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西門子 840D 數（shù）控係統故障診斷與（yǔ）維（wéi）修

2020-7-6 來源：蘭（lán）州蘭石石油（yóu）裝（zhuāng）備（bèi）工程股份有限公司（sī）作者：韓蜀良（liáng）

摘要：西門子 840D 數控係統（tǒng）的（de）故障診斷與維修，需（xū）要考慮（lǜ）電氣和機械等多個方麵。結合故障實例，分析西門子 840D 數控係統故障診斷（duàn）和維修方法。

關鍵詞：西門子（zǐ） 840D 數控係統；故（gù）障診斷；維修方法

0 引言

西門子 840D 數（shù）控係統在製造企業中的應用較為廣泛，該（gāi）係統主要（yào）分為數控與驅動係統及人機界麵兩部分（fèn），係統的（de）正常（cháng）運行需要這兩部分的協（xié）調配合。在實際生（shēng）產過程中，該係統具備穩定

性強（qiáng）、使用壽命長等優勢，但也會受到多（duō）種外界因素的（de）影響，引發多（duō）種（zhǒng）類型的故障，影響正常運行。結合實例，分析係統故障。

1、西門子 840D 數（shù）控係統故障診斷方法

1.1 西門子 840D 數控係統故障診斷（duàn）方法

（1）感官（guān）分析法。西門子 840D 數控係統出（chū）現故障時，運（yùn）維人員經常會使用五官進行故障（zhàng）的分析，找出故障的類型以及故障發生的部位，運維人員可以根據故障現場的氣味和溫度進行故障分析。

（2）自我診斷預警（jǐng）。在西門子 840D 數控係統中，液晶顯示（shì）器運行了自我診斷機製，當係統出（chū）現故障時，會進行自我診斷預警，為運維人員故障診斷與維修提（tí）供幫助。

（3）參（cān）數的校（xiào）對。對西門子 840D 數控係統而言，數控（kòng）參數會對其功能造成直接影響，因此運維人員需要定期進行參數的校對，根據參數的變化狀況（kuàng），分析故障的部位及原因，這種故障診斷方法（fǎ）具備較高（gāo）的可信度，可以正確且高（gāo）效地診斷出係統的故障。

（4）備份元件（jiàn）的更（gèng）換。係統出現故障時，運維人員（yuán）可以通過更換備用元件的方法，更換存在疑點的元件，從而找出故障部位，將故障損失降到最低（dī）。

（5）邏輯分析法。在進行西門子 840D 數（shù）控係統的故障診斷時，運維人員還會用（yòng）到邏輯分析法（fǎ）。邏輯分析主要是通過對西門子840D 數控係統的工作原理分析，從邏輯的角度對數（shù）控（kòng）係統邏輯電

平以及相關特征參數進行分（fèn）析，了（le）解（jiě）故障發生的部位和原因。這種故（gù）障診斷方法對運維人員專業素養的要求較高，隻有運（yùn）維人員深入了解西門子 840D 數控係統的各個部分及各（gè）個部件，才能夠保障邏輯分析方法的有（yǒu）效性。

2、西門子 840D 數控係統故障維修方法

2.1 零點調整

運維人員在進行西門子 840D 數（shù）控係（xì）統的維修時，可（kě）以利用通用性技術提高故障維修效率，如（rú）零點調整技術。零點調整操作主要包括 3 個步驟：①將設備的後蓋拆卸之後，露（lù）出（chū）內部的編碼器，通過對編碼器的調節（jiē）實現零點調整；②重新設置編碼器的相關參數；③對編（biān）碼器的參數進行校（xiào）正（zhèng），因（yīn）為第二步設置的參數與以往的參（cān）數存在差距，運維人員需要將兩者的差距作為參考點偏移，將參考點偏移的（de）數據輸入編碼器，完成（chéng）西門子 840D 數控係（xì）統的零點調整。

2.2 檢查功率模塊

在西門子 840D 數控係（xì）統的故障中，功率模塊故障所（suǒ）占比例相對較高，運維人員需要定期進行功（gōng）率（lǜ）模塊的檢查，保障其穩定運行。一般來說（shuō），功率模塊主要使用萬能表進行檢查，因為萬能表

可以準確地測量出係統的電流值及電壓值等參數，通過測（cè）量值與標準參數的對比，可以了解係統的故障狀況。西門（mén）子 840D 數控係（xì）統正常運行狀況下，萬能表測量的電阻值為無窮大。

2.3 優化驅動

對於西門子 840D 數控係統（tǒng）而言，對其驅動（dòng）進行優化，就是對電流（liú）環、位置環與速度環進行優化。電流（liú）環的優化措施相對簡單，因為電流環出廠時，生產廠家已經按照最優原則進行（háng）參數的設（shè）置，運維人員（yuán）對電流環的（de）優化就是（shì）對電流環參數的檢查與運行試驗；位（wèi）置環的優化措施需要運維（wéi）人（rén）員根據（jù）實際運行狀況，采取（qǔ）相應的優化措施；速度環的化措施需要從速度和材料兩方麵（miàn）入手，運維人員可以通過最佳速度的（de）設定進行優化（huà），西門子 840D數控係統的最優（yōu）速度是 10 m/s，速度（dù）環的材料需要（yào）滿足標準要求且具備良好驅動性能，這樣才能（néng）夠保障速（sù）度環的穩定運行（háng）。

3、西門子 840D 數控係統故障診斷與維修的實例

3.1 器件鬆動或堵塞故障（zhàng）

（1）西門子 840D 數控係統正常運行時，Z 軸出現振動、定位不精準故（gù）障。故障發生時，係統仍處於正常運（yùn）行狀態（tài），因此判斷係統的電氣部分不會存（cún）在故障，故障由機械部分（fèn）引起，拆卸傳動箱後發現齒輪沒有出現異（yì）常（cháng）狀況（kuàng），但尺（chǐ）座的螺釘出現（xiàn）晃動，存（cún）在移（yí）位錯位現（xiàn）象（xiàng）。重新擰緊固定螺釘後，重啟西門子 840D 數控係統（tǒng），設備運行正常。

（2）西門子 840D 數控係統運行過程中（zhōng），潤滑（huá）突然暫停，係統預警報警開始閃（shǎn）爍，係統停止運行。因（yīn）為係統具備狀態監控功能，可以對係統潤滑體係進行全麵監控，所以故障可以由以下原因引起（qǐ）：①潤滑油不足（zú），引起開關自動關閉；②潤滑油路泄漏：③潤滑油油路（lù）堵（dǔ）塞；④潤（rùn）滑油泵電機過量加載；⑤壓力開關敏感性降低。故障維修時，首先檢查壓力開關，發現壓力開關沒有異常狀況，能夠正常使用（yòng），然後進行油箱被潤滑部（bù）分的檢查，發現該部分沒有（yǒu）被潤滑油潤滑，進一步（bù）檢查發現油管管（guǎn）道堵塞，將堵塞物清除後，係統恢複正常。

（3）某工廠（chǎng）假期後複工（gōng），西門子（zǐ） 840D 數控係統重新啟動時，3 個給進（jìn）軸（zhóu）都沒有正常（cháng）反應，但（dàn）係統指示燈處於亮起狀態。一般情（qíng）況下，係統 3 個給進軸的運動（dòng）狀態始終保（bǎo）持一致，這一（yī）故障出現的原（yuán）因（yīn）在於（yú）總控製位置出（chū）現（xiàn）異（yì）常。首先打開（kāi）係（xì）統電氣櫃進行檢查，發（fā）現（xiàn）電氣櫃板麵有預警提示以及低壓提示，由此可以看出，係統電源或者電壓出現故障。使（shǐ）用萬（wàn）用表依次測量（liàng） 3 個給進軸的電壓，測量的結果顯（xiǎn）示，1 軸的（de）電壓遠小於另外兩軸的電壓，在深入檢查 1 軸之後（hòu）發現該軸接線位置有鬆（sōng）動現象，將電氣接線位置重新加固後，西門（mén）子 840D 數控係（xì）統恢複正常。

3.2 主軸異（yì）常響（xiǎng）動

（1）在 611D 伺服驅動下，係統主軸旋轉時發出噠噠的異常聲響，調低主軸轉速後，仍舊存在異常聲（shēng）響，聲響維（wéi）持（chí）一段時間後係統報警。首先（xiān）對主軸機械部位進行全麵檢查，沒有發現（xiàn）任何機（jī）械損傷；使用萬能表檢查主軸的電（diàn）機線圈正常。判斷故障部位是（shì）主軸驅動器或編碼器，拆卸驅（qū）動器後發現該器件散（sàn）熱孔被灰塵覆（fù）蓋，IGBT 模塊在高溫狀況（kuàng）下被燒毀。將驅動器維修後啟動西門子 840D 數控係統，係統（tǒng）恢複正常運行。由此（cǐ）得出，運（yùn）維人員（yuán）需要定期進行係統（tǒng）維護（hù），清理灰塵，保障係（xì）統的穩定運行。

（2）係統正常運行時，當主軸的轉速設置＜430 r/min 時出現異常聲響，且（qiě）係統功率出現較大變化，當主軸的轉速設置為1200 r/min 時，異常聲響消失，過程中係統沒有報警。一般情況下，判斷故障可能由控（kòng）製器、控製電機或變速箱引起。依次檢查元器件，控製器和電機正常。當檢測傳動裝置時，主軸轉速設定為低速（300 r/min）或（huò）高速（sù）（2100 r/min）時，電機的轉速（sù）一致，但當主軸低速運行時，主要是根據變速箱內的齒輪進行減速，表明主軸異常聲響由變速箱引起（qǐ）。更換變速箱後，係統恢複正（zhèng）常。

3.3 電源故障

611D 伺服驅動時，將主（zhǔ）軸轉速設定為 3000 r/min，進行設備的啟動，此時係統處於正常運行狀態，但當係統轉（zhuǎn）速＞3000 r/min進行轉刹車時，611D 電源單元出現錯誤，進行過電壓的報警（jǐng），係

統（tǒng）停止運行。對係（xì）統進行全麵的檢查後（hòu）沒有發現機械異（yì）常狀況（kuàng），電路板與元（yuán）件均（jun1）處（chù）於正常（cháng）狀態，更（gèng）換 611D 電源單元之後，出現故障轉移現象，更換出現故障的電源單元後，係統恢複正常運行。

4、結語

西門子 840D 數控係統的應用十分廣泛，要求運維人員掌握（wò）其維護保養、故障（zhàng）診斷和故障維修方法。運維人員可以通過感官分析法、參數校正法以及邏輯方法進行故障診斷，並根據故障的（de）具體狀況，采取相應的維（wéi）修措施，保（bǎo）障係統的穩定運行。

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