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西门子 840DSL 数控系统常用于高端数控机床（如加工中心、车床等），其 “刹车测试”（Brake Test）主要针对伺服轴的制动系统（如电机抱闸）进行安全验证，确保断电或急停时轴能可靠制动，防止轴因重力或惯性移动导致设备损坏或人员安全风险。以下是刹车测试的核心概念、触发条件、执行流程及注意事项：

一、刹车测试的作用与触发场景

1. 核心作用验证伺服电机抱闸（电磁制动器）的有效性：当系统发出制动指令时，抱闸能否可靠夹紧电机轴，阻止轴在负载（如垂直轴的重力、水平轴的惯性）作用下移动。

2. 触发条件840DSL 系统会在以下场景自动触发刹车测试（可通过参数配置是否强制执行）：

• 系统上电初始化时（首次启动或重启）；

• 轴长时间未运动后（如超过参数设定的 “闲置时间”）；

• 急停复位后、安全信号恢复时；

• 手动触发（通过 HMI 操作或 PLC 程序指令）。

二、刹车测试的执行流程（以垂直轴为例）

刹车测试的核心逻辑是 “短暂释放抱闸→检测轴是否移动→重新抱紧抱闸”，具体步骤如下：

1. 准备阶段

• 系统确认轴处于 “静止状态”（轴使能已激活，位置反馈稳定）；

• 关闭轴的驱动使能（Power Off），但保持抱闸处于 “抱紧” 状态（防止轴移动）。

2. 抱闸释放与监测

• 若位置变化量在允许范围内（如≤0.01mm，参数设定阈值），判定刹车有效；

• 若位置变化量超过阈值，判定刹车失效，系统触发报警（如 “120021 轴 %1 刹车测试失败”）。

• 系统短暂释放抱闸（通常几百毫秒，如 200ms），此时若抱闸失效，轴会因重力或负载开始移动；

• 通过轴的编码器实时监测位置变化：

3. 恢复阶段

• 测试通过后，重新抱紧抱闸，激活轴驱动使能，轴恢复正常运行状态；

• 测试失败时，系统锁定轴运动，禁止轴移动，需人工排查故障后复位报警。

三、关键参数配置（刹车测试相关）

840DSL 通过以下参数控制刹车测试的行为（可在 HMI 的 “参数设置” 或 SINUMERIK Operate 界面配置）：

四、手动触发刹车测试的操作步骤

在需要主动验证刹车性能时，可通过 HMI 手动触发：

1. 进入 SINUMERIK Operate 界面，切换至 “诊断” 或 “服务” 模式（需管理员权限）；

2. 选择 “轴功能”→“刹车测试”，选中目标轴（如 Z 轴）；

3. 点击 “执行测试”，系统按上述流程自动运行测试；

4. 测试结果显示在界面上（“通过” 或 “失败”），失败时会显示具体偏差值。

五、常见故障与排查（刹车测试失败）

若测试失败（报警 120021），需按以下步骤排查：

1. 机械层面

• 检查抱闸刹车片是否磨损、油污污染（导致摩擦力不足），需清洁或更换刹车片；

• 确认抱闸供电电压是否正常（如 DC24V，电压不足会导致抱闸无法完全抱紧）；

• 检查轴的机械负载是否异常（如导轨卡滞、异物阻碍，导致测试时轴移动量过大）。

2. 电气层面

• 检查抱闸控制回路（接触器、继电器）是否粘连，导致抱闸无法可靠释放或抱紧；

• 验证编码器反馈是否准确（编码器故障可能导致位置偏差误判），可通过 “轴诊断→位置反馈” 监控实时位置；

• 检查伺服驱动器（如 S120）的刹车控制信号（如 BRAKE_RELEASE）是否正常输出。

3. 参数调整

• 若轴因机械间隙导致轻微移动（但在安全范围内），可适当增大 34020（最大允许偏差），但需确保符合设备安全标准；

• 缩短 34030（抱闸释放时间），减少测试时轴的移动风险。

六、注意事项

1. 垂直轴必须强制测试：Z 轴等垂直方向的轴因重力作用，刹车失效可能导致轴坠落，需在参数 34010 中设为 “1”（强制启用测试）；

2. 测试时禁止人员靠近：测试过程中抱闸短暂释放，轴可能微动，需确保工作区域无人员或障碍物；

3. 结合定期维护：刹车测试不能替代机械维护，需定期检查抱闸磨损情况，尤其是高频率运行的设备。

总之，840DSL 的刹车测试是保障设备安全的重要机制，通过参数配置和定期手动测试，可有效预防因抱闸失效导致的安全事故。测试失败时，需从机械、电气、参数三方面逐步排查，确保制动系统可靠运行。