數(shù)控系統(tǒng)自設(shè)置故障的診斷處理

劉賢文

（廣州市機(jī)電技師學(xué)院，廣州 510435）

0 前言

數(shù)控機(jī)床PMC程序控制與其切削加工過程都有安全互鎖，當(dāng)數(shù)控機(jī)床切削時產(chǎn)生故障，PMC程序會掃描檢測I/O外部工作元件的狀態(tài)及動作是否正常執(zhí)行等邏輯判斷工作，掃描檢測中如發(fā)現(xiàn)問題即產(chǎn)生報警信息。所以，數(shù)控機(jī)床故障大部分是通過PMC程序檢測。

1 FANUC 0i MD加工中心故障現(xiàn)象

1臺數(shù)控系統(tǒng)為FANUC-0i MD帶轉(zhuǎn)盤刀庫的加工中心，開機(jī)后出現(xiàn)EX1005 Magazine is not backward（刀庫不能下落）和EX1008 spandle is low（主軸轉(zhuǎn)速低）代碼報警，如圖1所示。

根據(jù)代碼查看FANUC（B-64305CM_01）故障維修手冊，故障例表中并無此故障代碼，查看刀庫機(jī)械和電氣控制線路，并無損壞，控制線路完好。機(jī)床重新回零，結(jié)果Z軸不能在JOG方式下移動和回零，但手輪方式下能移動，查看了回零方式的移動速度參數(shù)，設(shè)置正確。按復(fù)位后故障報警消除，但Z軸回零指示燈一直在閃爍。試旋轉(zhuǎn)主軸，輸入“M03 S100”，按循環(huán)啟動，不能執(zhí)行程序，又多顯示了一個故障“EX1008 spandle is low”報警。這些都是數(shù)控系統(tǒng)自設(shè)置的故障。

圖1 故障報警界面

2 故障代碼的分析

數(shù)控系統(tǒng)自設(shè)置故障的診斷可采用PMC的靜態(tài)診斷（分析PMC的梯形圖）和動態(tài)診斷（確定PMC為運行狀態(tài)，利用NC系統(tǒng)的梯圖顯示功能或者機(jī)外編程器在線跟蹤梯形圖的運行）。

2.1 靜態(tài)分析PMC的梯形圖

數(shù)控系統(tǒng)自設(shè)置故障是數(shù)控機(jī)床廠家二次開發(fā)的PMC輸入輸出點出現(xiàn)異常而產(chǎn)生報警。這類故障代碼是通過A顯示輸出，如圖2中，A0000.5信號導(dǎo)通，激活了相應(yīng)的故障報警1005。

圖2 自設(shè)報警故障顯示及信息界面

查看梯形圖I/O模塊的連接狀況，未發(fā)現(xiàn)異常；對機(jī)床各控制線路進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)斷線及損壞現(xiàn)象；查看PMC中主軸相關(guān)信號的ON/OFF狀態(tài)，在啟動主軸程序當(dāng)主軸運行時信號有變化（圖3），顯示正常狀態(tài)。

圖3 主軸相關(guān)信號的ON/OFF狀態(tài)界面

2.2 動態(tài)PMC跟蹤診斷

對機(jī)床進(jìn)行回零操作處理，發(fā)現(xiàn)Z軸不能回零，手動也不能移動，但手輪可以移動；檢查與刀庫控制及主軸控制的相關(guān)參數(shù)，并無發(fā)現(xiàn)異常。這些由機(jī)床廠家設(shè)置的報警代碼是通過PMC控制實現(xiàn)，因此，必須觀察運行狀態(tài)的PMC程序才能確認(rèn)故障的部位及主要原因。調(diào)出梯形圖畫面，圖4是EX1005報警代碼顯示輸出的梯形圖。

圖4 EX1005報警代碼顯示

動態(tài)監(jiān)控是根據(jù)信號的狀態(tài)觸點和線圈用不同的顏色來顯示，在梯形圖監(jiān)控中，可以看到輸入輸出點的狀態(tài)，實時觀察I/O及標(biāo)志位狀態(tài)的瞬間變化。運行時信號狀態(tài)R0251.1=1時，R0610.1=1有輸出，才出現(xiàn)顯示Magazine is not backward故障。圖5是R0251.1輸出控制的梯形圖，實時觀察圖5 I/O信號狀態(tài)R0249.0=1，X0004.5=0、F0001.1=0 時，使R0251.1=1。主軸運行復(fù)位信號F0001.1=0是正常，查找電氣圖紙X0004.5是刀庫移動氣缸位置開關(guān)，完成換刀后X0004.5應(yīng)處于1狀態(tài)，但X0004.5此時可能不處于1狀態(tài)，從而使R0251.1=1，出現(xiàn)刀庫不能下落的報警，為進(jìn)一步證實問題出在X0004.5開關(guān)上，查看圖6 R0249.0輸出信號控制梯形圖。

圖5 R0251.1輸出控制的梯圖

由圖6可以看出有輸入M03，按循環(huán)啟動，R0249.0=1程序運行信號是正確。嘗試按下RST按鈕開關(guān)，F(xiàn)0001.1變?yōu)?的狀態(tài)報警消除，說明RST按鈕開關(guān)也正常，證明使R0251.1=1，出現(xiàn)刀庫不能下落的原因是X0004.5開關(guān)出了問題。該開關(guān)出問題后還涉及到Z軸回零。圖7為JOG方式下Z軸不能移動的控制相關(guān)部分梯形圖，檢查圖7發(fā)現(xiàn)在JOG方式下移動Z軸，用MJ進(jìn)給選擇檢測信號時F0003.2＝1及按下+Z時X0001.4＝1均正確，如果此時X0004.5=1，則Z軸應(yīng)能夠移動，但實際Z軸未移動，所以，故障在X0004.5的輸入開關(guān)上。

圖6 R0249.0輸出控制梯圖

3 故障處理

經(jīng)查，是刀庫換刀后沒有縮回到達(dá)所在的位置，因此X0004.5位置開關(guān)仍處在0狀態(tài)，造成X0004.5不能切斷A0000.5報警信號，出現(xiàn) EX1005 Magazine is not backward故障報警顯示。換刀狀態(tài)下X0004.5=0信號燈不亮，換刀完畢X0004.5=1置信號燈亮，表示機(jī)床可以就緒的正常加工狀態(tài)。更換刀庫縮回檢測開關(guān)元件后數(shù)控機(jī)床故障排除。

圖7 JOG方式下Z軸回零控制梯形圖

4 結(jié)語

在數(shù)控機(jī)床的維修過程中，這類故障占有比較大的比例。數(shù)控機(jī)床PMC模塊是數(shù)控系統(tǒng)及外圍電路連接的橋梁，機(jī)床PMC程序運行時要對大量開關(guān)信號處理，任何一個信號不到位，任何一個執(zhí)行元件不動作數(shù)控機(jī)床都會產(chǎn)生故障。借助了PMC提供的各項功能對PMC程序的動態(tài)跟蹤和靜態(tài)診斷，綜合觀察數(shù)控機(jī)床輸入輸出狀態(tài)及動作是否正常執(zhí)行等進(jìn)行邏輯判斷，可提高數(shù)控機(jī)床故障的診斷與排除的速度及準(zhǔn)確性。