基于雙安全檢測的FANUC數(shù)控系統(tǒng)診斷方法*

廖麗娟 夏永紅 劉寶豐

(內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團有限公司 防務(wù)事業(yè)部，內(nèi)蒙古 包頭 014030)

隨著企業(yè)的發(fā)展，機械制造企業(yè)數(shù)控機床和智能生產(chǎn)線越來越多，主流的數(shù)控機床和智能生產(chǎn)線采用的系統(tǒng)大部分為日本FANUC、德國西門子、德國海德漢、日本馬扎克等，應(yīng)用較為廣泛的還是日本FANUC系統(tǒng)。

數(shù)控機床及智能生產(chǎn)線是典型的機電一體化設(shè)備，涉及的學科領(lǐng)域甚多，對設(shè)備制造、使用、裝配調(diào)試、維護維修人員的綜合水平提出了較高要求，尤其需要裝配調(diào)試、維護維修人員具備豐富的學科知識、敏銳的判斷能力及綜合知識的運用能力，能夠在作業(yè)現(xiàn)場快速解決裝配調(diào)試、維護維修等問題。有些故障屬于偶發(fā)性故障，出現(xiàn)故障后片刻又會消失，偶發(fā)頻率高，但持續(xù)時間短的故障是調(diào)試、維修領(lǐng)域最為頭疼的問題。如果在報警出現(xiàn)的時候不能準確快速地判斷故障點，片刻后故障就會消失，維修人員便無從下手。所以總結(jié)提煉數(shù)控機床的特色診斷方法，快速提高調(diào)試、維修人員綜合技能水平就顯得尤為重要。

1 設(shè)備故障現(xiàn)象的描述

某公司的一臺FANUC數(shù)控系統(tǒng)的超高壓水切割機，設(shè)備采用的是GE FANUC Series 310i-MODEL A5 的數(shù)控系統(tǒng)，在切割過程中不定期出現(xiàn)關(guān)于雙安全檢測報警，報警顯示：SV1068 DUAL CHECK SAFETY ALARM，機床的所有控制軸均不能運行。設(shè)備重新啟動或等待片刻報警又會消失，這樣不穩(wěn)定的狀態(tài)給現(xiàn)場維修人員帶來極大困惑和麻煩。

2 雙安全檢測診斷原理的描述

上述故障源頭難以辨別，需要通過PMC程序診斷故障，通過查看這臺設(shè)備的電氣控制原理圖可以分析出，設(shè)備的PMC屬于雙安全檢測PMC，在設(shè)備處于運行過程中，雙安全檢測系統(tǒng)就啟動雙安全檢測功能。

在雙安全檢測時，就會使用到雙安全檢測通道(I/O link#3)，所以電氣控制柜里可以看到一塊I/O link分配器，如圖1所示，即由系統(tǒng)的JD51A輸出接到I/O link分配器的JD51B，第一通道(I/O link#1)接I/O link分配器的JD44A-1,雙安全檢測通道(I/O link#3)接I/O link分配器的JD1A，兩個通道分別獨立接在PMC1和DCS-PMC兩塊I/O模塊上，I/O模塊信息為：A02B-0236-C211(基本模塊)，A02B-0236-C212(擴展模塊)。

圖1 I/O link分配器

雙安全檢測PMC，即PMC1與DCS-PMC為相互獨立又彼此聯(lián)系的控制單元，他們的輸入輸出及中間繼電器均獨立使用，互不影響；兩個獨立的PMC操作頁面；同時在PMC掃描上有著先后掃描關(guān)系。電氣控制電路里的每一個元器件都會使用兩對相同的觸點，將觸點分別接入PMC1和DCS-PMC兩個I/O模塊上，并分別通過I/O link#1和I/O Link#3兩個通道經(jīng)過通道分配器反饋給系統(tǒng)。

注意：雙安全檢測功能除了硬件的連接外，還需要參數(shù)的設(shè)置，其中打開雙安全檢測功能為：參數(shù)1902#6=1；禁用雙安全檢測功能為：參數(shù)1902#6=0。

3 故障診斷步驟與方法

了解了雙安全檢測的硬件連接及運行原理后，就可以通過FANUC系統(tǒng)雙安全檢測診斷頁面，診斷檢測PMC1和DCS-PMC交互信號的狀態(tài)，如圖2所示，可以檢測出X008#4的PMC信號為1，而DCS-PMC信號為0，這就是導致出現(xiàn)雙安全檢測報警的直接原因。

圖2 PMC1和DCS-PMC信號狀態(tài)圖

對照電氣控制原理圖3，機床共使用兩個*ESP開關(guān)，且每個*ESP開關(guān)使用兩對觸點，兩個*ESP開關(guān)分別安裝在操作面板和外部護欄上，用萬用表分別檢測兩個*ESP開關(guān)的兩對觸點，測量出外部護欄上的*ESP開關(guān)其中一對觸點接觸不良，更換*ESP開關(guān)，故障消除。

圖3 電氣控制原理圖

4 拓展急停知識

急停信號有X硬件信號和G軟件信號兩種，急停功能主要信號有X8.4、G8.4、G70.7、G71.1。急停硬件信號地址X8.4，如圖4急停信號控制圖所示，CNC直接讀取由機床發(fā)出的信號X8.4 和由PMC向CNC發(fā)出的輸出信號，幾個信號任意一個為0，系統(tǒng)就立即進入急停狀態(tài)，急停另一只回路與伺服放大器連接，急停斷開時，伺服放大器MCC斷開，同時伺服電動機制動，移動中的軸停止。

圖4 急停信號控制圖

在機床的PMC程序中，第一級程序里要編寫急停程序，為在出現(xiàn)不確定因素的時候拍下急停，立即切斷控制電源，設(shè)備能夠立即停止。如圖5所示，當急停斷開時，PMC給CNC 的急停信號G8.4斷開，機床就緒信號G70.7斷開，第一串行主軸急停信號G71.1斷開。

圖5 急停PMC控制程序

5 故障診斷難點的歸納

由于*ESP開關(guān)接了兩對觸點，只是其中的一對觸點接觸不良，按壓*ESP開關(guān)系統(tǒng)也會出現(xiàn)“急停報警”的顯示畫面，這樣就會誤導維修人員，*ESP開關(guān)沒有故障，整個診斷思路就會陷入混亂狀態(tài)。所以就要分析理解機床的雙安全檢測功能，并會應(yīng)用雙安全檢測診斷畫面，通過診斷畫面檢測信號狀態(tài)，最終定位故障點。

6 結(jié)語

通過對FANUC系統(tǒng)雙安全檢測功能的原理描述、一個簡單的故障案例分析、擴展知識的講解，讓維修人員從基礎(chǔ)知識到特殊的診斷方法進行一個系統(tǒng)的學習，讓更多從事數(shù)控機床和智能生產(chǎn)線調(diào)試、維修的工友們可以很容易地理解急停功能及雙安全檢測功能，并在日常的調(diào)試、維修工作中運用起來，大幅度提升工作效率和準確率。