西门子机床

2024-07-02

西门子机床（精选五篇）

西门子机床篇1

关键词：双电机驱动,数控系统,直流技术

直流技术的应用非常广泛, 尤其适用于双电机驱动装置。直流技术具有良好的转速和转矩控制特性, 转速控制范围较宽, 其高旋转精度特别适用于低转速的驱动装置。这些技术特性使直流系统非常适于驱动装置。新型双电机驱动装置的组态与调试是通过标准工具以及AOP30高级操作员界面和BOP20数字操作员面板进行。用户无需太大支出即可以通过Profibus和Profinet接口以及模拟量和数字量接口将DCM集成到现有以及新的自动化解决方案中。Sinamics DC Master (DCM) 是一个可扩展的双电机驱动系统, 既适用于如轧机、拉丝机或挤出机等的基本应用, 也适用于要求较高的缆车和升降机中的驱动装置。根据相关应用, 双电机驱动的功能与性能可以进行灵活调整。用户可以使用标准控制单元、高级控制单元或两者的组合来扩展此双电机驱动的计算性能。根据具体情况, 这些设备也可以用于二象限或四象限运行。Sinamics DC Master (DCM) 将开环控制、闭环控制和电源装置组合到一台设备中, 结构十分紧凑, 节省空间。其设计采用的冗余理念更是确保了此款产品的高可用性, 提高了系统应用的效率与生产率。

1 双电机驱动消隙系统原理

两个初级齿轮都是利用两台伺服电机分别进行驱动的, 初级齿轮与电机都是直接连轴, 没有传动的间隙, 由初级齿轮到输出齿轮的每一级齿轮的传动间隙, 通常都是经过简化成如图所示的单级传动间隙。消隙系统在整个伺服运行的全过程当中, 通过对两台伺服的电机进行直接的联动控制, 使每一级齿轮全程保持着单面的贴合, 这样就可以精确地进行传递扭矩、位移或速度。同时, 在确保没有间隙传动的同时, 还有相对比较好的快速响应和伺服精度特性。

如果伺服电机是朝着一个方向进行旋转的时候, 系统就会成单方向的输出扭矩, 传动系统的扭矩传递的方向保持不变, 因此这个时候是没有间隙。如果伺服电机朝着反向进行旋转的时候, 系统就会变换扭矩实际传递的方向, 这时就会凸显出间隙问题。其实具体的消隙控制大都出现在伺服电机在进行反向转动的时候系统扭矩的输出值为零的区域, 然后对这两个电机施加克服间隙的一个张紧力, 这样就能够让两个伺服电机消隙驱动, 等到超出此区域之后, 这两个伺服电机就会形成一个同方向的合力。

2 实现双电机驱动消隙的方法

双电机的驱动消隙其实就是通过西门子系统特有的主从控制的功能进行实现的, 主从控制说白了就是利用从动轴与主动轴速度进行设定点的耦合, 而扭矩补偿控制器则是用于对均衡扭矩的分配。

在西门子数控系统主从控制功能中, 两个伺服电机 (主和从) 在机械上是连接在一起的, 并且只需一个位置编码器做位置控制有位置编码器的伺服电机作为主动轴, 从动轴只有速度控制没有位置控制, 从动轴的速度值与主动轴的速度设定值一致, 两个轴的速度控制器保持独立。设定主从耦合, 从动轴就以主动轴的速度设定移动, 从动轴只有速度控制没有位置控制。主动轴和从动轴执行无位置偏差的控制, 扭矩补偿控制器把扭矩均匀分布在主动轴和从动轴上, 用附加扭矩在主动轴和从动轴之间产生张紧力。图1为控制结构框图。通过张紧力控制在主动轴和从动轴上外加方向相反的扭矩, 使其始终处在保持张力的状态。通过这一功能, 通过齿轮来减小主动轴和从动轴的反向间隙造成的影响。但是, 这并不意味着可减小机械系统本身存在的滚珠丝杠和工作台之间的反向间隙。在静止状态张紧力产生的扭矩相互牵引使主动轴X1和从动轴X2驱动的齿轮反向间隙减少。主从配置只在从动轴中进行配置。在默认的设定中, 与速度设定耦合一样, 主动轴也用扭矩补偿控制。

3 调试中需要注意的事项

选择的张紧扭矩必须足够大以保证即使在加速期间所产生的扭矩也不低于要求的最小张力, 切勿设定一个超过额定扭矩的值, 设定值过大会发出过载报警。为防止电机过热, 可以在电机静止时减少张紧扭矩。调试中通过调整M D37264:MS-TENS10N-TORQUE, 使机床运行平稳无振动。

4 结论

具有免维护性能的双电机驱动装置, 其核心部件PCU将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体。可靠性高、易于安装。通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来。模块化的驱动装置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服电机, 为机床提供了全数字化的动力。利用视窗化的调试工具软件, 便捷地设置驱动参数, 对驱动器的控制参数进行动态优化。由于使用了标准的PLC的编程语言Micro/WIN进行控制逻辑的设计, 因此, 双电机驱动消隙功能不但简化了制造厂设计过程, 而且还缩短了设计周期。

参考文献

[1]范继红, 黄国辉.如何选择数控加工中心的夹具、刀具[J].现代农业装备, 2009 (1) .

[2]孙建军.利用多工位夹具提高数控机床加工效率[J].煤矿机电, 2007 (1) .

西门子机床篇2

【关键词】数控机床；驱动系统；西门子6RA70直流驱动；改造

0.引言

7寸数镗控铣床是我公司燃机车间一台关键的数控加工设备，是上世纪70年代美国LUCAS公司的产品，其主轴控制单元采用了美国GE公司的直流驱动统，该控制单元是由主控板、磁场板、接口板和电源板组成，采用了大量的分立元件，经过几十年的运行，元件已经老化，备件严重缺乏，故障率很高，给我们维修工作带来了极大的压力，为提高生产效率，急需对其进行改造。

1.西门子6RA70直流驱动特性

西门子6RA70系列全数字直流控制器为全数字紧凑型整流器，输入为三相电源，可为变速直流驱动提供电枢和励磁供电，额定电枢电流从15A至2000A。紧凑型整流器可以并联连接，提供高至10000A的电流，励磁电路可以提供最大40A的电流，所有6RA70装置均配备一个安装在整流器门上的简易操作面板PMU，PMU也具有根据RS232或RS485标准同USS接口的连接器X300。操作面板提供了为了启动整流器所需进行的调整和设定及测量值显示的所有手段。西门子6RA70采用（C163和C167）两台高效能的微处理器承担电枢和励磁回路所有的调节和传动控制功能。控制软件以控制功能块的形式存放在Flash-EPROM中，通过参数设置，可以方便地将软件所提供的程序块“连接”起来，实现各种驱动控制功能、逻辑控制功能等。

2.驱动器选型及电路设计

为了降低改造成本，我们保留了原主轴直流驱动电机、测速机以及用于主电机冷却的风机，其主要参数为：电机额定功率—75HP；电机额定电压—220V；电机额定电流—260A；电机额定转速—2700r/min；额定励磁电流—7.4A；额定励磁电压—120V；测速机最大转速—5000r/min；测速机输出电压—50V/1000r。

经过参数比较，最后选用驱动器的型号是西门子6RA7078-6DV62。其主要技术参数为：电枢额定电压—3AC400V（+15%/-20%）；电枢额定输入电流—233A；励磁额定电压—2AC400（+15%/-20%）；额定直流电压—485V；额定直流电流—280A；励磁额定直流电压—325V（MAX）；励磁额定直流电流—15A。

主电路及励磁回路均有快速熔断器和进线电抗器，交流110V控制电源利用了原电器柜的110V电源，直流24V控制电源选用了24V5A开关电源。下面简要说明一下6RA70装置与此次改造相关端子的定义及接线说明：

1U1、1V1、1W1—电枢电源输入。3AC380V（进线端接快速熔断器、电抗器）。

1C1（1D1）、1D1（1C1）—电枢回路电动机连接。接直流电机电枢端子。

3U1、3W1—励磁电源连接。2AC380V（进线端接快速熔断器、电抗器）。

励磁绕组连接。3C、3D—接直流电机励磁端子：6031、6032。

5U1、5W1—进线电压400V。2AC380V。

103、104—测速机连接8V～270V；模拟量地M。接测速机端子：6039、6040。

1、4—基准M；可设置输入主给定值。给定输入：接FAGOR8025CNC数控系统；主轴给定端子：6037、6038。（—10V～+10V）。

12、13—实际电流；模拟地M。接电流表：用来实时监视动机电流。

34、35—电源（输出）；数字地M。24VDC。

36—可设置输入开关量1。用于主轴JOGCW

37—电源的合闸/分闸：高电平信号（合闸）；进线接触器闭合+（端子38为高电平），按照斜坡函数发生器的斜率加速至运行速度；低电平信号（分闸）。用于主轴START/STOP。

38—运行使能，高电平信号：调节器使能；低电平信号：调节器禁止。

39—可设置输入开关量2。用于主轴JOGCCW。

46、47—可设置输出开关量1；地M。用于驱动系统故障报警。

48、54—可设置输出开关量2；地M。用于主轴电机零速检测。

109、110—进线接触器用继电器。用作主回路上电确认。

106—安全停车用电源（输出）。24VDC。

105—安全停车开关。与106连接。

107—安全停车按钮。常闭接点接数控系统E-STOP

108—安全停车复位。常开接点接系统复位开关。

3.参数设定及调试

西门子6RA70直流驱动器对参数的设置是通过安装在整流器门上的简易操作控制面板（PMU）来实现的。简易操作控制面板安装在整流器门上，它由5位7段显示板和三个状态指示LED及下面的三个参数键组成。所有为启动整流器所要采取的调整，设置均可通过简易操作控制面板来实现。

访问授权：P051=0（参数不能更改）；P051=40（参数可以改变）；P052=0（只显示不是工厂设定值的参数）；P052=3（显示所有参数）。

根据西门子6RA70系统的P参数设定说明，通过对电源及电机铭牌等参数的测定和计算，其主要参数设定如下：P076001=100；P076002=50；P078001=240；P078002=380；P082=2；P083=1；P100=260；P101=240；P102=7.4；P114=10；P741=260；P430=0010；P431=0410；P771=0106；P772=0164。

主要参数设置完成后，将对驱动系统进行通电调试和最优化设置。6RA70的自优化功能可通过P51参数设定：P051=25（电枢和励磁的预控制和电流调节器的优化运行）；P051=26（速度调节器的优化运行动）；P051=27（励磁减弱的优化运行）；P051=28（摩擦和转动惯量补偿的优化运行）。

通过优化和调整参数达到装置与电机及负载之间的较佳匹配。6RA70的监控与诊断功能可通过操作面板修改所有的参数。励磁回路采用电流反馈的闭环调节器，以保证励磁电流稳定，同时可对电机的励磁特性进行测量，以实现最佳弱磁升速特性。通过开关量输入输出信号与控制系统进行联锁逻辑控制，通过整体调试完成对主轴电机调速的最佳控制。

该机床的数控系统是西班牙FAGOR8025CNC数控系统，是采用了内置PLC加外置PLC64控制模式，主轴控制单元有部分I/O受控于PLC，分别是：I69—主轴故障报警；I81—主轴零速检测；O61—主轴CW；O64—主轴CCW；O62—主轴JOGCW；O63—主轴JOGCCW。

在调试过程中，发现主轴换挡无法完成，换挡程序自动中断，PLC程序报警，经检查发现：I81（零速检测信号）和PLC的要求不匹配，PLC程序要求，主轴零速时I81=1；主轴非零速时I81=0。经更改参数P772后，使I81满足了PLC程序的要求，主轴换挡顺利完成；在调试和优化设置完成后，手动设置参数P303=3；P304=3，以调节主轴电机加减速时间；设置参数P401=-3；P402=3，以满足主轴JOG运行的速度。

现在，7寸数控镗铣床主轴控制系统运行正常，基本上实现无故障运行。 [科]

【参考文献】

[1]张欣波，辛艳东.普通镗铣床的数控改造[J].经济技术协作信息，2003.

[2]王文龙，王海龙.西门子6RA70型直流调速器在轧机中的应用[J].金川科技，2010.

西门子机床篇3

1. 增量式旋转测量系统返回参考点原理

增量式旋转测量系统多采用增量式脉冲编码器作为位置或速度反馈元件, 为具体确定参考点位置, 需要给每个坐标轴安装1个参考点减速挡块。以西门子840D数控机床增量式编码器返回参考点过程 (图1) 为例, 数控机床开机执行返回参考点操作步骤如下。

(1) 第一步———寻找参考点减速挡块。在机床操作面板上选择返回参考点功能, 按下轴移动键启动后, 若坐标轴位于减速挡块前面, 坐标轴自动按机床数据MD34020设定的返参考点速度, 向机床数据MD34010设定方向移动 (一般为坐标轴正方向) , 寻找参考点减速挡块;若坐标轴位于减速挡块上面, 则不需要执行寻找参考点挡块的过程。找到参考点减速挡块后, 坐标轴在减速信号控制下减速, 移动一小段距离后停止, 这段距离与设置的返回参考点速度和最大加速度有关。参考点减速挡块的长度, 一定要确保大于坐标轴减速移动的距离, 否则坐标轴减速停止点就可能不在挡块上, 发生20001#报警, 即没有参考点减速挡块信号。触点开关接触到减速挡块, 便通过“参考点接近延迟”接口信号DB31.DBX12.7~DB61.DBX12.7告之系统, 已经找到参考点减速挡块, 第一步工作结束, 此时坐标轴位于减速挡块之上。在寻找参考点减速挡块过程中, 进给倍率修调开关和进给启动/禁止使能按键有效。若坐标轴移动距离大于MD34030设置距离, 仍未找到参考点减速挡块, 就会产生20000#报警 (参考点挡块未找到) , 同时“参考点接近延迟”接口信号复位。

(2) 第二步———寻找零脉冲。寻找零脉冲信号的控制方式取决于机床数据MD34050的设置, MD34050设置为0, 寻找零脉冲以参考点减速挡块信号的下降沿为基准;MD34050设置为1, 寻找零脉冲以参考点减速挡块信号的上升沿为基准。如果以参考点减速挡块信号的下降沿为基准, 坐标轴会从静止状态加速到机床数据MD34040设定寻找零脉冲的速度, 向MD34010规定的相反方向移动, 寻找零脉冲信号。当离开参考点减速挡块时, 即参考点减速挡块信号的下降沿出现, “参考点接近延迟”接口信号复位, 系统与脉冲编码器的第一个零点脉冲信号同步 (图2) 。如果以参考点减速挡块信号的上升沿为基准, 坐标轴会从静止状态加速到返回参考点速度, 向MD34010规定的相反方向移动, 寻找零脉冲信号。当离开参考点减速挡块时, 即参考点减速挡块信号的下降沿出现, “参考点接近延迟”接口信号复位, 坐标轴减速停止, 然后再加速到寻找零脉冲的速度, 向相反方向移动, 当再次接触到参考点减速挡块时, 即参考点减速挡块信号的上升沿出现, “参考点接近延迟”接口信号使能, 系统与脉冲编码器的第一个零点脉冲信号同步 (图3) 。无论何种情况, 只要找到第一个零点脉冲信号, 第二步结束。

在寻找零点脉冲过程中, 进给倍率修调开关和机床操作面板上NC启动/停止按键均无效, 但进给启动/静止使能有效, 如果轴停止, 将出现20005# (返回参考点中止) 报警。离开参考点减速挡块后, 坐标轴移动距离大于MD34060设置距离时, 仍未找到零点脉冲信号, 就会出现20002#报警 (零点脉冲没有找到) 报警, 同时“参考点接近延迟”接口复位。

(3) 第三步———坐标轴移动到参考点。成功寻找到零点脉冲信号且无报警, 才执行第三步。在寻找到零点脉冲后, 坐标轴加速到机床数据MD34070设定的返回参考点定位速度, 移动到参考点停止。从零点脉冲上升到参考点移动距离, 由机床数据MD34080和MD34090决定, 这段距离是两数据之和。坐标轴到达参考点后, 通过“参考点值”接口信号DB31.DBX2.4~DB61.DBX2.4、DB31.DBX2.5~DB61.DBX2.5、DB31.DBX2.6~DB61.DBX2.6和DB31.DBX2.7~DB61.DBX2.7的选择, 将机床数据MD34100中的设定值赋给参考点。此时, 参考点/同步接口信号DB31.DBX60.4~DB61.DBX60.4、DB31.DBX60.5~DB61.DBX60.5使能, 位置测量系统与控制系统同步有效, 整个返回参考点过程结束, 机床可以正常工作。

2. 返参考点参数设置

(1) MD34010定义返回参考点的方向, 设置0时正方向返回参考点, 设置1时向负方向返回参考点。

(2) MD34020定义寻找参考点减速挡块的速度。执行返回参考点操作, 系统首先以此参数设定的速度寻找参考点减速挡块。当寻找到参考点减速挡块后, 坐标轴迅速制动停止。设定速度值时, 应考虑机床的动态特性, 不要设置过快或过慢。

(3) MD34030定义寻找参考点挡块的最大距离, 只要寻找参考点减速挡块的实际距离超过了设定值, 就会停止返回参考点, 并产生20000#报警 (参考点挡块没有找到) 。

(4) MD34040定义寻找零脉冲信号的速度, 坐标轴以此速度离开参考点减速挡块, 寻找测量系统的第一个零点脉冲信号。设定值要小于MD43020的设定值。

(5) MD34050定义参考点减速挡块信号上升沿/下降沿的同步方向。设置为0检索参考点减速挡块信号的下降沿, 设置为1检索参考点减速挡块信号的上升沿。

(6) MD34060定义寻找零脉冲的最大距离, 如果坐标轴移动量超过该距离仍未找到零点脉冲, 返回参考点的过程将自动停止, 并产生20004#报警 (参考标记错误) 。

(7) MD34070定义参考点定位速度, 当系统检测到零点脉冲信号后, 以此定位速度移动一段可设定距离后停止, 返回参考点过程结束。

(8) MD34080设置参考点移动距离, 找到零点脉冲后, 该参数确定以参考点定位速度移动的距离。若MD34080设置为负数, 表明是正向定位参考点, 若设置为正数, 则是负数定位参考点。

(9) MD34090设置参考点偏移量。

(10) MD43100定义了参考点位置, 返回参考后, 坐标轴的位置就是参考点相对于机床坐标原点的位置。从参考点到机床原点的距离, 设置在机床数据MD34100中, 如果设置为0, 表明参考点的位置就是机床坐标原点的位置。

3. 返回参考点故障原因及解决方法

参考点是数控机床上1个基准点, 工件坐标原点及对刀点均以其为基准。返回参考点出现故障将无法进行程序加工, 返回参考点的位置不准确将影响到加工精度, 甚至出现撞车事故。数控机床返回参考点故障有两种情况: (1) 机床不能返回参考点或找不到参考点。 (2) 机床能回参考点, 但在每次回参考点时出现停止时的漂移。对于情况 (1) , 由于数控机床不能成功返回参考点, 数控系统不会执行用户所编辑的任何加工程序, 避免产生批量废品, 其故障产生原因及处理措施见表1。对于情况 (2) , 由于机床每次回参考点时均未产生报警, 但回参考点出现漂移的故障现象是存在的, 而机床操作人员却没有及时发现, 造成加工件废品, 甚至是批量废品, 其故障产生的原因及处理措施见表2。

摘要：数控机床参考点是其基准点, 返回参考点的精度影响机床加工精度。介绍西门子840D数控机床返回参考点控制原理、返回参考点步骤及所需设置的参数。分析返回参考点常见故障原因及解决方法。

关键词：数控机床,返回参考点,编码器,故障处理

参考文献

[1]朱自勤.数控机床电气控制技术[M].中国林业出版社, 2006, 1

西门子机床篇4

关键词：数控机床,故障诊断,维修

在机械制造等诸多领域, 数控机床备受亲睐最大的原因是其生产效率非常高, 自身性能优。但对比传统老式的机床产品, 数控机床的故障诊断就比较专业也是比较高端的。对数控机床故障的诊断和进行维修管理方面进行总结, 在实际工作运行中是非常有指导意义的。

1 西门子 840D 数控机床的结构分析

利用到数控原理的机床就是数控机床, 等待进行加工的几何数据信息通过固定的语言录入模式导入数控体系系统, 相对应的数控体制系统衍生对主轴和进给的轴与辅助的加工配件操控的指令从而进行加工制造。硬件和控制系统是数控机床的两大系统。组合不同, 控制模式以及加工精密级别也就不同。正因如此, 对数控机床的诊断修理不仅要借鉴普通的机床故障诊断原理, 还要融合个案实例情况。

2 西门子 840D 数控机床常见故障诊断法

1) 感官直面应对。在出现故障的时候, 用我们的五官感觉判断事故的类型及寻找可能出现问题的部位。可以依据不同的气味、热度缩小范围, 延长现场抢救时长, 这种方法也是最普遍最明了的方法。2) 自我诊断预警。遇到故障时, 自我诊断体制会作出预警, 并在CRT上有所体现, 这种方法在修理中非常有用。一般的数控机床都系统携带这项功能。3) 模式测试法。在数控设施操作异常的时候, 把数控设备常用到的功能以及独有的性能利用编程的方法, 手工自动皆可, 绘制成为一个测试模式。当数控设备进入到这个模式中, 通过判断的精准度和可信赖指数, 寻找故障发生原因。4) 备用元件替换。在存在备用元件的基础上, 尽快找到故障的起因, 利用事先的备份, 刻制电路板、电路芯片等存在疑点的配备, 排除故障解救问题, 节约时间把损失降到最低化。5) 校对参数。数控参数是直接影响数控机床的功能的原因, 严重时影响工作运行。所以应及时校正数控体制内的参数发生变化与否, 凭借这样的方法辨别数控参数变动导致故障发生的可信度。6) 逻辑分析。依照数控机床的内部结构原理, 从逻辑的角度剖析逻辑电平和与之相关的特征参数。从配件的工作原理做一个详细的分析, 找到真正的故障的原因。只有检测的同仁全面了解把握数控系统的每一部分以及各个零件的性能, 才能实现有效地运用这种方法。

3 西门子 840D 数控机床故障实例

3.1 情况 1

数控机床 (840D) , 十一结束后再次启动运行, 各个给进轴没有丝毫反应, 但是显示灯一直处于亮的状态。分析得出:该机床三维进给轴可以一起运动。技术鉴定后, 三轴不运作不会是单一的机械部分和控制软件的部分故障, 极大可能是总控制位置且位于电气的不正常引发的。工作人员将电气柜打开, 内部的板面有明显的预警和低压的显示。初次推断是电源的电压出现问题。接下来利用万用表勘察, 逐一检测三轴的电压, 发现表一明显不及表二、三电压。随后对表一进行深入处理, 表一接线位置不牢固。进行故障处理:接洽固定, 加固其他电气连接位置, 重新加工, 系统正常恢复。

3.2 情况 2

数控机床 (840D) , 在进行产品加工时, Z轴振动, 定位不精准。分析可知:系统能够在操控下完成加工的任务可见电气运行正常也不存在指令错误, 那么也许存在的问题就是机械部分。拆开传动箱查证, 齿轮没有明显间隙没有任何异样, 但细致观察发现尺座的螺钉有晃动, 所以有移位错位的现象。处理:把螺钉固定牢靠, 重启无阻碍。

操作过程中, 润滑突遇暂停且预警闪烁显示, 数控机床停运。分析得到:数控机床的润滑体系有状态监控的性能, 控制指令。而发生超出常规的模式有如下的可能性:

1) 润滑油数量不够造成的开关自行关闭和预警。

2) 润滑油路下漏。

3) 压力的开关不敏感。

4) 油路闭塞。

5) 其泵电机的过量加载。

处理方案:首先对油路的开关即压力开关, 进行检测。结果发现其并不存在任何的积压或者器械损耗情况, 可以实现正常操控。再次检测发现在油箱到被润滑的部位, 润滑油不能通畅地被使用, 此时发现油管道内部有不明的物体堵塞, 动手清除后, 数控机床可以正常进行加工了。

3.3 情况 3

数控机床 (840D) 在运作时, 测出其主轴, 如果旋转时速低于430r/m in就会产生异样的声响, 此时的功率也起伏比较大。但是一旦主轴在1200r/min时, 不会出现该声响且没有预报警示。分析该现象, 主轴的控制器、电机、变速箱等故障都有可能是这种现象产生的原因。处理步骤:出于对排查任务量的考虑, 首先检测控制器进行排查, 并没有问题, 其次是电路板, 依然没有任何的故障。因此可以断定不是控制器内的问题。然后检查机械部分。主轴的运转速度在300r/min时仍然存在, 给到2100r/min时再次没有了, 由此看出问题故障也不在于机床内的发动机。可以明确机械的传动部分是症结。随后专心查看传动部分, 在速度较低的时候300r/min以及高的速度的时候2100r/min的时候, 电动机都是按照同一的时速转动, 唯独在较低的时速时, 位于变速箱内部的齿轮发生减速的运作, 由此看出故障就是出现在变速箱里面。推断得出, 齿轮在低速的状态产生故障。替换新的变速箱后再次试运行, 一切恢复正常。

3.4 情况 4

数控机床 (840D) , 在运作的时候, CRT显示数据指示, 没有拾起工件预警, 依据此信息对工件进行排查, 确认抓件设备已经将工件拾起, 那么依旧出现预警讯号原因就不得而知了。分析过程, 细致针对PLC的梯形形状图进行分析辨别, 发现问题经由感应部分的开关引起。解决步骤:对运行机械的人员岗位进行检测, 发现是人员工作的程序不正确, 没有将负责感应的开关彻底地按下去, 随后局部调整设备人员的夹紧力度, 问题迎刃而解。

4 结束语

本人认为其实在电器维修方面, 故障的诊断时间是仅次于备件等待时间的。有时候一个小小的电子元器件损坏引起的故障诊断有可能持续几小时乃至几天时间。所以提高维修人员的水平可以大大提高设备的使用效率。这就要求维修人员不但需要进行大量基础知识的培训, 还应该在每次维修后进行总结。

参考文献

西门子机床篇5

铣切作为机械加工的通用设备在制造业中一直起着不可替代的作用。数控机床主运动是指主轴的旋转运动,主轴的旋转精度决定零件的加工精度。在数控机床主轴驱动系统中,采用变频调速技术调节主轴的转速,具有高效率、宽范围、高精度的特点[1]。

独山子某机械加工车间的德国BFZ-3000数控铣切机,原铣轴主轴变频控制部分的电气元件老化,线路故障率高,已经无法实现变速控制,2013年期间基本不能保证正常工作需求,迫切需要改造。2014年年初该厂决定对该设备铣轴主轴部分采用变频器进行技术改造。

2 现场概况

数控铣切机的控制指令方面是结合机床的PLC控制程序实现的,铣轴主轴部分采用西门子变频器改造,系统结构如图1所示。铣轴电动机参数:工作频率为50-250Hz,转速为2910-14870r/min,输出功率为2-10kw,电动机功率因数为0.85,输出电压为90~380V,峰值电流为18.5A,要求能够完成正、反转、停车及调速功能。

西门子变频器由微处理器控制,功能齐全而复杂,可以设置的参数几千之多,准确地使用其内置功能和设置参数,对于其发挥最佳性能至关重要[2],尤其内置二进制互联功能(Binector Connector Technology,Bi Co)可以方便使用者根据控制需求来灵活定义端口,达到完成控制目的同时,极大精简控制电路。

本文主要介绍了西门子MICROMASTER400变频器的Bi Co技术对铣轴主轴控制部分技术改造的设计和实现过程。

3 方案设计与实现

根据铭牌参数与控制要求,变频器选用6SE6440-2AD31-1CA1,输入电压:380V-480V(AC,±10%),带内置A级滤波器,电动机的额定输出功率11KW,最大输出电流26A,配套使用快速熔断器为3NA3014/35A[2],外部接线如图2所示。

西门子变频器在安装良好的情况下,有较强的抗电磁干扰(EMI)能力,但是这个系统包括变频器、PLC和传感器等诸多电气设备,安装时仍然需要注意以下几点[3][4]:

(1)所有设备都用短而粗的接地电缆可靠地连接到公共的星形接地点上;

(2)与变频器相连的PLC设备也用短而粗的接地电缆可靠地连接到公共的星形接地点上;

(3)有电动机返回的接地线直接连接到变频器的接地端子(PE)上;

(4)导电的导体是扁平的,以满足高频时阻抗较低;

(5)控制电缆与供电电缆分槽布线,在必须交叉的情况下,采取90°直角交叉。

(6)与控制回路的连接线必须使用屏蔽电缆。

西门子变频器驱动电动机前,必须进行快速调试,即使变频器识别被控对象,然后再根据控制要求设置相关参数,达到控制要求。快速调试一般采用以下的调试装置:基本操作面板BOP、高级操作面板AOP或PC工具(带有调试软件STARTER Drive Monitor),本系统采用基本操作面板BOP。调试前应将变频器所有参数进行出厂默认值处理。通过P0010=30,P0970=1完成复位操作,过程大约3分钟,然后利用BOP操作面板按照控制要求设置参数[5]。

3.1 快速调速

快速调速中包含基本参数和电动机参数。基本参数设置如下:

P0003=3,表示专家级;

P0004=0,表示所有参数显现;

P0010=1,表示快速调试状态;

P0100=0,表示电源频率设置为50Hz;

P0205=0,表示恒转矩负载;

P1000=2,表示频率给定值设置为模拟输入;

P1080=50,表示最小频率;

P1082=250,表示最大频率;

P1300=0,表示线性V/f(电压/频率)关系;

根据铣轴电动机铭牌数据设置电动机参数如下:P0304=380,额定电压;P0305=18.5,额定电流;P0307=10,额定功率;P308=0.85,额定功率因数;P0310=250,额定频率;P0311=14870,额定转速;P0335=0,冷却设置为自冷式;P0640=150,过载系数设置为150%。

参数全部输入完毕,再设P1910=1,表示电动机数据辨识为参数变更;P3900=1,表示快速调试结束。

此时报警信号A0541产生,可以用电动机启动命令来测量。

3.2 二进制互联(Bi Co)参数

Bi Co技术是西门子变频器MICROMASTER440特有的功能,是将变频器数字输入和输出(I/O)端口功能结合在一起的设置方法,主要是使能和调用其内部各种逻辑电路,如RS触发器,D触发器、与、或、非等数学逻辑,将控制信号由输入直接传递到输出,从而完成变频电动机的起动、运行、调速和停车等功能,参数设置如下:

P0700=2,表示选择命令源由由端子排输入;

P0701=99,P0702=99,P0703=99,表示使能5、6、7数字输入端口Bi Co参数化;

P0704=13,P0705=14,表示8、16数字输入端口分别实现MOP升速与降速。

参数P0840是指示电动机动作的指令源头,设P0840=2841,表示将变频器内部触发器的输出信号作为命令源来指示电动机正转或停车;

同理P0842是反向运行的ON/OFF1命令,设P0842=2844,表示将变频器内部触发器的输出信号作为命令源来指示电动机反转或停车;

使能变频器内部RS触发器端口的参数设置如下:

P2800=1,表示使能全部自由功能块;

P2801[14]=1,表示使能RS触发器1;

P2801[15]=1,表示使能RS触发器2;

P2840[0]=722.0,表示数字端口5对应二进制互联值722.0作为RS触发器1的置位端;

P2840[1]=722.1,表示数字端口6对应二进制互联值722.1作为RS触发器1的复位端;

P2843[0]=722.2;表示数字端口7对应二进制互联值722.2作为RS触发器2的置位端;