西门子802D数控加工中心报警故障维修

2017-04-10张春婷

设备管理与维修 2017年6期

张春婷

（陕西重型汽车有限公司，陕西西安 710200）

1 故障实例解析

FAS160KE数控仿型龙门铣加工中心是早期的德国产品，经过30余年使用，在2009年进行了电气部分改造，机床数控系统采用了SINUMERIK 802D数字交流伺服系统。数控系统的主要配置：SINUMERIK 802D基本单元；电源模块；主轴变频器；驱动为X，Y，Z，W的4轴驱动系统，均采用全数字式交流伺服系统。

设备在加工过程中，出现Profibus-DP总线报警。报警号380500，显示“Profibus-DP：驱动 X1，代码 504，数据 0，时间127917出错”。

故障现象，X轴运动到某一位置时，X方向无法正常动作，Y方向运行正常，且显示屏出现“025201”轴X1伺服报警信号。经查资料，“380500”属于西门子802D系统的一级报警，主要与Profibus总线、通信电缆、伺服电机、编码器、驱动模块等部位的损坏或接触不良有关。为及时恢复设备加工状态，按照先机械后电气，先外围后内部等设备故障处理原则进行排查。

2 故障判断排查

2.1 X轴丝杠

此台设备使用年份较久，且加工时会产生铁屑，为排除X方向机械丝杠卡住引起的误报警，故在设备电气故障判断前，先检查了X轴丝杠两头及周围有无铁屑和杂物。经检查，丝杠旋转平滑并无杂物铁屑，排除了X轴机械方面故障。

2.2 Profibus总线单元

在排查了X方向机械丝杠方面的问题后，先对影响Profibus总线通信的部分进行排查,该设备除数控系统外，电气改造时配电柜内的重要部件也都采用了西门子品牌。总线内各主站、从站都通过总线插座连接至传送介质，若总线插头接触不良，将会导致整个网络抗干扰能力不强，网络通信接不上或者时通时断，插座上的设置开关严格遵循终端为“ON”，中间为“OFF”的原则。而西门子的总线插座已内置了终端和偏置电阻，通过设置开关可方便地接通或断开。通过接通或断开总线插座的终端电阻开关，可以非常方便地连接或切断插座后面部分网络的信号传输。

（1）设置开关检查。根据总线插座设置开关的特点，先检查了设置开关的ON和OFF是否分别处于终端及中间的正确位置，仔细检查后，各个总线端口的位置都正确，设备报警未解除。

（2）总线插座内置电阻检查。在测量插座内置电阻前，首先确认屏蔽双绞线的接地、连接可靠及屏蔽性良好无损坏，再使用万用表测量了总线插座内的终端电阻的阻值，结果表明总线插座接触良好，重新上电后，报警仍未解除。

（3）通信电缆检查。此台设备为大型龙门加工中心，设备与配电柜间及设备横梁电缆架上都有长度较长、数量较多的电缆。电缆随着铣床加工时横梁的来回移动也会弯曲移动，在长时间运行后，若电缆局部断线就会引发通信故障。故检查时，先将X轴移动至故障报警的位置点，再逐根移动电缆线，仔细检查测量X轴上每根反馈信号线的通信及连接状态，发现信号线在电缆移动的过程中，接触良好。设备重新上电后，报警未解除。查看配电柜内X方向驱动器屏幕的报警号为EA504，涉及编码器故障。

3 X轴伺服系统

3.1 伺服驱动器检查

此台设备使用的西门子SIMODRIVE 611伺服驱动器是一种模块化三极管脉冲变频器，而X，Y，Z，W 的4个轴，每个轴都由1个SIMODRIVE 611伺服模块控制，并带动1台西门子交流伺服电机作为伺服系统的执行元件。

根据上述分析，结合X方向的伺服驱动器的报警号EA504，且设备的X，W轴的驱动模块及安装的伺服电机型号相同，故采用置换法，将两个方向的SIMODRIVE 611UE伺服驱动器进行互换，确认无误上电后，W轴方向未报警，X轴方向报警未解除，驱动器运行正常，排除此部件的故障。

3.2 X轴位置编码器检查

此台设备在改造时，伺服系统增加了X轴半闭环控制位置编码器，通过编码器检测电机轴的角位移间接地获得位置输出量的等效反馈信号，该反馈信号与系统中的指令信号比较，比较后差值控制部件移动直到差值消除，所以编码器错误必然导致X轴伺服无法正常工作。检查 X轴位置编码器。将编码器的插座重新插拔后，设备上电，报警未解除。将X轴和W轴伺服驱动器上的编码器反馈信号线互相对调，连接可靠后设备上电，报警未解除，W轴运行正常；再将X轴伺服电机和W轴伺服电机的三相电源线相互对调，连接可靠后设备上电，报警未解除，但W轴运行正常，这说明X轴编码器的反馈信号线及伺服电机电源线状态良好。