西门子840D伺服系统维修技术简析

谭兵

摘 要：本次研究对西门子840D伺服系统PLC外围及系统报警技术实行研究，然后对西门子840D伺服系统软硬件故障维修技术加以分析，根据实际情况合理运用维修技术进行处理，通过案例方式详细概述了具体方法，从而发挥出该项技术的最大作用，确保西门子840D系统运行的效率。

关键词：西门子;8400D伺服系统;维修技术

西门子840D数控系统属于全数字数控系统，840D数控系统运行相对稳定，发生故障问题的几率不会很高，大多数故障均为外围故障，在工作时PLC、驱动模块、伺服电动机，以及编码器和光栅尺等均易于出现故障状况，究其原因和系统硬件故障所致有关[1]。少部分故障问题为因机床参数设置不当所致，840D数控系统故障可发出报警信号、显示存在故障问题的位置，建议在这一系统中合理运用维修技术进行处理。

1西门子840D伺服系统——PLC外围及系统报警技术

840D数控系统具备诊断功能，绝大多数故障诊断系统均可得到识别，报警号经0～499999数控系统报警，报警号超过499999为PLC外围报警。PLC外围报警经PLC用户程序PLC数据模块数据位置1触发，这类故障主要在机床本体信号采集、动作执行中运用，在数控机床故障中的占比较大[2]。因这一类型故障问题能经PLC应用程序定位，而且机床工艺比较复杂，所以容易致使PLC程序受到一定影响，但处理比较简单，例如：使用840D数控机床产生报警号600106号报警X蜗杆制动压力比较低，X轴进给处于保持的状态，这时加工程序会作以停止处理。经840D工作原理了解到，600106号报警为PLC程序数据块DB2.DBX144.6位置1所触发，Q73.2对X蜗杆制动泵接触器加以有效控制，I37.2为X蜗杆制动压力低压力继电器PLC输入信号，I37.4作为X蜗杆制动泵启动15s后，无法检测到压力信号，这时则会触发报警号。排除故障后X蜗杆制动泵出油管压力位置泄油所致压力降低，且漏油后报警得以解除，机床能够稳定、安全的运行。

需要注意的是，系统报警为数控系统所引发系统硬件故障、无法保证机床相关参数、硬件保持匹配状态的主要原因，同时和操作人员/编程人员编写错误加工所造成系统报警情况有关，此时系统故障难度加大[3]。例如：使用840D数控机床产生81002号报警停止，需经STEP7作以故障分析，此时机床无法发挥机床功能。通过对PLC停止工作原因加以深入分析发现，需对连接PLCMPI网络线加以严格检查未见存在异常情况，对PLC电源模块输出电压检查了解到电压正常，但DC16V为异常的状态，这一直流电压经PLC输入点供电，断开电源模块负载状态下电压升高到DC24V保持正常。故障的原因和PLC输入点短路所致电源模块电压降低、PLC停止工作有联系，在后续检查工作中了解到I40.4X轴正向限位开关X405号线对地短路问题，X405号线实行绝缘处理报警。例如：使用数控机床产生25042Y轴静止误差监控、25052Y轴轮廓监控，以及300606Y轴伺服报警和25200Y轴伺服故障等时候，Y轴无法保持正常运动。通过研究发现，产生这一报警状况的原因和多方面因素存在联系，（1）Y轴伺服系统因素，主要体现在驱动模块问题、电动机温度问题、编码器问题、电气线路故障问题等方面;（2）Y轴电动机轴机械负载过重因素;（3）数控系统其他因素;（4）机床数据参数设置因素等。

经故障原因了解到，需对机床数据实行有效检查，经和其他轴机床数据、Y轴原版本机床数据对比处理未见异常。然后，对伺服系统加以全面检查，因机床Y轴、Z轴驱动模块保持一致，经对Y轴和Z轴驱动模块互换报警处于Y轴位置，表示驱动模块无异常。经对电动机动力线路、编码器线路的检查发现没有问题发生，对机床相关参数作以修改处理，经全闭环——半闭环转变及时屏蔽光栅尺，能达到通电运行的目的[4]。因而，需通过电动机机械负载由全闭环改为半闭环运行，主要对电动机、电动机编码器有无异常进行判断，液压松开装置故障所致机械载重问题发生，表示电动机机械负载存在问题，主要需装上电动机恢复全闭环，目的为促使机床运行更加稳定。

2西门子840D伺服系统—— 软硬件故障维修技术

西门子840D故障包括软、硬件2种，（1）1台使用840D数控机床产生300500号报警Z1轴伺服3测量回路电流绝对值比较高，25200号报警Z1轴伺服故障的发生无法保证Z轴正常运动。因这一机床Y轴、Z轴伺服模块保持一致，因而可将Y轴、Z轴伺服模块转换，结果显示Z轴工作没有异常时Y轴发出报警信号，表示驱动模块存在问题。故障驱动模块由西门子公司修理，采购新的驱动模块安装后恢复正常功能。（2）使用的为840D数控机床发出600300号报警，显示润滑箱液面比较低的状态，此时Z轴不能正常工作。通过对PLC程序实行检查发现，600300号报警为PLC程序数据模块DB2.DBX148.5位置1所致。PLC程序I41.6为Z轴润滑箱液面高低检测液位的参照标准，当I41.6为1代表润滑箱为缺油的状态，润滑箱液位较高，PLC输入模块信号没有送达，并且指示灯为灭掉的状态。经运行STEP7计算机观测发现I41.6置1，表示这一PLC输入模块发生故障问题，更换PLC输入模块后机床可以稳定运行。（3）选择的为840D数控机床Z轴运行期间出现抖动的表现，特别为低速的时候会非常显著，报警25042会发出Z轴静止误差、25082Z轴定位的信号，这时应该加强监控。在排除伺服系统硬件故障、机械负载重的隐患，发现锁定为因机床参数、机械负载无法保持匹配状态所致报警存在紧密联系[5—6]。具体调整了以下参数排除故障：（1）Z轴最大轴速度32000，（2）Z轴伺服增益因子32205，（3）Z軸最大加速度32350，（4）Z轴停延时时间36000，（5）Z轴零速位置公差36020，（6）Z轴速度调节器比例增益常数1 1406，（6）积分时间常数1 1410。插入

3 结语

西门子840D数控系统属于中高档数控系统，需要准确了解840D系统维修的方法，以此严格控制数控机床停机的时间，使数控机床得到合理的利用。实行840D伺服系统维修技术处理时，需要考虑到操作原理、经验、维修方法等相关因素，构建数控机床维修档案后于第一时间就那些故障处理分析及总结相关工作，目的为不断累积维修方面的经验。

参考文献：

[1]王其，于海勃，赵训茶，等.西门子840Dsl数控系统在HELLERMCH300卧式加工中心改造中的应用[J].中国设备工程，2019，000（004）：81-82.

[2]周建中，王俊青，夏浩利.西门子840D数控系统故障诊断及维修[J].山东工业技术，2019，000（007）：156.

[3]吴云艳，黄东荣.基于西门子828D的数控车床系统装调维修实训装置的开发[J].装备制造技术，2019，000（003）：31-35.

[4]任德勇，王恒，蒋德超.西门子840Dsl系统多样化的机床PLC用户报警[J].金属加工（冷加工），2019，810（01）：95-100.

[5]刘海涛，王耀伟.西门子840D数控系统轮廓监控故障原因及排除[J].设备管理与维修，2019，440（02）：72-73.

[6]闵家林，吕毅，徐园园.西门子840Dsl数控系统OPCUA的配置与应用[J].科学技术创新，2019，000（024）：P.81-82.