数控机床系统参数应用案例

孙 洁，瞿 睿，李 刚

（陕西黄河集团有限公司设备动力处，陕西西安 710043）

0 引言

在使用数控机床的过程中，往往会因为数据丢失、参数紊乱等数据错误原因造成各种数控设备的应用故障。一旦发生这种故障，此前又没有对数据进行恰当保存，往往会给企业带来巨大的经济损失。因此，作为设备维修人员不仅仅需要对数控系统参数有直观的理解，也必须定期对机床数据做好备份工作。

1 系统的数据备份与恢复

西门子数控系统参数数据一般分为3种：①NCK（NC Realtime Kemal，西门子数控实时操作系统）数据备份；②PLC（Programmable Logic Controller，可编程序逻辑控制器）数据；③MMC（Man Machine Control，人机通信）数据。

（1）数据备份，具体操作步骤：①在主菜单中选择“service”操作界面；②按扩展键在“series start－up”选择存档内容 NC（Network Computer，网络计算机），PLC，MMC并定义存档文件名；③从垂直菜单中，选择一个作为存储目标（硬盘、软驱、NC卡等）；④若选择备份数据到硬盘，则：“Archive”（垂直菜单）“Start”。

（2）数据恢复，具体操作步骤：①在主菜单中选择“Start Up”—“Password”—“Set Password”；②输入密码“Sunrise”；③在主菜单中选择“Services”操作界面；④选择“Data in”；⑤按“Archive”（垂直菜单）后，从列表中选取相应的备份文件按“Start”完成恢复。

备注：数据恢复前，应务必在紧停按下的情况下做好NC或者PLC的清空工作。NC清空一般是将NCU（Numenrical Controlunit，数控单元）或 CCU（Compact Controlunit，810D 的 NCU和驱动集成在一起，内部集成数控核心CPU和Simatic PLC的CPU）上的S3 NCK波段开关打至“1”，按RESET完成；PLC清空是将 S4 PLC 波段开关按以下顺序操作：“2”—“3”—“2”“3”“2”—“0”完成，其中“2”“3”“2”在 3 s内完成即可。

2 故障实例

（1）SHW（SHW Werkzeugmaschinen GmbH，德国施宏威公司）卧镗参数恢复引起的故障。

1台使用5 a的SHW数控卧镗床，采用西门子840D系统，控制总轴数多达15个，五轴联动。该设备采用带硬盘的PCU50，在使用中发现硬盘电机声音过大，读写速度过慢，并出现1019报警。为了保证数据的可靠性，维修操作人员先对系统参数进行了备份，并对硬盘进行对拷更换。在完成硬盘安装操作后，直接用出现问题后做的备份文件进行了一次系统的数据恢复，该恢复性操作后，依然伴随着1019报警信息的出现。于是维修操作人员用能找到的15 a的备份文件对机床数据进行直接恢复，随即出现27024，27001，4252等多项报警，他在此情况下又反复备份恢复了几次，但故障没有任何改善。在接手本次维修项目最初，首先对机床相关各部件进行了检查，结果均正常，并在NC清空后用涉及的2个版本的备份分别进行数据恢复，依旧存在很多报警。

通过询问操作人员的前期操作得知存在2个问题：①做备份的时机不对，系统已经出现报警时做的备份必然是不可靠的；②在恢复较早之备份时，没有做NC的清空工作，这样一来很可能造成相关参数的冲突，引起其他报警。了解故障处理的前期经过后，用调试期间保存在原始硬盘中的一版数据，在清空NC的情况下对系统数据进行恢复，机床报警消除，检查相关安全设置并对其他相关轴的限位、定位角度、换刀坐标等数据调整后，设备恢复正常运行。

（2）北一机数控龙门铣床高低速转换故障。

1台使用6 a的数控龙门铣床，在一起NCU模块维修过程中，系统参数和PLC丢失。恢复参数和PLC后，操作人员发现在使用主轴高低速转换时，转换速度很慢，而且经常出现700226高低速齿轮啮合不到位和70006 ZF（ZF Friendrichshafen AG，德国采埃孚集团）流量检测故障报警。通过与操作人员交流，了解到4 a前，厂家来维修设备时，对NC和PLC进行了优化，但是并未做备份，机床硬盘中现有备份都是装机时保存的，也没有用来优化使用的文件。经过与厂家技术人员沟通，其实并未做过参数或者程序的优化。随后，检查发现ZF流量计对应的2个PLC输入点均无信号输入，强制24 V后，70006报警可消除。检查高低速转换相关的参数 35010，31050，31060，35010，35110～35140，35400，35410，35430，35440 和 35450 等，均为正常范围。询问操作人员得知，1 a之前因为齿轮啮合问题，检查齿轮箱，发现齿轮已近乎磨圆，随后更换了齿轮箱的齿轮。经过修改并观察摆动参数35400发现，该参数为6时，换挡时摆动在4°，有多次无法完成齿轮啮合过程的现象；设置为15时摆动9°，啮合效果较好。后续检查ZF流量计，发现ZF回油箱无油，这可能也是流量计一直没有输出和之前齿轮磨损严重的原因。经油路检查发现ZF回油箱进油管油量很小，而该管路经调节阀接于主轴冷却的回油侧，该接法与油路图不符，而且主轴冷却进出油路的管径与以往经验多有不同，进油管粗，出油管细。经反复确认，对主进、出油管进行对调尝试，观察发现ZF回油箱进油量明显增大，ZF流量计输出正常，主轴冷却无异常，机床持续运行2 h无报警。基本可以判定是机床在之前维修过程中油路被接反造成的。

3 总结

数控设备正常安全的使用是生产的重要保障，在现在机床数控系统日益普及的今天，设备参数数据对日常生产尤为重要，所以对于维修人员而言，除了在日常维护保养工作中不断总结经验，深化对各级参数的理解和应用外，正确的做好数据备份或数据恢复工作也尤为关键。而在做数据备份或数据恢复工作时，还必须要遵循2个原则；①定期性原则。定期做备份，并做全面性的备份；②完好性原则。做备份应选择设备完好时进行。