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                                      西门子840D数控系统NCK报警21612故障处理

20 世纪 90 年代初上海电站辅机厂陆续购进了几台采用840D 系统的数控机床,由于系统元件逐渐老化,设备已进入故障多发期,现将维修中对典型的NCK 报警 21612 的几种故障和处理方法进行了总结,以供参考。

1.西门子 840D 系统组成

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(1)MMC。相当于一台功能齐全的 PC 机,用于开发、修改和执行零件程序,手动控制零件程序和数据的输入输出,编辑程序和机床的数据,实现报警和服务的显示。

(2)MCP。机床控制面板,用于控制机床的运动。

(3)S7-300 PLC。用于对系统外设进行顺序控制,包括机床智能型外设(MCP、HHO、HARDWHEEL 等)和机床侧非智能型外设(继电器、接触器)的控制。

(4)电源模块。①强电供电是将三相 380V 交流电转换成直流 600V,由直流母线输出,作为交—直—交的变频驱动模块使用;②弱电供电是提供±15V、24V 及 5V,由设备总线输出,供数控模块和驱动模块内部工作。

(5)NCU 模块。内装 NCK,即数控核心和 PLC 的CPU,840D的CNC 轨迹控制和外部设备的控制都集中在该模块内。

(6)伺服驱动模块。用于控制电机的运行。

(7)伺服电机。为机床在坐标轴上的移动提供动力。

2.NCK 报警 21612 故障和处理

例1:二轴数控钻铣床,Z2 轴在加工中频繁出现 25050 Z2轴轮廓监控,21612 通道 2 Z2 轴伺服使能位移时被复位报警,机床停止加工。

分析处理:手动状态下操作,发现 Z2 轴向+方向移动一定距离,都会出现报警。报警后查看 Z2 轴接口信号伺服使能(DB31-48,DBX21)复位为 0,Z 轴伺服驱动模块 X34 报警灯亮。因为 Z1 与 Z2 轴伺服系统采用相同的电机,伺服驱动模块,所以对 Z1 轴与 Z2 轴进行观察、比较。发现 Z2 轴电机实时电流参数 MD1708 在启动后,马上从百分之十几变成 40%以上,之后机床出现报警。而 Z1 轴则没有出现这样的情况。打开 Z2 轴罩壳,发现 Z2 轴塞铁未固定,造成 Z2 轴在往+方向移动时,塞铁越卡越紧,以致 Z2 电机运转过程中抗力过大,电机电流超过报警值,并复位 Z2 轴伺服驱动的伺服使能,机床停机。拆下损坏的塞铁,修复并重新安装,报警消失,故障排除。

例2:二轴数控钻铣床,Z2轴在加工中频繁出现21612通道2 Z2轴伺服使能位移时被复位,25050 Z2轴轮廓监控报警,机床停止加工。复位后机床仍能正常加工,但过一段时间后同样报警再次出现。

分析处理:报警后查看Z2轴接口信号伺服使能(DB31-48,DBX21) 复位为0,Z轴伺服驱动模块X34报警灯亮。因为Z1 与 Z2 轴伺服系统采用相同的电机,伺服驱动模块,所以在加工过程中对Z1 轴与 Z2 轴进行观察、比较。Z2 轴与 Z1 轴相比有异常的声响从滚珠丝杠两端安装轴承处传出,而且用手触摸Z2 轴电机温度也较高,查看 Z2 轴电机实时电流参数MD1708,明显高出 Z1 轴。因此怀疑 Z2 轴轴承损坏导致 Z2 电机运转过程中抗力过大,电机电流超过报警值所致。将电机与滚珠丝杠脱离,空转一段时间,电机电流、温度正常,排除了伺服驱动和电机的问题。拆开 Z2 轴滚珠丝杠两端的轴承,发现轴承已损坏,确定故障是由轴承损坏造成电机运转时负载加大,电流激增,超出数控系统设定的电机极限值所引起。因此数控系统出现21612、25050 报警并复位 Z2 轴伺服驱动的伺服使能,机床停机。该机床使用才 2 年时间,由于 Z 轴安装的轴承是平面推力球轴承,一端 3 个,安装人员在安装时随意安装,未针对其受力方向确定每个轴承的安装方向,至使轴承受力不当,过早损坏。更换损坏的轴承后,重新操作机床,报警消失,故障排除。

例 3:5m 立车,Z2 轴在加工中频繁出现 21612 通道 2 Z2轴伺服使能位移时被复位,300501 Z2 驱动超出最大电流监控限制报警,机床停止加工。最后甚至出现开机即出现 25201 Z2伺服故障,机床无法正常工作。

分析处理:报警后查看 Z2 轴接口信号伺服使能(DB31-48,DBX21)复位为 0,Z 轴伺服驱动模块 X34 报警灯亮。因为Z1 与 Z2 轴伺服系统采用相同的电机和伺服驱动模块,本着一般情况下,维修排故时从简单到复杂,机械到电气原则,先更换了Z1和Z2的伺服驱动的控制模块,故障依旧。考虑到虽然Z轴是采用双驱动模块,但在模块内部Z1、Z2的功率模块还是各自独立的。拆下Z轴伺服驱动模块,拆开外壳,发现Z2轴的功率模块驱动板上有烧焦痕迹,而Z1轴则没有。由于此Z轴伺服驱动功率模块已过质保期,整个更换后,报警消失,故障排除。

例4:二轴数控钻铣床,Z2 轴在加工中频繁出现21612 通道2 Z2 轴伺服使能位移时被复位,300501 Z2 驱动超出最大电流监控限制报警,机床停止加工。最后甚至出现开机即出现25201 Z2 伺服故障,机床无法正常工作。

分析处理:报警后查看Z2 轴接口信号伺服使能(DB31-48,DBX21)复位为 0,Z 轴伺服驱动模块 X34 报警灯亮。该情况与5m 立车的故障情况也是一致的,排障方法同上,最终也是发现Z2 轴的功率模块损坏。考虑之前拆下的 5m 立车上的Z 轴伺服驱动的功率模块与二轴数控钻铣床 Z 轴伺服驱动的功率模块为同一型号,而且都是双驱动的一块功率模块损坏,其他都完好,进行拼拆后,组合成一个完好伺服双驱动功率模块。然后安装,重新启动机床,报警消失,操作机床,故障不再出现。

3.结束语

对于采用西门子 840D 系统的数控机床,当其出现NCK 报警 21612 时,要结合同时出现的其他报警、出现故障的具体情况,以及该机床的相关特性,具体情况具体分析,不能一味依靠维修经验。例如例 1 和 2,出现的报警完全相同,但引起故障的原因却不同,如果仅凭经验就动手维修,会走不少弯路。在维修中不仅要修得快,修得好,还要修得省。例 4 利用损坏的两个伺服功率模块中未损坏的部件,拼出了一个完好的伺服功率模块,省下了几万元的维修费用。

 

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