数控系统维修

第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修“插补”实质是数控系统根据零件轮廓线型的有限信息(如直线的起点、终点，圆弧的起点、终点和圆心等)，计算出刀具的一系列加工点、完成所谓的数据“密化”工作。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修本节内容：SINUMERIK810/820系统，是西门子公司推出的适应普通车、铣、磨床控制的，集CNC和PLC于一体的安全可靠的数控系统，它可完成对刀具轨迹及外围设备的监控。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修810与820的区别是：810显示器为9in单色，系统电源为24VDC,NC键盘是复合键；820显示器为12in彩色，系统电源为220VAC、50/60HZ；NC键盘是单键符键。其他部分均一致。SINUMERIK810/820系统分为M、T、G型。M型用于镗床、铣床和加工中心；T型用于车床；G型用于磨床。该数控系统一般适用于小型机床。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修1、SINUMERIK810/820系统主要特点：(1)采用模块化结构设计，模块由多层印制线路板制成，经济性好，在一种标准硬件上，配置多种软件，使它具有多种工艺类型，满足多种机床的需要，并成为系列产品。每一个系统都有适应不同加工的型号(2)优良的机床使用性。具有与上级计算机通信的功能，易于进人FMS。(3)编程简单，操作方便。(4)调整时间短，调试方便。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修(5)数据传输采用RS232C串行接口或20mA电流环接口。(6)对位移测量系统、驱动装置、主轴、温度、电压、徽处理器，数据传送系统以及用系统以及用户程序存储器实行监控，其次PCB数量少，结构紧凑，运行可靠。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修硬件结构:可以将CNC看作是一台用于控制数控设备的专用的计算机系统。从20世纪70年代中期开始采用小型计算机作为CNC硬件的基础，替代过去采用中小规模集成电路为基础的硬结构数控(NC)。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修例如，德国西门子公司用SINUMERIK520C/550C替代过去的S520K(550K)。数控由硬结构数控进人CNC时代。CNC的出现使数控装置的体积缩小、功能扩大、性能提高，其可靠性由过去MTBF=539h提高至1500h以上。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修由于70年代后期出现了微处理器，于是在80年代初出现了以微处理器为基础的CNC。如日本FANUC和德国Siemens系列，采用位片式微处理器芯片，很快又出现了采用intel8086作为CPU的FANUC0系列和Siemens的3/8系列CNC。到80年代后期CNC已达到相当高的水平，FANUC0系列其MTBF已超过125个月。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修随着技术发展及用户对CNC功能和性能要求的不断提高，目前CNC硬件己广泛采用各种多CPU结构。80年代后期出现了CNC开放式系统体系结构的发展策略，并出现了以个人计算机(PC)为基础的CNC结构。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修从结构上看，近代CNC组成如下：1、NC：主要负责数控加工程序的处理、插补、伺服进给的控制(位置控制)等数控主流程的处理和控制。2、PLC：主要负责对数控设备及其附属设备的开关控制。3、MMC：(manmachinecontrol人机通讯）)它是CNC负责处理人机界面及外界通信任务的机构，具有图形处理和数据处理功能。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修它们可以由一个CPU集中控制也可以分别由不同的CPU进行控制，如图第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修不同的厂商对这三部分可能采用不同的名称。例如，Siemens公司的sinumerik850(880)系列将数控任务从逻辑上划分至三大部分：NC、PLC、及COM(通信部分)，其中，通信区负责与操作面板、数控工作站、标准数据输出/输入装置、网络接口通信、数据、程序编辑、文本处理及显示等。通信区负责与操作面板、数控工作站、标准数据输出/输入装置、网络接口通信、数据、程序编辑、文本处理及显示等第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修2、SINUMERIK810/820数控系统的系统构成：系统由CPU模块、位置控制模块、系统程序存储器模块、文字处理模块、接口模块、电源模块、CRT显示器及操作面板等组成。（1）硬件结构a：CPU模块：主要功能：运算功能和控制功能。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修b：位置控制模块：又称测量模块，该模块是数控系统对机床的进给轴与主轴实现位置反馈闭环控制的接口。它对每个控制轴的位置反馈进行拾取、监控、计数与缓冲，通过总线送到CFU模块的实际值寄存器，同时将数控系统对各轴的模拟量控制指令(一10V一十10V)及使能信号送到相应轴的驱动装置第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修c：系统程序存储器模块：该模块的主要功能是插接系统程序存储器子模块，同时还可带32K静态RAM存储器，作为零件加工程序存储器的扩展。d：接口模块：该模块的主要功能是实现与系统操作面板和机床操作面板的接口。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修e：文字、图形处理器模块：该模块的主要功能是进行文字和图形的处理，输出高分辨率的隔行扫描信号给显示器的适配单元。f：电源模块：该模块包括电源起动逻辑控制、输人滤波、开关式稳压电源及风扇监控等。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修（2）内装型可编程控制器（PLC）用于实现与机床的接口和电气控制。（3）软件组成：3、SINUMERIK810/820系统性能特点：⑴主CYU采用Inter80816通道式结构的CNC装置，有主、辅两个通道以同一方式工作，通道由PLC同步。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修⑵可控制2一4个坐标轴，基本插补有:任二坐标直线插补、圆弧插补，任三坐标螺旋线插补，二坐标直线插补，插补范围为±99mm。⑶可用屏幕对话、图形功能第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修⑷诊断功能完善，有内部安全监控，主轴监控和接口诊断等。⑸PLC最大128点输人/64点输出，用户程序容量为12KB⑹在加工同时可以输入程序以缩短停机时间。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修（2）上节内容回顾：1、SINUMERIK810/820数控系统的硬件组成2、SINUMERIK810/820数控系统的性能特点第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修数控系统包括数控装置、输人输出装置、外围设备、伺服系统、检测系统、执行机构、机床各种机构、加工中心的刀库、换刀机构、主轴变速机构装置等等全部在内。硬件故障含义：是由于具体的东西损坏，或者是安装不好，而造成的故障第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修软件故障：由于参数设定的毛病，或者通过调整各种参数，或者重新送人参数，或者在编程中存在一些语法问题，而产生的停机等等的故障。这些故障不用更换器件，也不用把紧擂座等，只是对软件进行一次调整或重新输人就可以修好的故障，。数控机床与普通机床相比面目皆非，可以说是极其复杂。在这么一台复杂的设备面前，可以肯定地说，目前还没有人立刻就可以看出它出现故障的原第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修因，这一点即使对机床制造厂家也一样。这就是与常规电气维修大不一样的地方。怎么办呢?这只有紧紧地依靠机床的自诊断系统提供的信息来维修机床。也就是说，要牢牢地抓住所有机床提供的信息，不论是报警信息、面板上的信号灯指示，以及各印制电路板上的指示灯，然后参考机床厂家提供的报警含义的说明书进行综合分析。这里要强调的是对机床报替提供信息的态度问题。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修我们主张对报警提供的信息，绝不可以不信，但也绝不可以全信，事物总是一分为二的。靠计算机模拟得到的报替信息是科学的，是可信的，但目前所用的数控机床多半是经济型数控机床，它的报警系统有不完善的一面。举两个例子来说明。第一个例子:在某厂有一台数控车床，机床一通电，还没有对任何一个轴给指令时，就出现过载报警。机床连动还没动就出现过载报警，这怎么可信呢?第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修但是，经过拆开机床后发现光电编码器与电动机之间联接松了，滚珠丝杠与电动机之间联接也松了。我们弄不清自诊断软件是什么样子，但可以肯定这台机床，经过自诊断，判断出过载，就是说，它可能发出几个脉冲，让伺服系统运动，但是没有收回发出的脉冲，因此作为数控装置，以为电动机根本转不动所致，因此过载，可实际上是因为电动机虽然转了，但光电编码器并未发回脉冲。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修第二个例子:某厂有一台加工中心，是挺高级的一台铣削加工中心，有更换工作台装置。机床工作台明明在原位摆着，但开车报警是超程，经过查找PLC及I/O口的信息，确实是限位开关触点闭合，我们开始还找不到这个限位开关安装在什么地方，费了相当大的力气才从工作台下面找到了它，它的撞块安在一个φ4mm的铁棍上，而这个铁棍被撞弯了第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修.结果压在限位开关上，发出了这个报警。通过上面的两个例子，可以看出，要抓住这些报警信息，掌握住这个主要的方向，但对这个报警的信息也要一分为二，不可全信，也不可不信。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修软件故障是由软件变化或丢失而形成的。机床软件一般存储于RAM中。软件故障形成的可能原因如下:1、误操作引起在调试用户程序或修改机床参数时，操作者删除或更改了软件内容或参数，从而造成软件故障第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修2、供电电池电压不足：为RAM供电的电池电压经过长时间的使用后，电池电压降低到额定值以下，或在停电情况下拔下为RAM供电的电池或电他电路断路或短路、接触不良等都会造成RAM得不到维持电压，从而使系统丢失软件及参数。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修这里要特别注意以下几点:①应对长期闲置不用的数控机床经常定期开机，以防电池长期得不到充电，造成机床软件的丢失。实际上，数控机床开机也是对电池充电的过程。②为RAM供电的电池当出现电量不足报警时，应及时更换新的电池，以防最后连报警都无法提供，出现软件和数据的丢失。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修3、一些干扰信号引起有时电源的波动及干扰脉冲会串人数控系统总线，引起时序错误或造成数控装置等停止运行。4、软件死循环运行复杂程序或进行大量计算时，有时会造成系统死循环引起系统中断，造成软件故障第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修5、操作不规范这里指操作者违反了机床的操作规程，从而造成机床报警或停机现象。如数控机床开机后没有进行回参考点，就进行加工零件的操作。(6)用户程序出错由一于用户程序中出现语法错误、非法数据、运行或输人中出现故障报警等现象。第二节:SINUMERIK810/820数控系统的维修软件故障的排除对于软件丢失或参数变化造成的运行异常，程序中断，停机故障，可采取对数据、程序更改或清除重新再输人法来恢复系统的正常工作。对于程序运行或数据处理中发生中断而造成的停机故障，可采取硬件复位法或关掉数控机床总电源开关，然后再重新开机的方法排除故障。NC复位、PLC复位能使后续操作重新开始，而不会破坏有关软件和正常处理的结果，