810d 维修修理西门子810d黑屏

西门子840D数控系统故障维修方法

一．西门子840D系统的组成

SINUMERIK840D是由数控及驱动单元（CCU或NCU），MMC,PLC模块三部分组成，由于在集成系统时，总是将SIMODRIVE611D驱动和数控单元(CCU或NCU)并排放在一起，并用设备总线互相连接，因此在说明时将二者划归一处。

l 人机界面

人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成

MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)单元，MMC,MCP

(Machine Control Panel)三部分。MMC实际上就是一台计算机，有自己独立的CPU,还可以带硬盘，带软驱；OP单元正是这台计算机的显示器，而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。

1.MMC

我们zui常用的MMC有两种：MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘；而MMC103的CPU为奔腾，可以带硬盘，一般的，用户为SINUMERIK810D配MMC100.2,而为SINUMERIK840D配MMC103.

※ PCU(PC UNIT)是专门为配合西门子的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、

OP15等而开发的MMC模块，目前有三种PCU模块--PCU20、PCU50、PCU70, PCU20对应于MMC100.2，不带硬盘，但可以带软驱；PCU50、PCU70对应于MMC103,可以带硬盘，与MMC不同的是：PCU50的软件是基于WINDOWS NT的。PCU的软件被称作HMI,

HMI有分为两种：嵌入式HMI和高级HMI。一般标准供货时，PCU20装载的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70则装载高级HMI.西门子840D数控系统维修

2.OP

OP单元一般包括一个10.4″TFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求，西门子为用户选配不同的OP单元，如：OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031zui为常用。

3.MCP

MCP是专门为数控机床而配置的，它也是OPI上的一个节点，根据应用场合不同，其布局也不同，目前，有车床版MCP和铣床版MCP两种。对810D和840D，MCP的MPI地址分别为14和6，用MCP后面的S3开关设定。

对于SINUMERIK840D应用了MPI（Multiple Point Interface）总线技术，传输速率为187.5k/秒，OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。为提高人机交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）总线，它的传输速率为1.5M/秒。

l 数控及驱动单元

1.NCU数控单元

 SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU（Numenrical Controlunit）单元：中央控制单元,负责NC所有的功能,机床的逻辑控制,还有和MMC的通讯 它由一个COM CPU板. 一个PLC CPU板和一个DRIVE板组成.

根据选用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分为NCU561.2,NCU571.2,

NCU572.2,NCU573.2(12轴)，NCU573.2(31轴)等若干种，同样，NCU单元中也集成SINUMERIK840D数控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相应的数控软件和PLC控制软件，并且带有MPI或Profibus借口，RS232借口，手轮及测量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU单元很薄，所有的驱动模块均排列在其右侧。

西门子840D数控系统故障维修方法

西门子数控系统的维修方法：

1）电源接通后无基本画面显示

（a）电路板03840号板上无监控灯显示

（b）03840号电路板上监控灯亮

①监控灯闪烁。如果监控灯闪烁频率为1Hz，则EPROM有故障；如果闪烁频率为2Hz，则PLC有故障；如以4Hz频率闪烁，则保持电池报警，表示电压已不足。

②监控灯左灭右亮。表示操作面板的接口板03731板有故障或CRT有故障。

③监控灯常亮。这种故障，通常的原因有：CPU有故障；EPROM有故障；系统总线（即背板）有故障、电路板上设定有误、机床数据错误、以及电路板（如存储器板、耦合板、测量板）的硬件有故障。

2）CRT上显示混乱

（a）保持电池（锂电池）电压太低，这时一般能显示出711号报警。

（b）由于电源板或存储曾被拔出，从而造成存储区混乱。这是一种软故障，只要将CNC内部程序清除并重新输入即可排除故障。

（c）电源板或存储器板上的硬件故障造成程序显示混乱。

（d）如CRT上显示513号报警，表示存储器的容量不够。

3）在自动方式下程序不能启动

（a）如此时产生351号报警，表示CNC系统启动之后，未进行机床回基准点的操作。

（b）系统处于自动保持状态。

（c）禁止循环启动。检查PLC与NC间的接口信号Q64.3。

4）进给轴运动故障

（a）进给轴不能运动。造成此故障的原因有：

①操作方式不对；

②从PLC传至NC的信号不正常；

③位控板有故障（如03350，03325，03315板有故障）。

④发生22号报警，它表示位置环未准备好。

⑤测量系统有故障。如产生108，118，128，138号报警，这是测量传感器太脏引起的。如产生104，114，124，134报警，则位置环有硬件故障。

⑥运动轴处于软件限位状态。只要将机床轴往相反方向运动即可解除。

⑦当发生101，111，121，131号报警时，表示机床处于机械夹紧状态。

（b）进给轴运动不连续。

（c）进给轴颤动。

①进给驱动单元的速度环和电流环参数没有进行*化或交流电机缺相或测速元件损坏，均可引起进给轴颤动。

②CNC系统的位控板有故障。

③机构磨擦力太大。

④数控机床数据有误，有关机床数据的正确设定如下。

（d）进给轴失控。

①如有101，111，121，131号报警请对夹紧进行检查。

②如有102，112，122，132号报警，则说明指令值太高。

③进给驱动单元有故障。

④数控机床数据设定错误，造成位置控制环路为正反馈。

⑤CNC装置输至驱动单元的指令线极性错误。

（e）103～133号报警。这是轮廓监控报警。速度环参数没有*化或者KV系数太大。

（f）105～135号报警。位置漂移太大引起的。移量超过500mv，检查漂移补偿参数N230～N233。

5）主轴故障

如果实际主轴转速超过所选齿轮的zui高转速，则产生225号报警；如主轴位置环监控发生故障，则发生224号报警。

6）V·24串行接口报警

（a）20秒内仍未发送或接收到数据时：

①外部设备故障；

②电缆有误；

③03840板有故障。

（b）穿孔纸带信息不能输入，其原因有：

①操作面板上钥匙开关在关的位置，从而造成纸带程序不能输入；

②如果0384号板上的数据保护开关不在释放位置时，不能输入数据纸带；

③如果不能输入L80～L99和L900～L999号子程序，则多是由于PLC与NC接口信号Q64·3为“1”（循环禁止）引起的。进口泵阀门

（c）停止位错误。

①波特率设定错误；

②阅读机有故障；

③机床数据错误。

西门子数控840D案例西门子840D数控系统本身性能稳定，故障率极低。配置西门子840D系统的数控设备调试和维修实践中，大部分故障源于设备的安装调试和使用出现的问题，以下列举几个不同类型的维修实例以供参考。

　　例1一台840D系统的TH5840加工中心，在调试出现NCU报警，PS和PF红灯亮，报警是“12460通道%1程序段%2超出%3的符号zui大数目”和“15175通道%1程序段%2程序%3接口不能建立”，并且出现频次没有规律。查阅诊断手册，提示报警来自“用于循环程序定义扩展的内存不足（PROC-指令）”。经修改并删除新的加工程序，报警未能消除，调整程序数目等相关机床参数故障依旧，基本排除是程序内存本身的原因。根据报警出现的频次，且IM361接口模块的SF灯亮，怀疑故障和信号干扰有关，经检查IM361连接电缆，发现电缆屏蔽不良，重新做IM361的连接电缆屏蔽层，报警消除。

　　例2一台840D系统的TH6363卧式加工中心，全闭环控制，在调试中Z轴坐标值显示漂移，实际上Z轴并没有移动，报警是“25050轴%1轮廓监控”。该报警产生的直接原因是NCK对于坐标轴的每个插补点（设置点），根据内部模型计算出实际值，如果计算的实际值与真实的机床实际值之间的差别大于机床数据36400CONTOUR_TOL中给定的值，则程序中止，并发出警报信息。诊断过程是：检查机床数据36400及32200的设置值正常；将Z轴的伺服、电缆、光栅尺与X轴对调，报警出现在X轴；取消将Z轴全闭环，设置为半闭环，报警消除，判断是因为全闭环控制引起的报警，检查Z轴光栅尺的测量头及光栅尺电缆的连接均正常，但电缆的屏蔽线连接不良，重新做好电缆的屏蔽后，报警消除，机床恢复正常。

　　例3一台840D系统的TH42160龙门加工中心，具有X、Y、Z三个进给和一个刀库T四个伺服轴。出现Z轴电机超温报警，伺服驱动器上报警红灯亮。诊断过程是：系统监控页面显示Z轴电机温度150℃，而用手触碰感觉Z轴电机和环境温度相差不大，说明系统没有正确检测到Z轴电机的真实温度，判断是Z轴电机温度传感器不良或Z轴电机反馈电缆连接问题。将Z轴电机的动力及信号电缆与Y轴做对调，Z轴伺服驱动器上报仍然闪亮，说明Z轴电机及电缆是正常的。将Z轴伺服驱动器与一台正常工作的同型号TH42160龙门加工中心对调，疑是故障的Z轴伺服驱动器报警红灯熄灭，可以运行，而对调过来好的Z轴伺服驱动器出现了报警红灯，说明也不是Z轴伺服驱动器的问题。至此，Z轴伺服驱动器、电机、电缆等硬件均检查正常，而此故障又和机床参数无关，经观察，刀库T轴和Z轴共用一块双轴伺服驱动器，故怀疑是刀库轴的故障而误造成Z轴的报警显示。检查T轴电机连接，发现电缆插头中渗进很多的冷却液，进一步把电机的后盖打开，发现其中也渗进很多的冷却液，连电机编码器都被浸泡腐蚀。更换T轴电机后，故障消除，机床恢复正常。此故障案例说明在使用双轴模块时，一个轴的故障可能会反映到另一个轴上，造成误判。

　　例4一台840D系统的TOM850立式加工中心，机床在回参考点方式下旋动倍率开关时，会突然出现3000号急停报警，同时伴有%1轴回参考点异常报警；在自动方式下运行程序时，调整倍率机床明显抖动。诊断过程是：通过对故障现象的观察和分析，故障均是在倍率发生变化时出现，检查并清洗倍率开关后，故障依然存在。检查PLC输入输出信号状态，发现倍率开关从一个倍率挡位旋转到下一个倍率挡位的过渡过程中存在输入信号全都为零的瞬间状况，机床瞬时速度信号失而复得，电机频繁加减速，造成机床抖动。经重新编制倍率控制PLC程序，在倍率开关切换过程中保持上一状态，机床恢复了正常。因此，建议在使用操作面板倍率开关为格雷码时，应避免开关调整瞬间产生的误动作。

　　例5一台840D系统的TK42200龙门数控镗铣床，主轴低速运行正常，实际转速和指令转速匹配，在大于1000r/min，实际转速只有700r/min左右，并且指令转速增加而实际转速也基本不变化；更换主轴伺服，故障仍然出现，检查电缆的连接也正常；因工件的加工方式为齿状排刀在钢件上开槽，冲击较大，故怀疑是电机编码器经长期冲击造成损坏，经更换电机编码器后，故障消除，机床恢复正常。

　　综上所述，充分掌握信息、仔细分析对机床调试维修非常重要。系统自诊断功能越强大，给调试维修提供的帮助和参考也越大，但不能*受其束缚，有很多的故障和报警信息并没有直接的关联，应根据现场情况仔细观察，开阔思路，冷静思考，提高调试维修效率。