几例典型西门子数控机床故障的处理

张飞，邓晓光，高栋阳

（宇通客车股份有限公司，河南 郑州 459000）

随着制造业的不断发展和进步，数控机床因其高精度、高效率得到越来越广泛的应用。数控系统在给加工带来便利的同时也对操作和维护人员提出了更高的要求，因为数控系统逐步向专业化、模块化方向发展。一旦数控机床在使用过程中出现问题，势必会带来比普通机床更长的停机时间和维修费用。如何快速诊断并排除故障，减少停机时间，已成为在数控机床使用过程中被普遍关注的问题。

在处理数控系统故障时，有些有直观报警可以按照诊断手册提示去查找，有些故障没有报警，会让人觉得无从下手。下面就分享几例典型西门子数控车床的故障处理过程。

1 西门子840D数控车床

主轴为交流电机带内置编码器（从动）反馈，主轴后部配增量编码器（主动），X、Z轴为伺服电机配SIMODRIVE 611D驱动，编码器加光栅尺闭环反馈，控制单元PCU50。

1.1 主轴偶尔出现转速不稳和异响，无报警

处理过程：机床是突然出现这种情况，说明参数设置没问题。检查输入电压正常；主轴皮带调紧，未解决；紧固后部增量编码器联轴器，故障消除。

其他可能原因：编码器坏，输出信号不稳定；编码器线屏蔽层接地不良。

注意事项：主轴端编码器连接轴安装时打表将跳动控制在0.2以内，检查联轴器内孔和连接轴外圆是否磨损，磨损的及时修理或更换。

1.2 主轴无法启动，报警25001轴从动编码器硬件出错、25201轴伺服故障、300504轴电机变频器出错

处理过程：重启系统，未解决；检查主轴控制相关线路、接头，未发现问题；检查相关线路接地情况，未发现问题；主电机内部编码器（海德汉ERN1387）拆下后重新安装报警消除。后来使用几个月后，再次出现类似报警。拆开主电机内部编码器，发现编码器轴转动不灵活，打开轴承端盖后已经严重缺油。清理加油后，仍然不能消除故障，说明编码器已经损坏，更换编码器后消除故障。

其他可能原因：编码器电缆破损。

注意事项：拆除ERN1387编码器时注意参照海德汉编码器安装规程，使用专用的顶丝和长螺钉，切勿硬拉硬拽损坏编码器。安装压紧时力度适中即可，切勿用力过大损坏内部螺纹。拆装时注意编码器零标记对正，尤其在拆除伺服电机编码器时必须注意。

1.3 加工过程中突然急停，报警700018 E/R模块I2t监控

处理过程：7系列报警为用户报警，即机床制造商处于某些功能需要设计的报警，在诊断手册上查不到。检查电源NCU模块和驱动模块工作指示灯均正常，无报警灯亮起；检查系统界面服务概览中各使能和状态灯正常；检查电源模块冷却风扇，工作正常，电源模块温度也正常；检查电源模块报警输出点51和53,51和53为内部继电器常闭点，断电后常闭，送点后即断开，屏幕显示报警；在手动盘动主轴确认主轴负荷正常后，短接51和53点，报警消除，机床正常运转，从而确认611电源模块内部I2t监控模块有问题。送修更换检测芯片，解决该故障问题。

注意事项：在短接模块输出点前，一定要确认其他相关或负载无问题，否则可能造成模块进一步损坏。

2 802D SL数控车床

控制单元PCU210.3，ALM电源模块和S120驱动模块，主轴为模拟主轴，直流电机配西门子6RA70调速器，主电机测速机加主轴编码器反馈，X/Z轴为伺服电机编码器和光栅尺闭环反馈。

2.1 使用中死机，重启后回到原始界面，数据丢失

处理过程：点击ALT+N进入系统调试界面，选择使用保存的数据重新启动。如果之前没有保存数据，可以从相同型号的机床将“机床试车数据”拷贝过来，再根据实际情况修改个别参数（如软限位数据）。恢复系统后，之前的口令失效，根据需要重新输入用户（CUSTOMER）或制造商(EVENING)。

可能原因：系统长期不关机；工作环境粉尘大，电气板路上堆积过多粉尘。

注意事项：数控机床在安装时要避开粉尘大的场所，如果确实无法避开，请定期对系统内部进行吹灰清理；系统在调试完毕后必须做备份，且将备份数据拷到其他存储设备上留存，以备不时之需；调试完毕后系统口令最好更改为用户，以免操作人员误改系统参数。

2.2 系统启动到40%卡死，无法进入操作界面

处理过程：系统能够启动一半，说明控制单元PCU能正常工作；观察屏幕启动进度条上方提示发现，是在装载PLC时出现卡死；观察PP72/48模块状态指示灯，POWER和READY灯正常亮绿，EXCHANGE灯不亮说明PLC数据传输有问题；脱开PCU后面PROFIBUS总线，系统能够进入；分别脱开两个PP72/48模块24V电源，系统均不能进入，两个PP模块同时损坏的可能极小，暂排除；检查PP模块后端负载，脱开X222端子时，系统可正常启动。检查X222部分负载线路，发现尾座拖缆有线路对地，处理后解决故障。

注意事项：有时候某些外围线路的短路和对地会对24V控制电压造成影响，造成黑屏或系统无法启动，注意排查。

2.3 间歇出现报警26106：Z轴编码器没找到，Z轴无法动作

处理过程：Z轴有两个编码器反馈，电机编码器和光栅尺（型号LB 382C），一般默认光栅尺为第一编码器。松开光栅尺读数头固定螺钉，使用专用的读数头支撑架找正，重新固定，未解决；从前端拆下读数头，发现读数头镜面有油污，清理油污，之后用绸布蘸无水乙醇擦拭光栅尺带内表面。

注意事项：调整读数头要在断电后进行；擦拭光栅尺尺带尽量顺一个方向擦，避免二次污染，使用布料必须确保不掉毛；如无必要，不要拉出光栅尺尺带进行清洁。尺带一端固定，另一端（抽出端）为弹簧拉紧，拉出前需要先松开弹簧调节螺母，再次安装可能导致尺带张紧程度发生变化，从而造成尺带精度降低。拉出尺带清洁或检查，需做好调节螺母位置标记，有条件的最好使用激光干涉仪进行校准光栅尺并更新系统补偿数据。

数控系统结构复杂，所产生的故障原因也千差万别。搞好数控维修需要理论知识也需要实践经验，在发生故障时，可按以下步骤进行处理：（1）首先与操作人员认真沟通，充分掌握故障信息；（2）结合诊断手册和报警信息，分析故障原因，确定检查的方法和步骤；（3）本着先简后繁、先易后难、先机械后电气的原则，通过排除、交换、转移、测量比较等方法依次检测和排除，切忌盲目拆装。