数控车床实验台智能故障设置系统使用实例

8.1.5　SINUMERIK802S数控车床实验台智能故障设置系统使用实例

实验台根据SIEMENS 802S 数控系统在数控车床上的使用情况，设计各种常见、多发和典型故障。故障点数控制在100个左右，这些故障能根据实训和考核的要求随意组合，组成各种不同的故障形式，形成实训和考核专用题库。利用维修综合试验台具有的智能型故障设置和恢复功能，使实验台在进行故障设置和实验中更具有灵活性和真实性。

我们设定三个故障组成维修实训和技能考核的使用实例。这三个故障分别是：

实验台电气控制线路故障；

步进驱动器与数控系统的信号故障；

数控系统控制信号故障。

实验台在维修实训和技能考核中，每次最多能设置5个故障。

1．故障设定

在PC平台上打开SINUMERIK802S数控车床实验台智能故障设置系统软件。点击进入故障设置界面。输入考核学生信息后，打开机床电气控制线路，选择要设置的故障点。选择完成后，点击返回软键，系统退回到故障设置界面。再选择步进驱动器控制单元，进入步进驱动器控制单元故障设置界面，选择要设定的故障点。选择完成后，点击返回软键，系统再退回到故障设置界面。这时故障设置界面将出现各个故障点代码，在各个故障点代码下方将出现每个故障考核成绩。填入相应分数。再确定考核时间和考核中提醒时间。然后点击确定，故障设置完成。实验台智能故障设置系统将自动完成故障设置，并出现故障设置完成的提示，故障确认系统液晶屏上将出现提示：故障设置已完成，请排除故障。

2．故障排除

①故障现象1

打开实验台总电源开关，按下实验台主电源（SB2）按钮开关，交流接触器KM1吸合；再按下系统开（SB4）按钮开关，交流接触器KM12不能正常吸合，数控系统不能正常启动。

1）分析、诊断

这是实验台电气控制线路引发的故障。由于交流接触器KM12不能正常吸合，所以开关电源DC1不能输出直流24V电源，数控系统没有电源供应，系统不能启动。

2）诊断思路

重点检修实验台电气控制线路。

3）检修方法

消化理解实验台电气控制原理图（见图8-7所示：实验台电气控制电路）。

采用电压检测的方法来检查故障发生点。

首先检查实验台电气控制电路电源是否正常。检查AC22与AC23之间的交流电压，正常电压值为交流220V。如不正常，则应检查总电源是否正常，QF8、QF9空气断路器是否正常，TM3变压器是否正常，FU5熔断器是否正常，以上器件连接是否正常，在本实例中，AC22与AC23之间的交流电压值为交流220V，正常。

然后检查实验台电气控制电路中，AC23与接点16之间的交流电压是否为交流220V；如不正常，则按钮开关SB3常闭触点损坏。在本实例中，AC23与接点16之间的交流电压为交流220V，正常。

再按下系统开（SB4）按钮开关，检查AC23与接点17之间的交流电压是否为交流220V。在本实例中，AC23与接点17之间的交流电压为交流220V，正常。

经上述检查后，我们可以判断是交流接触器KM12线圈故障，引起交流接触器KM12不能正常吸合，所以开关电源DC1不能输出直流24V电源，数控系统没有电源供应，系统不能启动。

4）故障确认

检查结论是：交流接触器KM12线圈故障。

查实验台随机故障代码表：交流接触器KM12线圈故障的故障代码是018。

在实验台故障确认系统按键板上依次输入：输入→018→确认。

实验台液晶显示器上出现如下信息：故障已确认 018。

实验台智能故障设置系统对该故障自动评判记分，并自动恢复该故障。

再次按下系统开（SB4）按钮开关，交流接触器KM12正常吸合，数控系统正常启动。

②故障现象 2

打开实验台总电源开关，按下实验台主电源（SB2）按钮开关，交流接触器KM1吸合，再按下系统开（SB4）按钮开关，交流接触器KM12正常吸合，数控系统正常启动。待数控系统启动完毕后，出现报警。报警代码为：

系统提示：方式组未就绪。

1）分析、诊断

根据系统提示，可能是步进驱动器故障引起数控系统报警。

在正常情况下，数控系统开机启动后将发出驱动器使能信号，使步进驱动器处于正常工作状态。步进驱动器工作正常后将发出驱动器准备就绪信号，数控系统得到驱动器就绪信号后，系统才能正常工作。

实验台X轴、Z轴步进驱动器准备就绪信号是使用串联方式连接。只要有一个轴未发出准备就绪信号，数控系统就得不到驱动器准备就绪信号。

2）诊断思路

重点检查X轴、Z轴步进驱动器连接、数控系统和步进驱动器信号状态。

3）检修方法

首先通过观察X轴、Z轴步进驱动器LED DIS，检查X轴、Z轴步进驱动器是否都已正常工作。

正常状态下，黄灯LED DIS熄灭，绿灯LED RDY亮，驱动器处于运行准备状态，电机已经通电。

如果黄灯LED DIS亮，绿灯LED RDY熄灭，驱动器处于未运行准备好状态，电机没有通电。应该重点检查步进驱动器连接情况和检查数控系统有没有给出使能信号。

在本实例中，X轴和Z轴两个步进驱动器绿灯LED RDY都亮，驱动器都处于运行准备好状态。

然后在确定X轴和Z轴两个步进驱动器都正常工作的情况下，我们重点检查X轴和Z轴两个步进驱动器发出的准备就绪信号。

我们观察到实验台操作面板上，准备就绪信号指示灯未亮。所以我们必须检查X轴和Z轴两个步进驱动器发出的驱动器就绪信号。

我们采用电压检测的方法来检查故障发生点。把三用表拨在直流电压50V的挡位，以驱动器24V GND为参考点，分别测量X轴、Z轴步进驱动器RDY信号输出。经测量X轴步进驱动器无RDY信号输出。所以数控系统就得不到驱动器准备就绪信号，产生系统报警。

4）故障确认

检查结论是：X轴步进驱动器无RDY信号输出。所以数控系统就得不到驱动器准备就绪信号，产生系统报警。

查实验台随机故障代码表：X轴步进驱动器无RDY信号输出的故障代码是065。

在实验台故障确认系统按键板上依次输入：输入→065→确认。

实验台液晶显示器上出现如下信息：故障已确认 065。

实验台智能故障设置系统对该故障自动评判记分，并自动恢复该故障。

这时按下数控系统Reset按键，数控系统报警信号消失，系统恢复正常工作。

③故障现象 3

数控系统正常启动后，在手动状态下Z轴运动不正常。按下+Z按键，Z轴运动正常；按下−Z按键，Z轴运动方向错误，还是往+方向运动。

1）分析、诊断

SINUMERIK802S数控系统使用步进电机完成轴坐标运动控制。步进电机有两个控制当量：位移量和运动方向控制。位移量是脉冲信号，由系统给出脉冲。运动方向是电平信号，由系统给出方向信号。

2）诊断思路

重点检查数控系统发出的Z轴方向信号。

3）检修方法

首先我们检查数控系统有没有发出Z轴方向电平信号。我们采用电压检测的方法来检查Z轴方向电平信号。把三用表拨在直流电压50V的挡位，以驱动器−DIR为参考点，测量+DIR电平变化情况。当手动控制时，按下+Z按键和按下−Z按键，电平信号有变化则信号正常，没有变化则数控系统没有发出Z轴方向信号。

经测量，数控系统没有发出Z轴方向电平信号。

4）故障确认

检查结论：数控系统没有发出Z轴方向电平信号。所以Z轴只能往一个方向运动。

查实验台随机故障代码表：数控系统没有发出Z轴方向电平信号输出的故障代码是070。

在实验台故障确认系统按键板上依次输入：输入→070→确认。

实验台液晶显示器上出现如下信息：故障已确认 070。

实验台智能故障设置系统对该故障自动评判记分，并自动恢复该故障。

这时再次在手动状态下操作Z轴，运动正常。

3．自动评分

经过上述故障检修完成后，SINUMERIK802S数控车床实验台智能故障设置将对检修故障自动评分和记录并存入成绩档案。

选择到具体故障设置点，用光标点击。然后回到学生信息录入及故障设置画面，点击确定。即完成了故障设置工作。

每个设置的故障都有故障代码编号，学生完成故障检修后，可通过故障确认系统输入正确的故障代码，系统自动判断、评分。如学生输入正确的故障代码则系统会自动恢复该故障，等待下一个故障检修的完成，直至该学生故障检修测试完毕。

4．考核办法：

正确录入学生班级、学号和姓名等资料。

选择测试故障内容。设置每个测试故障的分值、故障检修用时等考核内容。

每位学生一次最多能考核5个故障。

待设定的故障检修用时到达时，系统将自动终止考核并自动对学生考核内容和考核时间进行评分。