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Sinumerik 802D系统软故障分析与处理 |
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作者：广东工业大学 余冠洲 |
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在国内进口数控系统中，Siemens系统仅次于Fanuc，约占25%，列第二位。Sinumerik 802系列是Siemens针对中国市场进行性价比优化的产品。系统具备中文界面的高质量显示面板，易于操作和编程；控制单元集成于一体，无电池、风扇，免维护等特点，适合于车间级加工应用。本文就西门子的Sinumerik 802D数控系统因人为误操作造成的软故障的现象，展开分析讨论并给出了相关的解决方案。
虽然Sinumerik 802D系统的开发者宣称：“曾经使用过其他控制系统的操作人员可以快速轻松地适应操作”，但是熟悉Fanuc系统类型的加工人员如果不辨明两者的差别，操作中常常造成“假死”之类的软故障。
一、误操控故障
1. 主轴无法启动
现象：手动方式或自动方式下主轴不转。
分析与处理:检查主轴修调有效，S转速数值可以改变，但按正、反转启动键无效。重开总使能，再按下“主轴使能开”键钮，主轴开始转动。
由于Sinumerik 802D上电进入系统后需要先开启总使能，再按“主轴使能开”才能启动主轴，而系统的 “主轴使能开”和“主轴使能关”两键没有标示，造成以上现象。有时按复位键解除某些故障或报警后，也会影响总使能和主轴使能，需要重新打开一次。自动加工方式，对于主轴带变频调速的机床，M03后必须指定转速S值，主轴才开动，这点应引起编程者注意。
2. 工作状态
现象：开机进入系统并解除报警，按下“总使能”键后，在“手动REF”（回零）方式按+Z、+X、+Y键均不能启动回零动作（有“复位”二字）；手动方式按 “主轴使能开”后，开主轴不转；手动X、Y、Z向移动工作台和主轴均不动作，屏幕出现“等待：缺少轴使能”字样。
分析:复位系统，重启“总使能”；开电器柜检查各轴驱动保险，KA继电器等硬件均正常。后来才发现，系统竟然被人误设置成“程序测试”状态！屏幕信息如图1所示。
图1 面板信息与说明
解决方法：换至自动方式，进入“程序控制”画面，按“PRT”键解除程序测试状态。同样，设置SKP（跳转），DRY（空运行），ROV（手动修调对快速有效）等操作类似。
3. 单位设置问题
现象：据操作者反映，调程序加工时按下“循环启动”键，不能运行。光标停在程序N102行，提示错误信息：“010720 通道1程序段N102轴Y1软件限位开关”。
N100G54 G90
N102M3S1000.
N104G0 X54.9 Y—49.9
N106Z29.3
…
分析与处理:其他方式都正常，工作状态也非“程序测试”。加工程序是运行过合格的，并无被人删改。经过反复分析检查，核对用户坐标系G54时发现：X、Y的值及刀具半径单位都变成了英寸。换算可知：Y方向49.9 inch等于49.9×25.4 = 1267.46 (以下均为mm)， 远远超过工作台宽度。公英制转换方法如下：
图2 公英制单位转换流程
二、坐标及刀具参数设定
1. 用户坐标G54不能正确输入
现象：实际测量的工件零点坐标值输入第一用户坐标系G54后自动改变。输入G55~ G59都如此。
分析与处理：比较坐标值差发现：正好等于Basis（基本）坐标系的数值。例如：设基本坐标X10、Y20、Z30，实际测量工件零点：X—10、Y—20、Z—30，输入G54内变成：X—20、Y—40、Z—60。可见，工件零点存入G54之前，应按“零点偏移”按键将“基本坐标”清零，否则将包含基本坐标的偏移量。
2. 刀偏设定
现象：自动存入的G54数值与实际值有偏差。
分析与处理：802D系统测量工件零点后，选坐标轴按“计算”键，可以自动存入G54。显示X和Y轴的数值，以及刀具偏置表中X、Y值始终与机床实际移动距离有偏差，但Z值相同。查基本坐标已清零。调出刀具表，第一把刀具（默认）半径不是0，被人改成3.696 ——正好等于G54 X、Y与测量坐标的差值。由于CAM自动编程多采取计算机补偿，加工前应当查对刀具半径是否设为零。拟改刀具半径出现“无存取权限”的警告，按组合键[Alt]+[N]，输入密码 ，将当前刀偏置零，G54也能正常输入了。另外，修改参数后最好存储数据一次。
三、后处理与通讯传输问题
Siemens数控系统NC程序的格式比较特殊，程序代码的开始要添加一个文件头：
%__N__WORK001__MPF
; $PATH =/__N__MPF__DIR
程序中也不能直接用R指定圆弧插补的半径，给自动编程的后处理带来诸多不便。加工传输和运行前，系统提示无效文件或非法G代码，往往是程序格式问题。许多软故障与此有关。
Sinumerik 802D系统配有RS232串行通信口，与计算机或ECU到ECU的数据交换非常方便。在进行程序传输特别是实时传输、实施加工时，注意以下几点，可以避免很多周折发生：
（1）系统与PC机及通讯软件的传输口、波特率、数据位等参数的设定应保持一致，并与物理连接相符；
（2）文件大小和格式必须符合系统要求。通讯有误再传时，系统提示：“不能重复传输”，需进入“程序管理”删除坏文件，再重新传输；
（3）进行通讯时，切记不能带电拔插电缆；
（4）边传边做的加工程序，只能以 .nc作扩展名。
现象：进行边传边做加工，把整理好的程序用通讯软件传入系统，刚运行就发现刀具的下刀位置明显过低，急暂停。
检查与分析：核对源文件的格式，正确。检查CNC系统与计算机通讯的硬件连接和参数设置，都没问题。用单步执行检查发现：原代码开头并无直接下刀的Z—10语句，甚至Z—1.0也没有。又怀疑载体软盘介质有错，换盘重拷贝再传，系统毫无接收外部程序的反应。按“循环启动”单步执行才发现，机床执行的是默认的内部同名程序（开头有G0 Z—10 语句），显然A盘程序并没有真正传过来。原来，加工程序放在软盘中受读取速度慢影响，不能进行边传边做！
解决方法：删掉系统内的同名文件，将A盘文件拷至主机F:\ Siemens\NC目录内，重新传输成功，PC屏幕上程序行快速上移，传完有响铃提示。CNC系统出现加工程序名0001.REF和首行。
四、结束语
Siemens数控系统控制单元集成度高带来屏显信息多、层次深的特点，习惯Fanuc（仿Fanuc）系统的人仕依经验操作引致系统工作失常，对软故障如何处理手册也语多不详。掌握上面汇总的典型分析解决方法，可以避免波及硬件之误时误事甚至千里搬救兵的失策。(end)
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(12/30/2005) |
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