13教案十三-数控系统的自诊断功能及故障处理

列 号共1 页章节课题 数控系统的自诊断功能及故障处理〔二〕

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年 月 日第 周星期〔〕第节 授课时数 21、把握依据报警信息在线诊断；教学目的 2、把握西门子810系统的自诊断功能及报警处理方法；3PLC状态数据诊断故障。教学方法 讲授与练习教学重点 依据报警信息在线诊断、通过监视PLC状态数据诊断故障教学难点 依据报警信息在线诊断、通过监视PLC状态数据诊断故障教具、挂图PPT课件作业题号教学过程准时间安排

一、旧课复习

主要教学内容及步骤1、一般机床的自诊断法有哪些？2、如何对数控进展启动诊断？3、FANUC各模块的LED状态显示都有哪些特点?二、课的教学内容〔一〕在线诊断过程在线诊断是指通过CNC机床系统的内装诊断程序实时自动对数控装置、伺服系统、外部的I／O及其他外部装置进展测试、检查，并显示有关状态信息和故障．系统不仅能在屏幕上显示报警号及报警内容，而且还能实时显示CNC机床内部关键标志存放器及PIC内操作单元的状态，为故障诊断CNC机床系统的操作者和修理人员分析系统故障缘由CRT上会显示诊断编号和内容，还能显示出系统与主机之间接口信号的状态，从而推断出故障起出是在数控系统局部还是在机械局部，井能指示出故障的大致部位。广东省粤东高级技工学校教案纸〔续页〕广东省粤东高级技工学校教案纸〔续页〕教学过程

主要教学内容及步骤

2页因此这种CNC诊断功能提示的故障信息越丰富，越能给故障诊带来便利。例XK5040数控铣床．数控系统为FANUC—3MA．故障现象：驱动z31号报警．故障分析：查修理手册，31号报警为误差存放器的内容大于规定值。依据3l号3l20233000，与X，r轴的机床参数一样，然后用手轮驱动z轴，3l32号报警。查修理手册可知，32号报警为z~32767或数模变换器的命令值超出了一8192～+8191的范围．将参数改为3333后，32号报警消退，31号报警又消灭。反复Z800、801、802诊断号调出，觉察80012间变化，801l1间变化，而802却为o，役有任何变化。这说明z轴位置掌握单元消灭了故障．为了准确定位掌握z轴与YY轴掌握信号去掌握zzY轴，y31号报警(Z轴报警)，同时，诊断号801也变为。了，802有了变化。通过这样交换，再一次证明z轴位置掌握单元有问题。交换z轴、y轴伺服驱动系统，仍不能排解故障．交换伺服驱动掌握信号及位置掌握信号，z轴信号能驱动y轴，y辅信号不能驱动Z轴。这样就将故障定点在z轴伺服电动机，拆开Z轴伺服电动机，觉察位置编码器与电动机之间的十字连接块脱落(编码器上的固定螺钉断了)使得电动机在丁作中无反响信号，产生了报警。故障处理：将伺服电动机与位置编码器用十字连接块连接好，故障排解。例MCH500卧式加工中心，承受FANUC—OM数控系统。故障现象：y轴移动偏差量大于报警设定值故障。加工过程中消灭AL421报警，即Y轴移动中的位置偏差量大于报警没定值．故障分析：该加工中心承受闭环掌握方式，以安装于导轨侧和立柱上的光栅尺为位置测量元件，其输出的位置测，量信号为系统位置环的反响信号，系统掌握以位置环为外环，以安装于伺服电动机端部的旋转编码器为角度测量元件，其输出信号为掌握系统速度环的反响信号，速度环为系统掌握的内环。伺服电动机和滚珠丝杠通过联轴器直接连接。依据该机床的掌握原理和机床传动连接方式，初步推断出AL421报警的缘由是／轴联轴罪连接不良。经检查，觉察联轴2e连接螺钉有一点松动。故障处理：紧固y轴传动系统中全部的螺钉后，故障排解。〔二〕西门子810系统的自诊断功能及报警处理方法1、CPU监控2、EPROM存储器的自诊断3、一些报警的处理方法大局部监控的故障识别结果是以报警显示的方式给出的。对于各个具体的故障，系统有固定的报警号和文字显示赐予提示。系统会依据故障状况打算是否撤销CNC预备好信号，或者封锁循环启动。对于加丁运行中消灭的故障．必要时，系统会自动停顿加丁过程，等待处理。报警设置齐全，严密，大局部报警的显示含义单一、明确，处理方法也是显而局见的，这里不再赘述。限于篇幅，下面仅对其中一局部含义比较广泛的报警，举例性地供给一些故障可能缘由及处理方法，以供有艾人员教学过程

参考。

主要教学内容及步骤

2页报警1～1s号指示系统自身的一些故障，提示的含义很明确，但其中一些报警的处理方法需要加以留意。1号报警，反映丁作存储器的电池马上用完。这个电池在CRT显示单元的反面，替换这个电池必需在系统通电的状况下进展，否则存储内容会丧失。6号报警，指示的是数据存储器子模块电池用完。替换时，应以的子模块替换旧的子模块。必需在系统断电的状况下拔出该子模块，否则会引起系统故障．子模块调换后，需重加载其存储器内容。3号报警，沈阳机床说明PLC处于停顿状态。此时．由于接口已桩封锁，机床不能工作。遇到这种状况，一般应用PLC的缟程仪读出中断堆栈，即可查明故障缘由，但是用户一般不具备这种条件，对于偶然消灭的这种故障，也可以承受初始化的方法重启动PLC，使机床恢复工作。但假设故障频繁消灭，则说明PLC的使用设计存在缺陷，应当请专职修理人员进展处理。这类报警应在故障排解后，用电源复位或关机重启动的方法恢复系统运行。16~48号为系统的RS-232C(V．24)RS-232C接口，可以通过正确地设置设定数据位SD5010~SDS028RS-232C接口配接．进展数据传辅．是否能够成功地实现数据传输，取决于电缆连接、系统和传输设备的状态、数据格式、传输识别符以及传输波特率是否正确．此类报警就是从这些方面对数据传输过程进展监控，准时提示用户处理接口故障，从而保证传输能够顺当进展。例如，22号报警“时间监控牛效”，表示系统在60s内没有输出或收到传输字符，也就是说，传输接口不同。这时一般应检查外部设备的状态或设定是否正确，电缆是否用错或接错等。28号报警“环行存储器溢出”则说明系统不能准时处理传输时读入的字符，即传输速度大快．应考虑降低系统与外设双方的传输波特率，这类报警在消退故障以后，用传输操作中的STOP软键去除。进给轴专用报警100。一i96，(其中。代逾轴号，为l、2、3)，这类报警反映机床的位置掌握闭环中各个环节可能消灭的故障，是实际应用中比较简洁消灭的一类报警。其中：104*一一到达数模转换极限。制造该轴此时要求处理的数字指令值高于机床数据26实行的措施：降低速度运行、检查位置反响传感eS是否出问题，MDg~g、设定是否正确、检查相应轴的伺服驱动单元是否出故障等．116MD336，规定的轮廓监控门槛速度后，超过了MD332+KVMD332+规定的容差带；调整KV系数(MD252x)；检查相应轴伺服系统转速调整器的响应特性，必要时重做最正确化处理。132，一位置反响回路硬件故障。说明检测到的位置反响信号相位错误、接地短路或完全没有。可实行的措施：检查测量回路电缆是否断路、脱落，通过插上特制的翟0量回路短路插头，推断位置掌握模块相应轴的局部是否有故障；用示波器澜量位置反响信号的相位，推断电缆与位置传感器是否出问题。教学过程

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2页168*号来自PLC用户程序，因此应当依据程序规定的规律关系，检查各有关的接口信号状态，查明原固后，即可得出解决方法。处理进给轴方面的故障要涉及多方面的检查内容，因此，有关人员不但要了解系统，也要对自己机床的其他局部如测量元件、伺服调整器、外部接口等有相当的了解。报警2023～2999号—•般是在运行程序时消灭。包括指示机床当前的一些状态故障，提示没有为系统订购编程要求的功能，而更多的是指出程序编制中的错误。对于后者，报警不仅指明消灭了何种故障，而且指出出错的程序段，因此给处理带来了很大便利。(3)和(4)3000~3050号报警指示内容和方式与第(4)类相像，不同之处是，这类报警在程序编辑的模拟功能中即可指出错误，而不必等到程序运行的时候。主要是给编程和操作人员供给一个对程序进展运行前检查的手段，对安全操作和节约程序调试时间右很大的帮助．这类报警可在排解缘由后用报警应答键消退。6000~6031号报警，这些报警不是系统本身设置的。而是机床电气掌握设计者在编制PLC程序时结合编程的规律关系，提取出一些能够反映机床的接口及电气掌握方面的故障的信息，赐予特定的一局部标志位获得的，使用中，假设机床处于这牲状态即可触发相应的报警。显示的文字内容由％PLC报警文本打算。冈此，处理这类故障，可以按设计者供给的具体说明进展有关检查。如没有说明，则只能根据显示内容或依据PLC用户程序中的有关局部进展分析，按给定的规律关系查找故障缘由。这类报警可在排解缘由后用报警应答键消退。6032～6039PLCPLC的使用设计者的提示。在机床使用中一般不会小现。7000—7031号报警不反映故障．而是机床电气掌握设计者从他所编制的PLC程序中提取一些能够提示机床操作者进展某种操作的信息．赋子特定标志位取得的．显示的文字内容也由XPI。c文件设定，称为操作提示文本。沈阳机床提示的具体，这些特定的标志复位后，报警显示会白动消退。PLC状态数据诊断故障〔一〕PLC1、利用PLC的状态信息诊断故障数控机床系统—般具有PIC输入、辅出状态显示功能．如SIEMENS810系统DIAGNOSIS菜单下的PLCSTATUS功能、FANUC—o系统DGNOSPARAM软件菜FPI上状态”；功能等。利用这牡功能可以直接在线观看PIC的输入和输出的瞬时状态，这些状态在线枪测对诊断数控机床的很多故障是格外有用的。数控机床的有丛故障可以依据故障现象和机床的电气原理田，查看PLC相关的犏人、输出状态即可确诊故障。数控机床㈩现的局部故障都是通过PLC装置检查出来的。PLC枪测故障的机理就是通过运行机床厂家为特定机床编制的PLC梯形图(即程序)，依据各种输入、输出状态进展规律推断，假设觉察故障就产牛报警并在显示器上产生报警信息。所以对些PLC产生报警的故障，或一些没报警的故障，可以教学过程

主要教学内容及步骤

2页通过分析PLCCNC系统和机外编程器在线跟踪梯形图的运行，可提高诊断故障的速度和准确性。2、利用PLC梯形图跟踪法诊断故障数控机床消灭的绝大局部故障都是通过PLC程序检查出来的。有些故障可在屏幕上直接显示出报警缘由，有些虽然在屏幕上有报警信息，但工没有直接反映出报警的缘由，还有些故障不产生报警信息，只是不执行有些动作。遇到后两种状况，跟踪PLC梯形图的运行是确认故障的很有效的方法。〔二〕PLC与外部信息的交换数控机床有PLC、CNC和机床三者之间的信息交换包括如下4局部。1．机床至数控机床的PLC机床侧的开关量信号通过I／O单元接c)输入至PLC多数信号的含义及所占用PLC的地址均町由PLC程序设计者自行定义，如在SINUMERIK810数控系统中，机床侧的某一开关信号通过I／O端子板输入至I／O模块中。设该开关信号用Ilo．2来定义，在软键功能DIA(；NOSIS的PLCSTATUS状态下，通过观看IBl02位为。或l来获知该开关信号是否有效。数控机床的PLC至机床PLC掌握机床的信号通过PLC的开关量输出接-号的含义及所占用PLC的地址均可由PLCS1NUMERIK810PLC的辅出信号来掌握Q4I／OI／O端子板输出至中间继电器线圈，继电器的触点又使电磁阀的线圈得电Ql-4信号可在PLCSTTUS状态下，通过观看QBl41来获知该输出信号是否有效。CNC至数控机床的PLCCNCPLCCNCPI上的存放器中，全部CNCPLC的信号含义和地址(开关量地址或存放器地址)CNC厂家确定，PLCM，s、T功能，通过CNC译码后直接送入数控机床的PLC相应的存放器中．如在SINUMERIK810数控系统中，M03指令经译码后，送人FY27．3存放器中．数控机床的PLCCNC数控机床的PLC送至CNC的信息也由开关量信号或存放2ePLC送CNCCNC生产厂家确定，PLC编程者只可使用，不行转变SINUMERIK810数控系统中，Q108．5为PLC至CNC的进给使能信号。〔三〕引起PLC状态数据特别的故障诊断1、PLC故障的表现形式当数控机床消灭有关数控机床PLC3种表现形式：故障可通过CNC报警直接找到故障的缘由。故障虽有CNC故障显示，但不能反映故障的真正缘由。故障没有任何提示。对于后两种状况，可以利用数控系统的自诊断功能，依据数控机床PLC的梯形图和输入输出状态信息来分析和推断故障的缘由，这种方法是解决数控机床外围故障的根本方法。如某配备SIEMENS教学过程

主要教学内容及步骤

2页警的各种因素以输入信号IF消灭在数控机床PLC程序中。假设报警号标志为F130．1，伺服预备好标志为F122．7、进给启动标志为I5.2、润滑预备好标志F122．03种形式。通过操作面板上的DIAGNOSIS软键功能，观看IB、FB输入及标志字状态位，觉察只有FBl22．o不为1，这说明由于润滑没有预备好而导致进给制止。设润滑预备好的条件有润滑启动、润滑油箱和油位监控和润滑油的油压监控。依据上面的方法就可以连续查出这3个信号的状态，再依据电路图纸，实行启动润滑、加拄润滑SIEMENS数控系统也可以通过机外PG685、PG710、PG750及装有专用软件的通用微机来实时观看PLC梯形图或流程图，通过RS-232C和CNC通信，进展数据发送和接收。2、数控机床PLC故障诊断的方法依据报警号诊断故障现代数控系统具有丰富的自诊断功能，能在CRT上显示故障报警信息，为用户供给各种机床状态信息，充分利用CNC系统供给的这些状态信息，就能快速准确地查明和排解故障．例配备8207035号报警，查阅报警信息为工作台分度盘不回落。在SINUMERIK81／82057字头报警为PLC操作信息或机床厂设定的报警，指示CNC系统外的机床侧状态不正常。处理方法是，针对故障的信息，调出PLC辖入／输出状态与副本清单比照。工作台分度盘的回落是由于作台下面的接近开关SQ25、SQ28来检测的，其中SQ28检测工作台分度盘旋转到位，对应PLC110．6．SQ25检测工作台分PLC110．oQ4．7通过继电器KA32驱动电磁阀YV06动作来完成。从PLCSTATUS中观看，110．61，说明丁作台分度盘旋转到位，I1．0为。说明工作台分度盘未回落，再观看Q4．7o，KA32继电器不得电，YV06电磁阀不动作，因而工作台分度盘不回落产生报警。故障处理：手动YV06电磁阀，观看工作台分度盘是否回落，以区分故障在输出回路还是在PLC内部。例某数控机床的换刀系统在执行换刀指令时不动作，机械臂停在行程中间位置上，CRT显示报警号，查手册得知该报警号在示：换刀系统机械臂位置检测开关信号为。及“刀库换刀位置错误”。依据报警内容，可诊断故障发生在换刀装置和刀库两局部，由于相应的位置检PLC的输入接口，从而导致机床中断换刀。造成开关无信号输出的缘由有两个；一是由于液压或机械上的缘由造成动作不到位而使开关得不到感应，二是电感式接近开关失灵。首先检查刀库中的接近开关，用一薄铁片去感应开关，以排解刀库局部接近开关失灵的可能性；接着检查换刀装置机械臂中的两个接近开关，一个是“臂移出”SQ21，另一个是“臂缩回”SQ22。由于机械臂停在行程中间位置上，这两个开关输出信号均为o，经测试，两个开关均正常。机械装置检查：“臂缩回”的动作是由电磁阀YV21掌握的，手动电磁阀YV21，把机械臂退回至“臂缩回”教学过程

主要教学内容及步骤从而排解了液压或机械上阻滞造成换刀系统不到位的可能性。

2页由以上分析可知，PLC的输入信号正常．输出动作执行尤误，问题在PLC内部或操作不当．经操作观看，两次换刀时间的间隔小于PLC所规定的要求，从而造成PLC程序执行错误引起故障。依据动作挨次诊断故障数控机床上刀具及托盘等装置的自动交换动作都是依据肯定挨次来完成的，因此，观看机械装置的运动过程，比较正常和故障时的状况．就可觉察疑点，诊断出故障的缘由。依据掌握对象的工作原理诊断故障数控机床的PLC程序是依据掌握对