西门子840C数控系统维修

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这是一台机床，加工程序是由德国机床厂家编制的。根据机床工作原理、加工程序运行和故障现象进行分析，认为应该是工件夹具的状态出现了问题。这台机床采用夹具内胀夹紧工件，同时尾座顶紧工件柄部的中心孔。检查夹具的状态显示页面，如图2所示。观察夹具的状态，在工件夹紧时，数据显示的是夹紧，但信息显示的是释放（RELEASED）和超程（OVERSTROKE），显示信息与状态不符。
夹具状态显示页面
观察套筒的状态显示页面，如图3所示，很多数据是0，数据没有传送过来。由此说明，夹具和的状态数据都有问题。
对加工程序进行分析，发现夹具和的功能是在子程序SPF403中用参数R813来预设置的，如图4所示。查阅机床说明书，R813是加工过程中夹紧装置预设置参数（Presel. clamping device forprocessing RP）。从SF403子程序可以看出：R813设置为0，夹紧和没有功能；R813设置为1，设置夹具外夹；R813设置为2，设置夹具内夹；R813设置为3，设置夹具外夹和同时动作；R813设置为3，夹具内夹和同时动作；R813设置为5，只用。在这个程序中R813已经设置为4，没有问题。
套筒的状态显示页面
夹具与功能设置
在执行加工程序过程中，观察参数R813的状态，其数值开始是0，瞬间变为4，但又变回0，说明工件夹紧预设置异常。
SPF403增加暂停指令
为便于观察，在子程序SPF403中R813赋值后，设置暂停指令G04 F300（见图5），暂停300s。然后执行加工程序，在程序执行暂停指令期间，检查R813的状态为4，说明已将R813赋值为4，没有问题。待暂停之后，执行其他程序时，R813又变为“0”[1]。
这台机床的加工程序比较复杂，在执行加工主程序时，需要调用的子程序就有十几个，为了便于查阅和分析加工程序，将加工程序通过串行通信口下载到计算机中。
在计算机中用WORD打开下载的加工程序文件，进行检索查看，发现SPF5子程序（见图6）包含有关于参数R813的语句。
 程序SPF5
根据编程手册对这段程序进行分析。@111R813 K1 K10 K2 K20 K3 K30 K4 K40 K5 K50 @100K90 语句的含义是：R813为1时跳转到N10语句，R813为2时跳转到N20语句，R813为3时跳转到N30语句，R813为4时跳转到N40语句，R813为5时跳转到N50语句，R819为其他数值时跳转到N90语句[2]。
因为之前R813设置为4，所以执行这段程序后应该跳转到N40语句。继续分析如下：N40 @122R925 K0 K90 M94语句的含义是R925为0时跳转到N90语句，否则执行M94指令；N41 M13语句的含义是执行M13指令；N42 @100 K100语句的含义是跳转到N100语句。
如果R925的数值不是0，就应该执行M94（夹具与同时动作）、M13（设置内夹），将预置信号传递给PLC。由于检查参数R925的数值一直为0，所以执行N40语句时，程序不执行后面的M94和M13，直接就跳转到N90语句，将R813设置为0。至此，已经找到问题的关键是R925的数值被设置为0[3]。
查阅机床说明书， 参数R 9 2 5 为可用（Memory：tailstock available）设置参数。设置为0，系统程序认为不可用。继续检索程序发现在子程序SPF1（见图7）中对R925进行了处理。其中语句@308 R925 K8004 K6的含义是：将PLC用户数据位8004.6的数值送入参数R925[4]。
 包含参数R925的子程序SPF1
3 故障处理
利用系统功能，查看PLC用户数据位8004.6（见图8），发现其数值确实是0，将其更改为1后，加工程序恢复正常运行[5]。
系统PLC用户数据位
4 结束语
这个故障就是系统PLC用户数据位8004.6由于偶然因素变为0而引起的。
在这个故障检查过程中，多次遇到西门子@编程指令，这在一般程序中是很少见的。由于故障原因是系统PLC用户数据的设置出现了问题，所以还要对西门子840C数控系统的结构有所了解。另外，下载加工程序到计算机中，使用WORD进行检索，可以达到事半功倍的效果