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西门子CNC工控机 维修实例


           
这次维修的西门子cnc系统是586mmx cpu的控制系统,已经是20年前的产品了,需要维修的系统是这样的,

      西门子数控系统有很多种型号,首先我们来观察一下802D所构成的实物图,SINUMERIK 802D是个集成的单元,它是由NC以及PLC和人机界面(HMI)组成,通过PROFIBUS总线连接驱动装置以及输入输出模板,完控制功能。而在西门子的数控产品中最有特点,最有代表性的系统应该是840D系统。因此,我们可以通过了解西门子840D系统,来了解西门子数控系统的结构。首先通过以下的实物图观察840D系统。

西门子810D系统的结构组成
SINUMERIK840D是由数控及驱动单元(CCU或NCU),MMC,PLC模块三部分组成,由于在集成系统时,总是将SIMODRIVE611D驱动和数控单元(CCU或NCU)并排放在一起,并用设备总线互相连接,因此在说明时将二者划归一处。

1. 人机界面

人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成 MMC(Man Machine Communication)包括:OP(Operation panel)单元,MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。MMC实际上就是一台计算机,有自己独立的CPU,还可以带硬盘,带软驱;OP单元正是这台计算机的显示器,而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。
(1)MMC(Man Machine communication)

        最常用的MMC有两种:MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘;而MMC103的CPU为奔腾,可以带硬盘,一般的,用户为SINUMERIK810D配MMC100.2,而为SINUMERIK840D配MMC103.PCU(PC UNIT)是专门为配合西门子最新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而开发的MMC模块,目前有三种PCU模块——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20对应于MMC100.2,不带硬盘,但可以带软驱;PCU50、PCU70对应于MMC103,可以带硬盘,与MMC不同的是:PCU50的软件是基于WINDOWS NT的。PCU的软件被称作HMI。

    HMI有分为两种:嵌入式HMI和高级HMI。一般标准供货时,PCU20装载的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70则装载高级HMI。

(2)OP(Operation pannel)

OP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求,西门子为用户选配不同的OP单元,如: OP030,OP031,OP032,OP032S等,其中OP031最为常用。

(3)、MCP(Machine control pannel)
MCP是专门为数控机床而配置的,它也是OPI上的一个节点,根据应用场合不同,其布局也不同,目前,有车床版MCP和铣床版MCP两种。对810D和840D,MCP的MPI地址分别为14和6,用MCP后面的S3开关设定。对于SINUMERIK840D应用了MPI(Multiple Point Interface)总线技术,传输速率为187.5k/秒,OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。为提高人机交互的效率,又有OPI(Operator PanelInterface)总线,它的传输速率为1.5M/秒。

2. NCU(Numerical control unit)数控单元

    SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU(Numenrical Controlunit)单元(在810D中称为CCU(compact control unit)):中央控制单元,负责NC所有的功能,机床的逻辑控制,还有和MMC的通讯 它由一个COM CPU板. 一个PLC CPU板和一个DRIVE板组成.
根据选用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同,NCU分为NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12轴),NCU573.2(31轴)等若干种,同样,NCU单元中也集成SINUMERIK840D数控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片,包括相应的数控软件和PLC控制软件,并且带有MPI或Profibus接口,RS232接口,手轮及测量接口,PCMCIA卡插槽等,所不同的是NCU单元很薄,所有的驱动模块均排列在其右侧。
   
    这个cnc 系统除了主机板外,还有多块控制卡,a/d卡,d/a卡,计数器卡,i/o卡,步进电机控制卡,都有。拿到机器后故障现象就是开机没有反应,拆下主板检测,供电,复位信号都正常,把接插件重新焊接后,主机启动了,但是非常不稳定,经常死机。反复测试多次后发现cpu座已经严重氧化,接触不良,费了很大劲将cpu座氧化物清理干净后,再次上机测试,情况有所好转,但是也不是完全不死机,只是死机时间变成了几个小时。这更加加大了维修的难度。 这种机器使用时间很长了,不会是供电器件老化了吧,在把供电板上的器件都更换后,机器终于正常了。

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