫運動存在明顯的沖擊，在刀庫到達(dá)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)床輸入分辨率、位置控制分辨率等。同樣，由于機(jī)床的刀號是數(shù)控系統(tǒng)的T代碼進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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?！睓z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(jī)默認(rèn)G代碼參數(shù)NC-MDl080~MDll80。
根據(jù)機(jī)床的實際要求設(shè)定以上開機(jī)默認(rèn)G代碼后，機(jī)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?！睓z查加工程序正確；進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(dá)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(jī)床恢復(fù)正常。
11．快進(jìn)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(jìn)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(dá)DAC輸出極限。”根據(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(jī)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(jī)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(jìn)一步檢查系統(tǒng)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)該機(jī)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(jī)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(jī)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(rèn)故障原因，使用SIEMENS編程器與CNC聯(lián)機(jī)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(rèn)PLC程序調(diào)用了一個無效的程序塊。進(jìn)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
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 802D系統(tǒng)的數(shù)控銑床，加工程序無法執(zhí)行。
維修分析和解決方案：本機(jī)床在選擇了加工程序名稱，按下“執(zhí)行”鍵后，系統(tǒng)顯示器提示“系統(tǒng)不在復(fù)位狀態(tài)”；按系統(tǒng)“復(fù)位”鍵，并再次按下“執(zhí)行”鍵后，系統(tǒng)顯示器仍然提示“系統(tǒng)不在復(fù)位狀態(tài)”，無法執(zhí)行加工程序。
通過MDA方式執(zhí)行程序，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作正常；而且在隨意編入其他簡單的加工程序進(jìn)行試驗時，機(jī)床仍然可以正常運行，由此判定故障原因應(yīng)在用戶的加工程序上?？紤]到本機(jī)床用戶加工程序未能進(jìn)行選擇，因此，程序名出錯的可能性較大。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，用戶加工程序采用了中文字符，系統(tǒng)無法進(jìn)行識別。按802D對程序名的要求：
①首兩位必須為字母。
?、谄溆辔粸樽帜?、數(shù)字或下劃線。
?、鄄豢梢允褂梅指舴?。
?、茏址倲?shù)不能超過16個字符。
重新修改程序名后，加工程序工作正常。
16．自動換刀中斷的故障維修
故障現(xiàn)象：一臺采用西門子SINUMERIK 840C系統(tǒng)的臥式加工中心，在自動換刀時，出現(xiàn)刀庫定位不正確的故障，機(jī)床換刀不能實現(xiàn)。
維修分析和解決方案：仔細(xì)檢查機(jī)床控制系統(tǒng)，確認(rèn)該機(jī)床的刀庫旋轉(zhuǎn)是通過系統(tǒng)的第5軸進(jìn)行刀庫回轉(zhuǎn)控制的，刀庫的刀具選擇通過第5軸的不同位置定位來實現(xiàn)。
仔細(xì)觀察刀庫的轉(zhuǎn)動情況，發(fā)現(xiàn)該機(jī)床刀庫上的全部刀具定位都產(chǎn)生了同樣的偏差，由此可以確定引起故障的原因，是由于機(jī)床第5軸參考點位置調(diào)整不當(dāng)引起的。重新調(diào)整機(jī)床第5軸參考點位置，將參數(shù)MD2404進(jìn)行重新設(shè)定后，機(jī)床恢復(fù)正常。
17．加工程序無法存儲的故障維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 802D系統(tǒng)的數(shù)控銑床，每次關(guān)機(jī)后，加工程序無法存儲。
維修分析和解決方案：為了確認(rèn)故障原因，維修時編制了多個加工程序進(jìn)行試驗，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象均不存在，即：系統(tǒng)本身并無問題。
檢查操作人員編制的程序，機(jī)床全部動作均執(zhí)行正確無誤。因此可以排除程序錯誤的原因?？紤]到802D系統(tǒng)的特點，判定程序名出錯的可能性較大。進(jìn)一步檢查用戶加工程序名，并按802D對程序名的要求修改后，加工程序即可以保存。
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SIEMENS 802S、802C系列是SIEMENS公司專為簡易數(shù)控機(jī)床開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型系統(tǒng)，兩種系統(tǒng)的區(qū)別是：802S/Se/Sbase line系列采用步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動；802C/Ce/Cbase line系列采用數(shù)字式交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
SIEMENS 802S、802C系列系統(tǒng)的CNC結(jié)構(gòu)完全相同，可以進(jìn)行3軸控制/3軸聯(lián)動；系統(tǒng)帶有±10V的主軸模擬量輸出接口，可以配具有模擬量輸入功能的主軸驅(qū)動系統(tǒng)（如：變頻器）。
SIEMENS 802S、802C系列系統(tǒng)可以配OP020獨立操作面板與MCP機(jī)床操作面板，顯示器為7in或5.7in單色液晶顯示。集成內(nèi)置式PLC最大可以控制64點輸入與64點輸出，PLC的I/O模塊與ECU間通過總線連接；系統(tǒng)體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，性能價格比高。
802D與802S、802C有較大的不同，在功能上比802S/C系統(tǒng)有了改進(jìn)與提高，系統(tǒng)采用SIEMENS PCU210模塊，控制軸數(shù)為4軸/4軸聯(lián)動，可以通過611U伺服驅(qū)動器攜帶10V主軸模擬量輸出，以驅(qū)動帶模擬量輸入的主軸驅(qū)動系統(tǒng)。
系統(tǒng)可以配OP020獨立NC鍵盤、MCP機(jī)床操作面板（與802S/C相同），802D采用了10.4in彩色液晶顯示器，比802S/C（5.7in或7in單色液晶顯示）具有更好的操作性能。系統(tǒng)與驅(qū)動、I/O模塊間利用PROFIBUS總線進(jìn)行連接；I/O模塊采用了獨立的輸入、輸出單元（PP72/48 I/O單元），每一系統(tǒng)最大可以配備兩個PP72/48 I/O單元，點數(shù)比802S/C系統(tǒng)大大增加，最大可以到144/96點。
其伺服驅(qū)動與802C相同，通常采用SIEMENS611數(shù)字式交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動器的調(diào)試可以直接利用SIMOCOMU軟件完成，調(diào)整十分方便。
