西门子840D系统报警300608#故障处理

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2016年的农历中秋节,在南方某市由于连续的雨天,没有丝毫停顿的迹象。一年一度的“花好月圆”话团圆的景色,被“烦人”的电话摧残没有了意境,原因是公司有一台西门子840D系统设备故障,从电话中了解到有2个Z轴故障后无法移动,1个Z轴在设备停止时自动下行,造成超程报警,看来仅仅靠平时的电话交流是无法修复此故障了,只能放弃休假赶往公司。
到公司现场后启动设备,打开“诊断”消息界面,一大串的故障信息首先映入眼帘,其中有:
25201# Aixs Z1 drive fault
300608# Aixs Z1 Drive 6 speed controller at limit
21612# Channel 1 axis Z1/Z1: enable reset,cause 3
510102# U/E模块1中断(I32.6=1)
。。。。。。
仔细分析故障信息内容,基本定位在300608#故障。造成此故障的基本原因是:(在用设备)
1. 电机被卡住、负载过重或刹车、制动关闭,
2. 如果功率模块允许,可以适度调高旋转扭矩限制、功率限制和电流限制,
3. 检查电机是否接地,
4. 检查电机变频器的连接 (缺少相位,旋转区域错误),
5. 检测编码器、编码器电缆和保护屏板是否接触不良或电缆断开,
6. 检查编码器电缆,可以与其它坐标编码器电缆置换做实验,
7. 检测直流母线连接 (检查螺钉是否紧固),
8. 检测伺服轴驱动器(电源、功率模块),
我是从液压平衡缸控制单元开始入手,检测液压系统压力正常;液压部分图示:

西门子840D系统报警300608#故障处理
1) 检测液压编号(70.0)溢流阀,柴油清洗后调整溢流压力可以调节属正常。
2) 检测3个平衡缸,未发现异常。
3) 检测液压编号(61.1)调压阀,可以自由调整压力范围属正常。
4) 检测液压编号(61.01)液控单向阀,清洗后可以锁住轴属正常。
5) 检查3个轴液压管路连接未发现漏油或缸内泄属正常
综合判断液压系统正常。
果断从通道1的Z1轴传动皮带处入手分开,手动盘动个机械轴。丝杆、丝杆螺母付这侧无卡死,伺服电机与变速箱侧存在卡死现象。重新确认抱闸线圈电源24V正常,控制单元正常,线路连接正常。查看轴驱动参数界面,参考“平滑电流值”数据。当在“JOG”状态下,点动“+”或者“-”按钮,电流迅速飙升到100%以上,并报上诉故障信息。重新检测该轴的电机:三相电阻基本相同未有接地,抱闸直流电阻2K欧姆,24V接线端子(行插)处检测25.2V属正常。断开伺服电机(电机型号:1FT6108-8SF71-1EH0,内置编码器为海德汉EOM1325048-2048)与变送器连接,手动盘电机与变送器侧,变速箱侧未发现卡死,卡死处在伺服电机侧(未知是电机轴承还是抱闸组件)。
Z轴控制单元图示:

西门子840D系统报警300608#故障处理
拆下电机到工作台,打开后端盖,松开编码器紧固螺钉(未做任何标记)的情况下,先后打开前、后端盖,轴承6208灵活属正常,原因是抱闸失效抱死引起伺服电机启动后电流飙升。为不耽误生产任务,与生产设备部门沟通后,拆下抱闸组件,重新回装电机手动盘动伺服电机灵活后试机。系统报300509#;35201#;27010#;27023#;27024#报警信息,查诊断手册,故障现象为静止误差安全范围监控和超过安全容差。之前看过一些论坛交流,对编码器安装位置是“非常”有讲究的。重新打开伺服电机后端盖,取下编码器仔细查看轴标记和编码器上的标记,确实有。手动盘动电机将三个标记重合后再紧固编码器螺钉,开机上诉故障信息消失,看来距离修复的希望在眼前了。
拆编码器的工具如图所示:

西门子840D系统报警300608#故障处理
重新将通道1各单元安装完毕后启动系统,再未发现有报警信息。移动通道1Z1轴位置到某值,用测量工具校验,设置配置值MD34100或者MD34090。经过多次移动与测量工具校验,位置基本符合要求,上、下极限位置正确。
如法制炮地处理通道2和通道3,这次非常注意的编码器与伺服电机的位置关系,处理调试变得轻松了许多。各轴移动的位置与实际量具检测误差控制在0.005mm范围内。
装载加工程序后,在“AOUT”状态下试机,关小进给量启动,久违了的多通道各轴按指定的轨迹慢慢移动了,测试了几次,确认无误后通知早已等候的生产部门安排正常生产。
于是,收拾工具、资料、电脑这些“吃饭”的工具,再看手机时间已在9月18日晚上8点15分,整整3天3夜啊,工控人的生活就是这样过的节日。
本次故障排除总结:
1) 拆卸西门子伺服编码器必须事先做好完整标记!拆卸要用自制的专用工具。
2) 紧紧围绕系统报警信息,展开排查,思维要果断坚决。
3) 平时勤记资料和笔记。
4) 遇到新问题头脑要冷静,多分析报警信息之间的关联。
5) 事后故障记录必须做详细,以供下次参考。

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