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摘要：数控机场技术不断推陈出新，加快了机械制造工业发展进程，在新技术和新设备涌现的同时，也对设备的稳定性提出了更高的要求。西门子840D数控系统结构较为复杂，运行过程中容易出现故障問题，影响到设备整体运行性能，甚至造成连锁反应，导致设备使用寿命缩短，增加维护成本。因此，文章重点分析西门子840D数控系统的故障具体问题所在，在精准诊断故障基础上，提出合理有效的维修措施落实到实处，确保西门子840D数控系统安全稳定运行，提升设备的整体使用性能和使用寿命。
Abstract： Numerical control airport technology continues to bring forth the new through the old， accelerate the process of the development of machinery manufacturing industry， in the emergence of new technology and new equipment at the same time， but also put forward higher requirements for the stability of equipment. Siemens 840D numerical control system structure is more complex， the operation process is prone to failure problems， affect the overall performance of the equipment， and even cause chain reaction， resulting in equipment service life shortened， increase maintenance costs. Therefore， the article focuses on the analysis of Siemens 840D CNC system fault specific problems， on the basis of accurate fault diagnosis， put forward reasonable and effective maintenance measures to implement， to ensure the safe and stable operation of Siemens 840D CNC system， improve the overall performance and service life of equipment.
关键词：西门子840D;设备故障;故障诊断;数控系统;维修
Key words： siemens 840D;equipment failure;fault diagnosis;numerical control system;maintenance
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）14-0157-02
0 引言
机械制造行业是我国国民经济发展支柱产业之一，随着社会生产力水平逐步增加，开始涌现出大量的新技术和新工艺。西门子840D数控系统作为机械制造企业生产中广泛应用的一种数控机场技术，可以提升生产效率和效益，推动机械制造企业高水平发展。尽管西门子840D数控系统优势鲜明，但由于系统结构较为复杂，各模块联系密切，任何一个模块功能故障，都会产生连锁反应，所以对工作人员的操作和维修技术要求较高。因此，应该做好西门子840D数控系统故障诊断工作，制定切实可行的方法来维修设备故障，确保西门子840D数控系统安全稳定运行，促进机械制造企业核心竞争力高水平发展。
1 西门子840D数控系统的结构
数控管理作为西门子840D数控系统的核心内容，追要是用于收集信息和处理信息，通过文字和图片形式呈现，便于直观了解西门子840D数控系统的运行情况。将西门子840D数控系统进一步细化，包含硬件数控系统与控制系统，决定了西门子840D数控系统的性能和功能。由于数控系统类型不同，因此，相应的功能和故障也不尽相同，如果仅仅采用同一种故障诊断方法，是难以及时发现和解决故障问题，应制定针对性故障诊断方式来降低故障几率，保证西门子840D数控系统稳定运行。西门子840D数控系统自身的结构高度模块化与规范化，编程、操作和监控较为便捷[1]。因此，应进一步加强西门子840D数控系统的故障诊断和维修工作，便于提高机械制造企业生产效率。
2 西门子840D数控系统的故障分析
2.1 定位模糊不清 基于数控机床加工从产品中，Z轴振动可能会诱发定位模糊不清，精准度不高的问题。契合实际情况，如果机械设备发生故障问题，西门子840D数控系统无法听从控制指令，致使系统后期工作运行中出现故障问题。对此，通过初步判断故障所在，如螺丝、齿轮等结构连接不牢固等，可能受到外部作用力出现齿轮错位情况，影响设备正常运行[2]。 2.2 连接位置不紧密 部分企业的西门子840D数控系统运行中，受到不可控因素影响，长时间关闭的数控系统可能会出现指示灯无法正常关闭。而此类故障多是由于电源电压问题导致，而深层次的原因则是连接故障，致使西门子840D数控系统运行性能下降，无法正常進行生产活动[3]。
2.3 旋转速度故障 在对西门子840D数控系统的主轴测试中，要求控制数控系统旋转速度在合理范围内，无论速度大小，都可能会影响到西门子840D数控系统的安全稳定运行[4]。结合实际情况发现，如果设备的旋转速度偏低，设备会有噪音出现，致使机械频率起伏过大，而此类故障原因是由于变速箱齿轮摩擦碰撞出现杂音，进而影响到西门子840D数控系统正常运行。
3 西门子840D数控系统故障诊断方法
3.1 自我诊断预警 西门子840D数控系统运行中，通过液晶显示器来自我诊断预警，在系统发生故障时，可以自我诊断和分析，收集设备故障相关数据信息，为后续的设备维修工作开展提供数据支持[5]。
3.2 感官分析法 西门子840D数控系统运行中，系统故障类型多样，最为简单的方式是工作人员通过五官观察和分析，判断故障类型和位置所在，并结合设备的触摸温度和气味来判断故障类型，适用于一些简单、常见的故障诊断[6]。如，部分设备在运行中出现不同于正常运行时的气味，或是形状有所改变，通过直接处理法可以快速定位故障位置，寻求合理措施及时有效的予以处理，保障设备正常运行。
3.3 参数校对 西门子840D数控系统的参数较为复杂，参数是否合理会直接影响数控系统的功能使用，产生连锁反应。所以，设备运维人员要定期检查和维护西门子840D数控系统，对参数进行校对，全方位把握参数变化来判断故障位置和原因所在，确保设备故障诊断精准可靠。
3.4 更换备份元件 如果数控系统发生故障问题，发现部分元件损坏导致系统无法运行，可以及时更换备用元件来定位故障位置，及时检修和维护，最大程度上降低设备故障问题[7]。
3.5 逻辑分析法 逻辑分析法在西门子840D数控系统故障诊断中应用，需要充分结合数控系统运行原理来分析和调整相关参数，及时判断故障位置，剖析具体原因所在基础上，为后续设备故障诊断提供精准、可靠数据信息。此种故障诊断方法优势鲜明，对运维人员的专业素养提出了更高的要求，需要深层次剖析系统内部各部件所在，保证逻辑分析法精准可靠。
3.6 模式测试法 模式测试法在数控系统故障维护中，主要是由于系统发生异常错乱情况，可能会导致故障信息带入到正常工作状态中。所以，应充分结合数控系统的功能特点和运行要求，确定合理的测试模式来控制数控系统，规避系统混乱故障问题出现。基于此种模式，可以进一步完善系统功能，提升数控系统运行精度，降低系统故障几率。
4 西门子840D数控系统的故障维修方法
4.1 零点调整 西门子840D数控系统长时间运行中，可能出现故障问题，应选择合理的维修技术进行处理，提升故障维修效率。其中零点调整技术较为常见，实际应用中，需要拆卸设备后盖后，观察内部编码器运行情况，基于编码器实现零点调整;重新校对和调整编码器参数信息，但是由于设备参数同以往参数有差距，应将二者差距信息作为依据，输入信息到编码器调整设备运行情况，实现西门子840D数控系统的运行控制。
4.2 功率模块功能检查 西门子840D数控系统故障类型多样，其中功率模块是常见故障位置，受主客观因素影响较大，要求运维人员定期、深入检查功率模块使用情况，基于万能表检查模块运行是否稳定。通过检测功率模块电压值和电力值等参数信息，与标准参数对比分析来判断故障位置所在，把握故障原因来对比参数信息，确定故障实际情况下来及时维修[8]。需要注意的是，正常运行状态下，西门子840D数控系统的测量电阻值为无穷大。
4.3 优化驱动 为了及时发现和处理西门子840D数控系统故障问题，应在把握数控系统工作原理基础上，积极优化驱动，具体表现在位置环、电流环以及速度环等各项参数。其中电流环的优化处理难度不大，出厂参数设置时，依据最有原则来配置参数，并积极进行电流环参数实验活动。速度环维修和优化，从材料和速度角度切入设置最佳速度，保证参数合理性，最优速度大概为10m/s左右，并且保证速度环所使用的材料符合标准要求，增强设备驱动性能。位置环优化，要求运维人员具备丰富工作经验，结合以往设备运行情况来制定优化措施予以处理。
4.4 电气元件故障处理 就西门子840D数控系统内部结构来看，其中包含电池和继电器等装置，长时间观察和分析下，发现电气元件位置经常出现故障问题，需要予以高度关注和重视，重点检查数控系统电气硬件运行情况，规避长时间停机故障出现。电柜空调运行故障，要求维修人员及时查找报警信息，定期运行检查电箱空调的使用情况。由于密封性较差，可能出现继电器触头烧蚀情况，因此需要检修人员及时清理继电器接口灰尘和杂质，避免敷衍了事增加维护成本。电柜空调运行故障，内部元器件工作温度较高，接触不良，因此定期检查电柜空调运行状态，及时清理干净过滤网来保证数控系统正常运行。如果是一种常见的传感器故障问题，重点检查24V直流电源运行状态，如果出现NCU电源电压低报警信号，可以维持在开机状态下更换电池，并对数据信息进行备份，避免停机时间过长出现较大的损失。
4.5 通信故障处理 西门子840D数控系统很容易出现通信故障问题，其原因较为多样，所选择的维修方式较为复杂多样。为了及时发现故障源头位置，基于数控系统故障诊断来逐步排查设备故障，并遵循先易后难原则来排查故障，首先排查硬件问题，基于替代法来使用正常的模块代替故障模块，保证西门子840D数控系统正常运行。需要注意的是，故障排查耗费时间较多，要求检查人员保持高度认知和重视，严谨细致的检查各个环节，并在检查前数据备份来避免停机出现数据丢失情况，在提升数控系统运行效率方面具有积极作用。另外，制造商在生产中应多方考虑影响系统稳定性的因素，以及后期可能由于人才操作不当出现的异常故障问题，提供参数校对标准，重新优化参数下即可解决故障问题。如，设备器件松动故障，可能由于润滑暂停发出预警信号，系统无法正常运行。系统状态监控功能较强，全面监控系统润滑体系，及时检查油箱润滑部分，清理干净堵塞杂物来保证系统正常运行。
5 结论
综上所述，机械制造企业生产中，在合理运用西门子840D数控系统中，应综合考量具体的系统运行情况，及时发现和分析故障问题，通过参数校对以及合理的故障诊断方法，快速定位故障位置及时处理，确保生产活动高效有序进行。
参考文献：
[1]赵波.基于西门子828D数控系统的主轴箱电气控制系统设计[J].机电信息，2021（12）：42-44.
[2]唐智，訾文良.基于西门子840D sl数控系统的测头误差监测及数据上传[J].制造技术与机床，2021（02）：101-106.
[3]陈永久，刘临江.基于西门子810T数控系统的CNC110数控车床的故障诊断与维修实例[J].机床与液压，2015，43（20）：173-175.
[4]刘佃凯，盛超丰，赵丽荣.实现西门子840D sl数控系统螺距误差的批量设置方法[J].制造技术与机床，2020（04）：153-154.
[5]封光磊，李江艳，张韬，王廷猛，苏敏，姜旭峰.基于西门子840D sl数控系统的卧式加工中心PLC程序模块化设计[J].机械设计，2019，36（S1）：449-452.
[6]王莉刚.西门子840DSL数控系统故障诊断与维修[J].设备管理与维修，2019（14）：94-96.
[7]王其，于海勃，赵训茶.西门子840D数控系统故障诊断与维修[J].设备管理与维修，2019（02）：89-90.
[8]王其，于海勃，赵训茶，张传勇，李勇刚.西门子840Dsl数控系统在HELLER MCH300卧式加工中心改造中的应用[J].中国设备工程，2019（04）：81-82.
Abstract： Numerical control airport technology continues to bring forth the new through the old， accelerate the process of the development of machinery manufacturing industry， in the emergence of new technology and new equipment at the same time， but also put forward higher requirements for the stability of equipment. Siemens 840D numerical control system structure is more complex， the operation process is prone to failure problems， affect the overall performance of the equipment， and even cause chain reaction， resulting in equipment service life shortened， increase maintenance costs. Therefore， the article focuses on the analysis of Siemens 840D CNC system fault specific problems， on the basis of accurate fault diagnosis， put forward reasonable and effective maintenance measures to implement， to ensure the safe and stable operation of Siemens 840D CNC system， improve the overall performance and service life of equipment.
关键词：西门子840D;设备故障;故障诊断;数控系统;维修
Key words： siemens 840D;equipment failure;fault diagnosis;numerical control system;maintenance
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）14-0157-02
0 引言
机械制造行业是我国国民经济发展支柱产业之一，随着社会生产力水平逐步增加，开始涌现出大量的新技术和新工艺。西门子840D数控系统作为机械制造企业生产中广泛应用的一种数控机场技术，可以提升生产效率和效益，推动机械制造企业高水平发展。尽管西门子840D数控系统优势鲜明，但由于系统结构较为复杂，各模块联系密切，任何一个模块功能故障，都会产生连锁反应，所以对工作人员的操作和维修技术要求较高。因此，应该做好西门子840D数控系统故障诊断工作，制定切实可行的方法来维修设备故障，确保西门子840D数控系统安全稳定运行，促进机械制造企业核心竞争力高水平发展。
1 西门子840D数控系统的结构
数控管理作为西门子840D数控系统的核心内容，追要是用于收集信息和处理信息，通过文字和图片形式呈现，便于直观了解西门子840D数控系统的运行情况。将西门子840D数控系统进一步细化，包含硬件数控系统与控制系统，决定了西门子840D数控系统的性能和功能。由于数控系统类型不同，因此，相应的功能和故障也不尽相同，如果仅仅采用同一种故障诊断方法，是难以及时发现和解决故障问题，应制定针对性故障诊断方式来降低故障几率，保证西门子840D数控系统稳定运行。西门子840D数控系统自身的结构高度模块化与规范化，编程、操作和监控较为便捷[1]。因此，应进一步加强西门子840D数控系统的故障诊断和维修工作，便于提高机械制造企业生产效率。
2 西门子840D数控系统的故障分析
2.1 定位模糊不清 基于数控机床加工从产品中，Z轴振动可能会诱发定位模糊不清，精准度不高的问题。契合实际情况，如果机械设备发生故障问题，西门子840D数控系统无法听从控制指令，致使系统后期工作运行中出现故障问题。对此，通过初步判断故障所在，如螺丝、齿轮等结构连接不牢固等，可能受到外部作用力出现齿轮错位情况，影响设备正常运行[2]。 2.2 连接位置不紧密 部分企业的西门子840D数控系统运行中，受到不可控因素影响，长时间关闭的数控系统可能会出现指示灯无法正常关闭。而此类故障多是由于电源电压问题导致，而深层次的原因则是连接故障，致使西门子840D数控系统运行性能下降，无法正常進行生产活动[3]。
2.3 旋转速度故障 在对西门子840D数控系统的主轴测试中，要求控制数控系统旋转速度在合理范围内，无论速度大小，都可能会影响到西门子840D数控系统的安全稳定运行[4]。结合实际情况发现，如果设备的旋转速度偏低，设备会有噪音出现，致使机械频率起伏过大，而此类故障原因是由于变速箱齿轮摩擦碰撞出现杂音，进而影响到西门子840D数控系统正常运行。
3 西门子840D数控系统故障诊断方法
3.1 自我诊断预警 西门子840D数控系统运行中，通过液晶显示器来自我诊断预警，在系统发生故障时，可以自我诊断和分析，收集设备故障相关数据信息，为后续的设备维修工作开展提供数据支持[5]。
3.2 感官分析法 西门子840D数控系统运行中，系统故障类型多样，最为简单的方式是工作人员通过五官观察和分析，判断故障类型和位置所在，并结合设备的触摸温度和气味来判断故障类型，适用于一些简单、常见的故障诊断[6]。如，部分设备在运行中出现不同于正常运行时的气味，或是形状有所改变，通过直接处理法可以快速定位故障位置，寻求合理措施及时有效的予以处理，保障设备正常运行。
3.3 参数校对 西门子840D数控系统的参数较为复杂，参数是否合理会直接影响数控系统的功能使用，产生连锁反应。所以，设备运维人员要定期检查和维护西门子840D数控系统，对参数进行校对，全方位把握参数变化来判断故障位置和原因所在，确保设备故障诊断精准可靠。
3.4 更换备份元件 如果数控系统发生故障问题，发现部分元件损坏导致系统无法运行，可以及时更换备用元件来定位故障位置，及时检修和维护，最大程度上降低设备故障问题[7]。
3.5 逻辑分析法 逻辑分析法在西门子840D数控系统故障诊断中应用，需要充分结合数控系统运行原理来分析和调整相关参数，及时判断故障位置，剖析具体原因所在基础上，为后续设备故障诊断提供精准、可靠数据信息。此种故障诊断方法优势鲜明，对运维人员的专业素养提出了更高的要求，需要深层次剖析系统内部各部件所在，保证逻辑分析法精准可靠。
3.6 模式测试法 模式测试法在数控系统故障维护中，主要是由于系统发生异常错乱情况，可能会导致故障信息带入到正常工作状态中。所以，应充分结合数控系统的功能特点和运行要求，确定合理的测试模式来控制数控系统，规避系统混乱故障问题出现。基于此种模式，可以进一步完善系统功能，提升数控系统运行精度，降低系统故障几率。
4 西门子840D数控系统的故障维修方法
4.1 零点调整 西门子840D数控系统长时间运行中，可能出现故障问题，应选择合理的维修技术进行处理，提升故障维修效率。其中零点调整技术较为常见，实际应用中，需要拆卸设备后盖后，观察内部编码器运行情况，基于编码器实现零点调整;重新校对和调整编码器参数信息，但是由于设备参数同以往参数有差距，应将二者差距信息作为依据，输入信息到编码器调整设备运行情况，实现西门子840D数控系统的运行控制。
4.2 功率模块功能检查 西门子840D数控系统故障类型多样，其中功率模块是常见故障位置，受主客观因素影响较大，要求运维人员定期、深入检查功率模块使用情况，基于万能表检查模块运行是否稳定。通过检测功率模块电压值和电力值等参数信息，与标准参数对比分析来判断故障位置所在，把握故障原因来对比参数信息，确定故障实际情况下来及时维修[8]。需要注意的是，正常运行状态下，西门子840D数控系统的测量电阻值为无穷大。
4.3 优化驱动 为了及时发现和处理西门子840D数控系统故障问题，应在把握数控系统工作原理基础上，积极优化驱动，具体表现在位置环、电流环以及速度环等各项参数。其中电流环的优化处理难度不大，出厂参数设置时，依据最有原则来配置参数，并积极进行电流环参数实验活动。速度环维修和优化，从材料和速度角度切入设置最佳速度，保证参数合理性，最优速度大概为10m/s左右，并且保证速度环所使用的材料符合标准要求，增强设备驱动性能。位置环优化，要求运维人员具备丰富工作经验，结合以往设备运行情况来制定优化措施予以处理。
4.4 电气元件故障处理 就西门子840D数控系统内部结构来看，其中包含电池和继电器等装置，长时间观察和分析下，发现电气元件位置经常出现故障问题，需要予以高度关注和重视，重点检查数控系统电气硬件运行情况，规避长时间停机故障出现。电柜空调运行故障，要求维修人员及时查找报警信息，定期运行检查电箱空调的使用情况。由于密封性较差，可能出现继电器触头烧蚀情况，因此需要检修人员及时清理继电器接口灰尘和杂质，避免敷衍了事增加维护成本。电柜空调运行故障，内部元器件工作温度较高，接触不良，因此定期检查电柜空调运行状态，及时清理干净过滤网来保证数控系统正常运行。如果是一种常见的传感器故障问题，重点检查24V直流电源运行状态，如果出现NCU电源电压低报警信号，可以维持在开机状态下更换电池，并对数据信息进行备份，避免停机时间过长出现较大的损失。
4.5 通信故障处理 西门子840D数控系统很容易出现通信故障问题，其原因较为多样，所选择的维修方式较为复杂多样。为了及时发现故障源头位置，基于数控系统故障诊断来逐步排查设备故障，并遵循先易后难原则来排查故障，首先排查硬件问题，基于替代法来使用正常的模块代替故障模块，保证西门子840D数控系统正常运行。需要注意的是，故障排查耗费时间较多，要求检查人员保持高度认知和重视，严谨细致的检查各个环节，并在检查前数据备份来避免停机出现数据丢失情况，在提升数控系统运行效率方面具有积极作用。另外，制造商在生产中应多方考虑影响系统稳定性的因素，以及后期可能由于人才操作不当出现的异常故障问题，提供参数校对标准，重新优化参数下即可解决故障问题。如，设备器件松动故障，可能由于润滑暂停发出预警信号，系统无法正常运行。系统状态监控功能较强，全面监控系统润滑体系，及时检查油箱润滑部分，清理干净堵塞杂物来保证系统正常运行。
5 结论
综上所述，机械制造企业生产中，在合理运用西门子840D数控系统中，应综合考量具体的系统运行情况，及时发现和分析故障问题，通过参数校对以及合理的故障诊断方法，快速定位故障位置及时处理，确保生产活动高效有序进行。
参考文献：
[1]赵波.基于西门子828D数控系统的主轴箱电气控制系统设计[J].机电信息，2021（12）：42-44.
[2]唐智，訾文良.基于西门子840D sl数控系统的测头误差监测及数据上传[J].制造技术与机床，2021（02）：101-106.
[3]陈永久，刘临江.基于西门子810T数控系统的CNC110数控车床的故障诊断与维修实例[J].机床与液压，2015，43（20）：173-175.
[4]刘佃凯，盛超丰，赵丽荣.实现西门子840D sl数控系统螺距误差的批量设置方法[J].制造技术与机床，2020（04）：153-154.
[5]封光磊，李江艳，张韬，王廷猛，苏敏，姜旭峰.基于西门子840D sl数控系统的卧式加工中心PLC程序模块化设计[J].机械设计，2019，36（S1）：449-452.
[6]王莉刚.西门子840DSL数控系统故障诊断与维修[J].设备管理与维修，2019（14）：94-96.
[7]王其，于海勃，赵训茶.西门子840D数控系统故障诊断与维修[J].设备管理与维修，2019（02）：89-90.
[8]王其，于海勃，赵训茶，张传勇，李勇刚.西门子840Dsl数控系统在HELLER MCH300卧式加工中心改造中的应用[J].中国设备工程，2019（04）：81-82.