SIEMENS 810系统的故障诊断与维修

SINUMERIK810D系统机械手故障排除与解决方法SINUMERIK810D系统机械手故障排除与解决方法摘要：SINUMERIK是西门子为其数控系统注册的品牌，90年代末西门子推出SINUMERIK 810D系统。

SINUMERIK810D系统的特点是在数字化控制的领域中，第一次将CNC和驱动控制集成在一块主板上，快速的循环处理能力，使其在模块加工中独显威力。

它比以往的数控系统更加容易使用，更加简单易懂，它的硬件结构更加清晰、小巧、智能化，显示界面好更加清晰饱满，功能更加先进，反响速度更快。

它以其高质量、高性能，得到了广阔用户的认可，就其系统本身而言完全经受得了连续长时间的工作考验，当然故障还是难免的，总结我在使用过程中的故障主要存在于轴向功能上，下面就以轴向功能故障做一个简单地分析并提供一些解决方案，希望能给使用或喜欢使用SINUMERIK 810D系统的同行们带来点思路和帮助，也恳请大家提出珍贵意见。

关键词：数控加工中心；凸轮式机械手；刀库；机床维护；企业效益1 数控加工中心简介与故障描述数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的自动化机床。

它是一种功能较全的数控加工机床。

它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。

加工中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具，在加工过程中由程序自动选用和更换。

由于机床机械手使用频率较高的原因出现故障的概率也大大增加，在机床启动过程中，系统会对机床软硬件进行检测，但是开机后会显示“700048〞，机床报警无法工作。

查阅说明书查阅是机械手伸出故障，重启机床后故障还是没有解除，完全无法正常工作。

2 机床故障分析与处理过程数控加工中心是以凸轮作为驱动机构的凸轮式机械手，它具有结构简单，动作平稳，相位准确、工作节奏快、本钱低等独特优点。

首先尝试进行机械手的手动换刀，输入相关换刀指令后，系统没有反响，换刀失败，系统又再次报警。

WHC160数控镗床软件故障维修实例牟建伟（一重集团有限公司设备维修分公司工程师，黑龙江富拉尔基161042）摘要：以WHC160数控镗床为例讲述采用SIEMENS 810数控系统的数控机床的常见软件故障的维修。

关键词：软件故障；机床数据；初始化WHC160数控镗床是我公司八十年代从波兰引进的数控机床，该数控机床采用了SIEMENS 810系统。

SIEMENS系统的软件设计较复杂，功能也较强，通常都要用编程器、计算机进行安装与调试。

810系统包括PLC程序在内的大量数据都是存储在电池供电的RAM之中，这些数据一旦丢失，必须对机床进行重新调整，甚至于需要重新编制PLC程序，因此必须重视对系统软件及数据的保护。

1 810数控系统的软件及数据组成和保护810数控系统的软件及数据组成主要分为三类：1、SIEMENS编制的启动芯片程序、基本系统程序、加工循环程序、测量循环程序；2、由机床厂家编制的PLC程序、报警文本、NC数据、PLC数据；3、操作/编程员编制的工件的主程序、子程序、刀补程序，零点偏置及R 参数。

其中第1类和第3类数据由于其存储方式或数据来源，决定了现场恢复比较容易。

但第2类数据是由机床厂家编制并经过调整优化得到的数据，它是数控机床的关键，而且存储于用电池供电的RAM 存储器中，因此清除和修改都很容易；一旦这些内容被改写或丢失，整台机床就不能正常工作，因此，第2类软件数据的保护部题在810系统中一分突出，应采取以下措施，保护这些数据：a、将系统软件和数据通过编程器PG 675或PG740进行备份，存储于磁盘或光盘中，最好还能打印成文字形式，以便进行校对与手动输入。

在机床交货时，机床制造厂家作为机床必备的资料向使用者提供。

b、由于系统软件和数据可以通过操作清除和修改，这样虽然给机床调整带来方便，但如果管理不善，也会造成人为的故障。

特别是系统的初始化操作，极有可能删除系统程序和数据，因此，应通过设置密码与制定相应的制度，防止误操作。

西门子数控系统Sinumerik810D/840D常见问题及解答说明： Q:常见问题 A：解决方法HMIQ1. 840D OEM显示故障A:机床制造厂家在HMI安装使用PROGRAM PACKAGE等软件编制的画面，修改了HMI 原有的菜单系统，所以请参考机床生产厂家的使用说明书，完成数据恢复操作。

Q2. HMI与NCU的版本配置有什么要求?A: NCU更换为572.3, PC卡更换为05.03.42, 问题解决。

注：关于HMI与NCU兼容表，请您与本地的西门子办事处联系。

Q3. 840D密码问题A: 如果条件允许，可按下面的方法试试：备份好NC, PLC数据清NC数据读回备份的NC数据此时，制造商的密码又是SUNRISE了Q4. 840D面板故障A: 1. 检查MPI电缆2. MCP面板保险丝Q5. 840D取消屏保的方法A: 开F盘的mmc2.ini可以改变时间。

在系统上，按如下步骤操作：Start up->MMC->Editor编辑 F:\MMC2\MMC.INI文件中MMCScreenOffTimeInMinutes = 5; latency for screen saver将设定值改为0，即可。

Q6. 请教810D系统PCU 50上的USB口如何激活?A: 首先，HMI的操作系统必须是Windows XP系统。

需要修改一下F:\MMC2\MMC.INI文件(打开文件方法见问题5)。

找到其中的FloppyDisk=A：改为FloppyDisk=G：因为系统有C，D，E，F四个驱动器，当U盘插上后，系统自动默认其为G盘。

看到这儿，大家都应该明白了，修改过后，所有界面上对软盘的操作都变成了对U盘的操作。

如果需要软盘和U盘同时有效，需要安装其他软件。

Q7. 谁知道880系统的口令?A: 默认是1111，如果自己改过但忘记了，可以用下面指令读出（在MDI或程序中输入然后执行)：@300 R1 K11此指令是把第11号参数读入R1，然后查看R1，就知道密码了。

SINUMERIK 810D系统主板故障与维修
刘秀燕
【期刊名称】《机床电器》
【年(卷),期】2005(032)001
【摘要】2003年，我公司先后有三台数控车床的SINUMERIK 810D系统主板发生故障，现将故障现象与维修过程写出来，以期与同行共同讨论。

【总页数】1页(P22)
【作者】刘秀燕
【作者单位】西安市西航公司,710021
【正文语种】中文
【中图分类】TP306+.3
【相关文献】
1.西门子810D数控系统故障维修一例 [J], 牛志斌;陈贵良;柏刚
2.SINUMERIK 820系统的故障维修 [J], 颜代书
3.SINUMERIK820系统的故障维修 [J], 颜代书
4.SINUMERIK 810D系统机械手故障排除与解决方法 [J], 温树堂
5.西门子数控系统维修(四)——第三讲 SINUMERIK 810D/840D介绍 [J], 张泰华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

SIEMENS系统的故障诊断与维修3.2.1 硬件故障的诊断SIEMENS系统的硬件特点是模块少、整体结构简单，用户一般无需调整，硬件的可靠性较高。

系统硬件故障时，通常情况下，需要对模块进行检测与维修，且应具备一定的测试条件、工装和相应的维修器件。

因此，现场维修时，一般只要求能够根据模块的功能结合故障现象，判断、查找出发生故障的模块，进行备件替换。

当CPU或存储器等模块更换后，还需要重新进行数据的输入和系统的初始化调整，使系统恢复正常工作。

以810/820系统为例，硬件故障的一般检查方法如下，其他系统的故障诊断方法与此类似。

1．电源模块的故障诊断SIEMENS 810与820系统电源模块的区别仅在于输入电压不同，模块的输出电压及外部接口一致。

810系统电源模块采用的是直流24V输入，显示器电源为直流15V；820采用交流220V输入，显示器为交流220V。

电源模块的输出直流电压有+5V，-5V，+12V，-12V，+15V等，具有过电流、短路等保护功能。

测量、控制端有+5V电压测量孔、电源正常(POWERSUPPLY OK)信号输出端子、系统启动(NC-ON)信号输入端子及复位按钮(RESET)等。

电源模块的工作过程如下：1)外部直流24V或交流220V电压加入；2)通过短时接通系统启动(NC-ON)信号，接通系统电源；3)若控制电路正常，直流输出线路中无过电流，“电源正常”输出触点信号闭合；否则输出信号断开。

电源模块的故障通常可以通过对+5V测量孔的电压测量进行判断，若接通NC-ON信号后，+5V测量孔有+5V电压输出，则表明电源模块工作正常。

若无+5V电压输出，则表明电源模块可能损坏。

维修时可取下电源模块，检查各电子元器件的外观与电源输入熔丝是否熔断；在此基础上，再根据原理图逐一检查各元器件。

当系统出现开机时有+5V电压输出，但几秒钟后+5V电压又断开的故障时。

一般情况下，电源模块本身无损坏，故障是由于系统内部电源过载引起的。

数控维修专讲-SIEMENS 系统的基本检查SIEMENS 系统的基本检查与信号诊断3. 3. 1 I/ O信号的构成根据系统型号的不同，各SIEMENS系统的I/O(输入/输出)信号构成有所区别，对于常用的系统，一般有使用I/O模块与直接使用SIEMENS标准PLC的软、硬件两种结构形式。

前者一般用于功能较简单、控制轴数较少的数控系统，如：SIEMENS 810/820/802等：而后者一般用于功能较强、控制轴数较多的数控系统，如：SIEMENS810D/840D等。

SIEMENS 810/820M/802D是使用I/O模块的结构形式。

在SIEMENS 810/820M 系统中，I/O信号是通过I/O子模块直接与系统的I/O总线连接的。

根据机床的不同要求，I/O模块的数量可以增减，最大为4个I/O模块，每一子模块的I/O点为64/32点(见图3-6)。

在SIEMENS802D系统中，I/O信号子模块直接作为系统PROFIBUS总线的外设，因此，称之谓PP(PROFIBUS Peripheral)。

根据机床的不同要求，PP模块的数量是1个或2个模块，每一子模块的I/O点为72/48点(见图3-7)。

SIEMENS 810D/840D系统是直接使用SIEMENS标准PLC的软、硬件结构形式。

系统中的I/O信号子模块直接使用SIMATIC S7-300的软件与硬件，PLC的CPU集成在系统的NCU(或CCU)中，I/O模块与系统间通过SIMATIC S7-300IM 连接电缆与系统的I/O总线相连接。

在840D中最大可以连接3个SIMATIC S7-300扩展模块框架，每个扩展模块框架最大可以安装8个I/O子模块。

SIMATIC S7-300I/O子模块的I/O 点数与输入/输出规格要求，可以根据机床的不同要求选配，每个SIMATIC S7-300I/O子模块最多可以有16点输入或16点输出。

几乎所有的SIEMENS 802/810/840系统(例外的有SIEMENS PRIMOS等经济型系统)，由于系统都有内部PLC功能，所以各I/O模块上的I/O信号的用途与意义无规定。

关于西门子810系统机床返回参考点的故障分析栏且主持赵宇龙meritand肘抛鹏曼童|圈关于西门子810系统机床返回参考点的故障分析湖南铁道职业技术学院天一实业有限公司(株洲412001)刘建峰1.结合西门子810系统返回参考点过程相关机床数据,浅析机床回参考点的工作原理西门子810系统有以下数据与返回参考点过程直接相关,*号为数字0,1,2,3,4等,代表不同的伺服轴.如0代表第一轴,通常为轴;1代表第二轴,通常车床为z轴,铣床为l,轴.MD240*:参考点的数值,返回完参考点后,屏幕显示参考点的机床坐标值.MD244*:参考点偏移,系统接受到参考点脉冲后,再移动的距离,该机床数据可以用来调整参考点的实际位置.MD284*:返回参考点时,压上参考点减速开关后的速度.MD296*:返回参考点速度.MD560*位6:返回参考点时自动识别方向.MD564*位0:接近参考点的方向.要排除回参考点的故障,首先要搞清回参考点的方式.根据机床数据"MD560*位6"设置的不同而分有:(1)当"MD560*位6"设置为…0'时,为不自动识别返回参考点方向,机床参考点在参考点碰块和限位开关之间.这时有3种情况,下面分别加以分析.①轴在参考点的前方.见图1,按下机床数据中规定的方向键后,进给轴开始加速到MD296*规定的速度.当压上参考点碰块时,开始减速到MD284*规定的速度,离开参考点碰块后,接收到第一个参考点脉冲时,开始减速到0.为了消除机床的反向间隙,伺服轴j重度MD296MD284图1重新起动,用MD284*的速度继续走2000个单位,这时,确定实际参考点,并发出该轴已找到参考点的信号.②轴在参考点碰块上.见图2,按下机床数据中规定的方向键后,因为轴在参考点碰块上,所以轴立即加速到机床数据MD284*规定的参考点慢速的速度,而不是加速到机床数据MD296*规定的返回参考点速度.后面的过程与第一种情况相同.速度图2③轴在参考点碰块后面.见图3,因为没有在参考点碰块上,所以按下机床数据中规定的方向键后,首先加速到接近开关参考点的速度(MD296*规定的速度). 因为没有回到参考点,所以软件限位不起作用,直到按下限位开关,轴运动才停止.速度MD296图3因此在不自动识别返回参考点方向时,开机后应手动将轴向返回参考点方向的相反方向移动一段距离,使轴不在参考点碰块之后,以避免上述情况的发生. (2)当"MD560*位6"设置为…0'时,为自动识别返回参考点方向,参考点碰块设置在轴的一端,参考点在参考点碰块的前面.缸板l一':冷加工.:堡箜!塑l冒圈里鱼兰塑…d舭胍①轴在参考点碰块的前面.在这种情况之下,按下相应的方向键后,轴加速到机床数据MD296*规定的速度.压上参考点开关后,减速到0,然后向相反方向运动,速度为MD284*中规定的速度,离开参考点碰块,接收到第一个参考点脉冲时,即可确定参考点,其他过程与上面的相同,详见图4.速度MD284图4②轴在参考点碰块上.在这种情况下按下相应的方向键后,因为轴在参考点碰块上,系统自动识别运动方向.离开参考点碰块后,接收到第一个参考点脉冲,确定参考点,后过程与上面相同,详见图5.速度MD296图5③轴在参考点碰块后而.这种情况不可能发生.2.根据机床返回参考点的工作原理,排除机床故障机床返回参考点的过程是PLC系统与数控系统配合完成的,由数控系统给出返回参考点的命令,然后轴按预定的方向运动,压上零点开关后,PLC向数控系统发出减速信号,数控系统按照预定的方向减速运动.离开参考点碰块后,由测量系统接收零点脉冲,接收到第一个脉冲后,确定参考点,并设定坐标值,所有的轴都找到参考点后,返回参考点的过程结束.总结起来,数控机床开机返回不了参考点的故障一般来说主要有三种情况:第一是由于零点开关出现问题,PLC没有产生减速信号;第二种情况是编码器或者是光栅尺的零点脉冲出现了问题;第三种情况是数控系统的测量模块出现了问题,没有接收到零点脉冲.例如,数控沟槽磨床在返回参考点时出现6023报警.这台机床开机后返回参考点时,首先l轴返回参囵堕堡复耙板l冷加工考点,没有问题,然后X2轴返回参考点,这时X2轴一直正向运动,然后出现报警6023"x2AXIS+VE OVERTRA VEL",指示X2轴超过正向限位.观察故障现象,在X2轴返回参考点时,X2轴按预定的方向运动但不停,一直压到限位开关产生报警而停止.根据工作原理,返回参考点时应该正向运动,压上零点开关后反向慢速运动,找到参考点后脉冲停止运动.而观察故障现象,没有反向运动的过程,说明零点开关损坏或串位,用数控系统的DIAGNOSIS功能检查PLC的零点开关的输入I3.2(接到X2零点开关上)的状态,发现其状态为…0',在返回参考点的过程中一直没有变化,更证明了这个问题.但检查零点开关位置没有问题,检查零点开关也没有损坏,再检查其电气接线路,发现这个开关的一条信号线折断,PLC得不到零点开关的开,关信号,所以也就没有产生减速信号.下例也是一个比较典型的实例.有时因为编码器的零点脉冲距离零点开关太近,使每次返回参考点的实际位置可能不是一个位置,如图6每次离开参考点碰块的时机不可能完全一致,当稍早些(开关在A点断开),刚一离开碰块就接收到编码器的零点脉冲z,如图7 (编码器返回参考点时逆时针旋转),这时就立即找到了参考点.如果零点开关稍微慢一些断开,像在曰点断开,这时参考点脉冲刚刚错过,编码器旋转接近一周才能发出下一个参考点脉冲,这时找到的参考点曰与参考速度参考点脉冲参考点脉冲图6图7G考点脉冲)Egt.d咖眦童暖圈西门子802D在机床改造中的应用东方汽轮机厂叶片分厂(四川德阳618201)杜江华XK715B机床是我厂20世纪90年代初期从上海第四机床厂引进的立式数控铣床.该机床原数控系统配置为美国A.B公司的8400MP系统,,y,z轴驱动均PPPP,PPPPPPP点A的距离为一个丝杠螺距.所以编码器在参考点脉冲附近离开参考点碰块是不合理的,在图7中圆弧EFG 内是比较合理的,恰好在与参考点脉冲距离半周的F附近是最佳位置.例如,一台数控沟槽磨床返回参考点不准,这台机床因为轴编码器损坏,更换编码器一段时间后出现问题, 有时开机返回参考点后加工工件时,磨削不到工件,调整补偿后可以磨削到工件,但下次重开机床后,再加工工件又磨削过多.经检查,有时两次返回参考点的位置相差6mm,为丝杠螺距,经多次轴返回参考点之后进行检查,参考点位置要么不差,要么就差6ram,所以认为编码器参考点脉冲位置设置的不恰当.将编码器拆下来,把编码器旋转半周后重新安装,机床再也不出现这个故障了.3.小结根据用户使用西门子8l0系统出现的回参考点故障,结合平时的维修作了如下归纳:首先可对减速撞块和减速开关的状态进行检查.这包括:减速撞块有无松动现象,减速开关固定是否牢固,有无损坏;若无问题,应进一步用百分表或激光测量仪检查机械相对位置的漂移量;减速撞块的长度是否合适;移动部件回参考点的起始位置,减速开关位置与参考点位置的相对关系是否适当.然后可检查采用绝对式的位置检测装置;继而检查伺服电动机每转的运动量,指令倍率比及检测倍乘比的设置;检查回参考点快速进给速度的参数设置,快速进给时间常数的参数设置以及参考计数器的设置是否合适等.幢(收稿日期:20050815)为安川驱动装置,主轴驱动为安川变频器.该机床作为我厂重点设备之一,承担着重要的加工任务,运行一直比较稳定.但是,近年来,电器及控制系统严重老化,故障频繁不断.另一方面,数控系统及驱动装置的版本相当低,生产厂家几乎已经停产,购置备件十分困难且价格昂贵. 我们对板级上的元器件也作过多次修复,随着企业生产任务的繁重,设备故障率节节攀升,我们根据实际情况进行了仔细讨论和分析,决定对该机床进行改造.一,改造方案1.数控系统及驱动经过反复的比较,我们选择了SIEMENS802D数控系统.该系统具有免维护性能,其核心部件PCU(面板控制单元)将CNC,PLC,人机界面和通信等功能集成于一体,可靠性高,易于安装;SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴;通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器,输入输出模块连接起来;模块化的驱动装置SIMODRIVE61lUE配套lFK6系列伺服电动机, 为机床提供了全数字化的动力.此外,该系统可通过视窗化的调试工具软件,便捷地设置驱动参数,并对驱动器的控制参数进行动态优化.SINUMERIK802D也集成了内置PLC系统,对机床进行逻辑控制,采用标准的PLC的编程语言Micro/WIN进行控制逻辑设计,并且随机提供标准的PLC子程序库和实例程序,简化了设计过程,缩短了设计周期.在改造过程中,驱动装置按照西门子系统配套的标准配置以达到最佳的系统性能,保证机床改造后运行的稳定性和可靠性,且便于日后的维护.原主轴电动机为同步电动机,改造后将主轴电动机更换成普通的三相交流异步电动机,采用变频器来驱动主轴电动机.2.机械部分经查,该机床的各方面机械性能都非常完好,无需作缸板l冷加工2006年第1期。

数控机床PLC故障诊断与维修与PLC有关故障特点（1）数控机床中与PLC有关的故障，首先应确认PLC的运行状态，判断是自动运行方式还是停止方式。

（2）在PLC正常运行情况下，分析与PLC相关的故障时，应先把不正常的输出结果确定下来，然后就可以开始查找故障了。

（3）大多数有关PLC的故障是外围接口信号故障，所以在维修时，只要PLC有些部分控制的动作正常，都不应该怀疑PLC程序。

如果通过诊断确认运算程序有输出，而PLC的物理接口没有输出，则为硬件接口电路故障。

（4）硬件故障多于软件故障。

例如，当程序执行M07（冷却液开），而机床无此动作，大多是由于外部信号不满足，或执行元件故障，而不是CNC与PLC接口信号的故障。

与PLC有关故障检测方法根据故障号诊断故障数控机床的PLC程序属于机床厂家的二次开发，即根据机床的功能和特点，编制相应的动作顺序以及报警文本，对过程进行监控。

当出现异常情况，会发出相应报警。

在维修过程中，要充分利用这些信息。

维修实例1某数控机床的换刀系统在换刀指令时不动作，机械臂停留在行程中间位置上，CRT显示某报警号，查手册得知该报警号表示换刀系统机械臂位置检测开关信号为“0”，即“刀库换刀位置错误”。

根据报警内容，可诊断故障发生在换刀装置和刀库两部分，由于相应的位置检测开关无信号送至PLC的输入口，从而导致机床中断换刀。

造成开关无信号的可能原因有两个：一是由于液压或机械上的原因造成动作不到位而使开关得不到感应；二是接近开关失灵。

首先检查刀库中的接近开关，用一薄金属片接近感应开关，通过检查发现开关正常。

因机械臂停留在中间位置，所以两个信号都为“0”。

机械装置检查：“臂缩回”的动作是由电磁阀YV21控制的，手动该电磁阀，把机械臂退回至“臂缩回”位置，机械恢复正常。

这说明手控电磁阀能使换刀位置定位，从而排除了液压或机械上的阻滞造成换刀系统不到位的可能性。

由以上分析可知，PLC的输入信号正常，输出动作无误，问题出在操作不当或PLC设置不当上，经过操作观察，两次换刀时间的间隔小于PLC规定的要求，从而造成PLC程序执行错误引起报警。