工厂经验之宝欧维改案例分享

案例分析

案例1

DMG DMC635V加工中心，数控系统为西门子SINUMERIK 840D POWER LINE，在自动运行过程中，突然停止运行而转到急停状态，屏幕显示如下报警信息：

27001 Axis SP1 error in a monitoring channel，code 3…44，value：NCK-296573690，drive-296 573509；

300911 Axis SP1 drive 6 error in one monitoring channel；

27023 Axis SP1 stop B triggered；

27024 Axis SP1 stop B triggered；

300508 Axis SP1 drive 6 zero mark monitoring of motor measuring system；

21612 Channel 1 axis S1/SP1 VDI signal“server enable”reset during motion；

25201 Axis SP1 drive fault。

其中25201报警是由于其他故障信号触发而产生的，可以暂时不处理。

21612通道一轴SP1正在运动时，VDI信号“伺服使能”被复位，主轴如果正在高速旋转，一般突然停机都会导致各模块掉电的时间差，CPU（NCK-PLC）单元没有停止的情况下，伺服驱动模块连接电机的功率模块先失电，而伺服驱动模块连接CPU的控制模块仍正常工作，该情况会导致CPU发出使能复位信号（VDI信号），而这时由于惯性主轴仍高速旋转，所以往往21612不会是硬件损坏所致的严重报警，而是极短暂的电源缺失故障，重启后一般能消失，因此该报警号也可暂不处理。

报警号27001显示驱动轴实际位置信号值和通道位置监控值之间存在的差异（MD1305～MD1363）超出监控公差值的范围（MD36905～MD36963）。对于这种报警，只要设定的机床数据未改动，启动复位仍无法解决就该考虑是否为硬件损坏。但是，这个报警号涉及的硬件较多，几乎涵盖整个控制回路，因此可以同时结合其他的报警号来分析处理。

报警号27001出现后重启系统，如果随即出现27023、27024报警即可断定存在硬件故障。伺服系统控制下的电机处于静止状态时，看上去是一动不动的，然而实际上是不断运动着的。

原理如下：伺服系统驱动的动力电流流过电动机绕组而形成一个力矩，这个力矩使电动机有一个旋转的趋势并产生一个微小的动作，此时位置反馈系统检测到这个动作，经过系统运算后发出一个反向的动作信号以补偿这个微动过程，这样就会产生一个与先前相反的运动趋势。微动着的电动机要保持系统要求的静止状态，系统设计师要为这个微动设定一个范围，也就是27023、27024报警号得以触发的“安全静止公差”，一旦超差，即触发报警。

报警号300508是监控轴的零标志监控信号，一般是反馈信号弱、反馈回路受到电磁干扰、反馈回路硬件损坏等原因。如重启后报警消除，那么多数是电磁干扰所致，后续要仔细检查周围用电环境，或加装隔离稳压电源（有源稳压）来解决。

如重启后报警消除不掉，那么多数是硬件原因，首先检查编码器光栅尺连接电缆是否老化或虚接，可以更换正品电缆（较便宜），如果有接近开关、BERO之类的检测元件，最好先试着调近检测间距，如果这些都已经确认没有问题，那么，只剩下两种可能：（1）611D驱动控制板损坏；（2）编码器或光栅尺等检测器件损坏了。611D驱动控制板可以通过交换法与其他轴交换，如果报警号跟着控制板走，那么购买相应型号控制板换上即可。如果报警信号仍然停留在原轴上，那么该换的就是反馈器件（编码器或光栅尺等）了。

·使用西门子原装的编码器电缆（有更高的屏蔽等级）。

·检测编码器、编码器电缆和屏蔽连接是否接触不良或电缆是否断开。

·检测控制模块（屏蔽连接）前板上面的螺钉。

·若使用齿轮编码器，检查齿轮和编码器的间距。

·更换编码器、编码器电缆或控制模块。

·检查直流母线的金属涂层。

·在使用BERO时，被监控的不是BERO信号而是零标记。

检查控制模块（屏蔽连接）前板上面的螺钉，是为了确保屏蔽接触良好，保证屏蔽效果。检查直流母线的金属涂层，是为了保证直流母线接触良好，使模块供电稳定，不至于产生干扰或工作不稳定。

在使用BERO时被监控的不是BERO信号而是零标记。BERO信号就是零标志信号，检查一下电气图纸，驱动模块的BERO端子是不是连接一个开关，这个开关应该是轴的零位开关。

案例2

某台磨床有一段时间经常出现21612报警，磨削中砂轮自动停止，消除报警后再启动又正常。查找21612之前的报警为700113：砂轮转速报警。用数字转速表检测，发现报警前瞬间检测出来的砂轮转速比程序中数值高出150r/m以上，因此可以判断NC认为砂轮超速而停止砂轮轴。检查原因为砂轮不平衡量过大，重新调整后故障消除。

案例3

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轴伺服使能运动过程中被复位报警，机床停止加工。

分析处理：手动状态下操作，发现Z2轴向正方向移动一定距离，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轴进行观察并比较。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轴则未出现该情况。打开Z2轴罩壳，发现Z2轴塞铁未固定，造成Z2轴在往正方向移动时，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。

案例4

二轴数控钻铣床，Z2轴在加工中频繁出现21612通道2 Z2轴伺服使能运动过程中被复位，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轴进行观察并比较。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，故怀疑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。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，确定故障原因是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。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Z轴安装的轴承是平面推力球轴承，一端三个，安装人员在安装时未针对其受力方向确定每个轴承的安装方向，致使轴承受力不当，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。

案例5

5m立车的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的伺服故障，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，一般情况下，排除故障时遵循从简单到复杂、从机械到电气的原则，先更换了Z1和Z2的伺服驱动的控制模块，但故障依旧。考虑到虽Z轴采用双驱动模块，但在模块内部Z1、Z2的功率模块是各自独立的。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。

案例6

二轴数控钻铣床的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的伺服故障，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立车的故障情况一样，排障方法同上，最终也发现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，其他完好，进行拼拆后，组合成一个完好的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。

案例7

840D数控龙门铣床的21612轴1/sp移动时伺服使能被复位报警。经检查，电机一切正常，但无法进行主轴定位，怀疑为主轴外置编码器有问题，在PLC状态里输入DB80.DBX4.0由1改为0，不使用第二编码器，机床一切正常。因此断定第二编码器或连接数据线有问题，更换新的第二编码器后，机床能准确定位，且没有任何报警，断定为第二编码器损坏。

（全文完）