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Sinumerik 802D系統(tǒng)軟故障分析與處理
在國內(nèi)進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)中，Siemens系統(tǒng)僅次于Fanuc，約占25%，列第二位。Sinumerik 802系列是Siemens針對中國市場進(jìn)行性價比優(yōu)化的產(chǎn)品。系統(tǒng)具備中文界面的高質(zhì)量顯示面板，易于操作和編程；控制單元集成于一體，無電池、風(fēng)扇，免維護(hù)等特點，適合于車間級加工應(yīng)用。本文就西門子的Sinumerik 802D數(shù)控系統(tǒng)因人為誤操作造成的軟故障的現(xiàn)象，展開分析討論并給出了相關(guān)的解決方案。
雖然Sinumerik 802D系統(tǒng)的開發(fā)者宣稱：“曾經(jīng)使用過其他控制系統(tǒng)的操作人員可以快速輕松地適應(yīng)操作”，但是熟悉Fanuc系統(tǒng)類型的加工人員如果不辨明兩者的差別，操作中常常造成“假死”之類的軟故障。
一、誤操控故障
1. 主軸無法啟動
現(xiàn)象：手動方式或自動方式下主軸不轉(zhuǎn)。
分析與處理:檢查主軸修調(diào)有效，S轉(zhuǎn)速數(shù)值可以改變，但按正、反轉(zhuǎn)啟動鍵無效。重開總使能，再按下“主軸使能開”鍵鈕，主軸開始轉(zhuǎn)動。
由于Sinumerik 802D上電進(jìn)入系統(tǒng)后需要先開啟總使能，再按“主軸使能開”才能啟動主軸，而系統(tǒng)的 “主軸使能開”和“主軸使能關(guān)”兩鍵沒有標(biāo)示，造成以上現(xiàn)象。有時按復(fù)位鍵解除某些故障或報警后，也會影響總使能和主軸使能，需要重新打開一次。自動加工方式，對于主軸帶變頻調(diào)速的機(jī)床，M03后必須指定轉(zhuǎn)速S值，主軸才開動，這點應(yīng)引起編程者注意。
2. 工作狀態(tài)
現(xiàn)象：開機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)并解除報警，按下“總使能”鍵后，在“手動REF”（回零）方式按+Z、+X、+Y鍵均不能啟動回零動作（有“復(fù)位”二字）；手動方式按 “主軸使能開”后，開主軸不轉(zhuǎn)；手動X、Y、Z向移動工作臺和主軸均不動作，屏幕出現(xiàn)“等待：缺少軸使能”字樣。
分析:復(fù)位系統(tǒng)，重啟“總使能”；開電器柜檢查各軸驅(qū)動保險，KA繼電器等硬件均正常。后來才發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)竟然被人誤設(shè)置成“程序測試”狀態(tài)！屏幕信息如圖1所示。
解決方法：換至自動方式，進(jìn)入“程序控制”畫面，按“PRT”鍵解除程序測試狀態(tài)。同樣，設(shè)置SKP（跳轉(zhuǎn)），DRY（空運(yùn)行），ROV（手動修調(diào)對快速有效）等操作類似。
3. 單位設(shè)置問題
現(xiàn)象：據(jù)操作者反映，調(diào)程序加工時按下“循環(huán)啟動”鍵，不能運(yùn)行。光標(biāo)停在程序N102行，提示錯誤信息：“010720 通道1程序段N102軸Y1軟件限位開關(guān)”。
N100 G54 G90
N102 M3 S1000 .
N104 G0 X54.9 Y—49.9
N106 Z29.3
…
分析與處理:其他方式都正常，工作狀態(tài)也非“程序測試”。加工程序是運(yùn)行過合格的，并無被人刪改。經(jīng)過反復(fù)分析檢查，核對用戶坐標(biāo)系G54時發(fā)現(xiàn)：X、Y的值及刀具半徑單位都變成了英寸。換算可知：Y方向49.9 inch等于49.9×25.4 = 1267.46 (以下均為mm)， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工作臺寬度。公英制轉(zhuǎn)換方法如下：
二、坐標(biāo)及刀具參數(shù)設(shè)定
1. 用戶坐標(biāo)G54不能正確輸入
現(xiàn)象：實際測量的工件零點坐標(biāo)值輸入第一用戶坐標(biāo)系G54后自動改變。輸入G55~ G59都如此。
分析與處理：比較坐標(biāo)值差發(fā)現(xiàn)：正好等于Basis（基本）坐標(biāo)系的數(shù)值。例如：設(shè)基本坐標(biāo)X10、Y20、Z30，實際測量工件零點：X—10、Y—20、Z—30，輸入G54內(nèi)變成：X—20、Y—40、Z—60。可見，工件零點存入G54之前，應(yīng)按“零點偏移”按鍵將“基本坐標(biāo)”清零，否則將包含基本坐標(biāo)的偏移量。
2. 刀偏設(shè)定
現(xiàn)象：自動存入的G54數(shù)值與實際值有偏差。
分析與處理：802D系統(tǒng)測量工件零點后，選坐標(biāo)軸按“計算”鍵，可以自動存入G54。顯示X和Y軸的數(shù)值，以及刀具偏置表中X、Y值始終與機(jī)床實際移動距離有偏差，但Z值相同。查基本坐標(biāo)已清零。調(diào)出刀具表，第一把刀具（默認(rèn)）半徑不是0，被人改成3.696 ——正好等于G54 X、Y與測量坐標(biāo)的差值。由于CAM自動編程多采取計算機(jī)補(bǔ)償，加工前應(yīng)當(dāng)查對刀具半徑是否設(shè)為零。擬改刀具半徑出現(xiàn)“無存取權(quán)限”的警告，按組合鍵[Alt]+[N]，輸入密碼 ，將當(dāng)前刀偏置零，G54也能正常輸入了。另外，修改參數(shù)后最好存儲數(shù)據(jù)一次。
三、后處理與通訊傳輸問題
Siemens數(shù)控系統(tǒng)NC程序的格式比較特殊，程序代碼的開始要添加一個文件頭：
%__N__WORK001__MPF
; $PATH =/__N__MPF__DIR
程序中也不能直接用R指定圓弧插補(bǔ)的半徑，給自動編程的后處理帶來諸多不便。加工傳輸和運(yùn)行前，系統(tǒng)提示無效文件或非法G代碼，往往是程序格式問題。許多軟故障與此有關(guān)。
Sinumerik 802D系統(tǒng)配有RS232串行通信口，與計算機(jī)或ECU到ECU的數(shù)據(jù)交換非常方便。在進(jìn)行程序傳輸特別是實時傳輸、實施加工時，注意以下幾點，可以避免很多周折發(fā)生：
（1）系統(tǒng)與PC機(jī)及通訊軟件的傳輸口、波特率、數(shù)據(jù)位等參數(shù)的設(shè)定應(yīng)保持一致，并與物理連接相符；
（2）文件大小和格式必須符合系統(tǒng)要求。通訊有誤再傳時，系統(tǒng)提示：“不能重復(fù)傳輸”，需進(jìn)入“程序管理”刪除壞文件，再重新傳輸；
（3）進(jìn)行通訊時，切記不能帶電拔插電纜；
（4）邊傳邊做的加工程序，只能以 .nc作擴(kuò)展名。
現(xiàn)象：進(jìn)行邊傳邊做加工，把整理好的程序用通訊軟件傳入系統(tǒng)，剛運(yùn)行就發(fā)現(xiàn)刀具的下刀位置明顯過低，急暫停。
檢查與分析：核對源文件的格式，正確。檢查CNC系統(tǒng)與計算機(jī)通訊的硬件連接和參數(shù)設(shè)置，都沒問題。用單步執(zhí)行檢查發(fā)現(xiàn)：原代碼開頭并無直接下刀的Z—10語句，甚至Z—1.0也沒有。又懷疑載體軟盤介質(zhì)有錯，換盤重拷貝再傳，系統(tǒng)毫無接收外部程序的反應(yīng)。按“循環(huán)啟動”單步執(zhí)行才發(fā)現(xiàn)，機(jī)床執(zhí)行的是默認(rèn)的內(nèi)部同名程序（開頭有G0 Z—10 語句），顯然A盤程序并沒有真正傳過來。原來，加工程序放在軟盤中受讀取速度慢影響，不能進(jìn)行邊傳邊做！
解決方法：刪掉系統(tǒng)內(nèi)的同名文件，將A盤文件拷至主機(jī)F: SiemensNC目錄內(nèi)，重新傳輸成功，PC屏幕上程序行快速上移，傳完有響鈴提示。CNC系統(tǒng)出現(xiàn)加工程序名0001.REF和首行。
四、結(jié)束語
Siemens數(shù)控系統(tǒng)控制單元集成度高帶來屏顯信息多、層次深的特點，習(xí)慣Fanuc（仿Fanuc）系統(tǒng)的人仕依經(jīng)驗操作引致系統(tǒng)工作失常，對軟故障如何處理手冊也語多不詳。掌握上面匯總的典型分析解決方法，可以避免波及硬件之誤時誤事甚至千里搬救兵的失策。
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