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數控機床PMC故障診斷與實例分析

時間:2015-01-13

    數控機床除了對各坐標軸的位置進行連續控制外,還要對主軸單元實現控制,實現正轉和反轉、換刀及機械手控制、工作臺交換、切削液開關和潤滑系統順序控制。這些都是靠可編程機床控制器(PMC)來實現的。PMC是通過對程序的周期掃描,來進行數控機床外圍輔助電氣部分的邏輯順序控制。PMC是連接機床與數控系統的橋梁,其中包括大量的輸入和輸出信號。在這些輸入輸出信號中,任何一個信號不到位,都會使機床出現故障。而機床側的輸入、輸出元件,是數控機床上故障率較高的部分,在數控機床故障中,PMC類故障占有較高的比率,因此掌握PMC類故障的診斷方法,顯得非常重要。

    1 常見PMC故障診斷方法
    1.1 根據系統診斷號或報警號診斷故障

    PMC 具有豐富的自診斷功能。當PMC自身故障或外圍設備故障,都可用PMC上具有診斷指示功能的發光二極管進行診斷。在FANUC 0i系統診斷畫面中,可以直接通過診斷參數DGN000至DGN016顯示自動運行狀態,這些信息指示了系統在執行自動指令時所處的狀態。可通過診斷參數DGN020到DGN025進行自動運行停止狀態的顯示,這些信息指示了系統不執行自動加工程序的原因。通過各診斷數據的狀態組合,可以分析、確定系統實際所處的狀態。
    (1)PMC總體檢查的基本流程,如圖1所示。主要找出故障點的大方向,再逐漸細化以找出具體故障。
    (2)電源故障檢查。電源燈不亮時,需對供電系統進行檢查,包括電源電壓、熔斷絲、接線等檢查。
    (3)運行故障檢查。電源正常時,運行指示燈不亮,系統因其他異常而終止正常運行。

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    (4)輸入/輸出故障檢查。除了檢查輸入/輸出單元的狀態外,還要檢查與連接配線、接線端子、熔斷器等元件的狀態。

    1.2 觀察PMC狀態
626969cc澳门资料大全-ww626969cc澳门资料大全-626969bcom澳门资料大全    通過觀察PMC狀態,判斷開關量是否已輸入或已輸出,在MDI方式→PMC基本菜單→[PMCDGN]→[STATUS]界面的輸入開關量或直接觀察梯形圖相應的開關量的通斷,若邏輯為“1”或通,表示機床側、CNC側連接沒有問題;若不通,則檢查外部電路。數控機床中,輸入輸出信號的傳遞,一般都要通過PLC接口來實現。因此,許多故障都會在PLC 的I/O 接口的通道中反映出來。

    1.3 根據動作順序診斷故障
    數控機床上刀具的自動換刀動作,是按照一定的順序來完成的。因此,可以觀察機械裝置的運動過程,比較正常和故障時的情況,就可發現疑點,診斷出故障的原因。

    1.4 動態跟蹤梯形圖診斷故障
626969cc澳门资料大全-ww626969cc澳门资料大全-626969bcom澳门资料大全    數控機床有些報警信息,并沒有直接反映出報警的原因,還有些故障不產生報警信息,只是有些動作不執行。采用肉眼觀察不出I/O的變化,難以診斷故障原因。可通過跟蹤PLC 梯形圖的實時運行,來確診故障。

    2 PMC 故障的診斷方法的應用
    FANUC 的PMC 可以直接在系統顯示畫面里進行監控,從而進行故障的判斷。PMC 的故障常常出現在輸入輸出及標志狀態是否正常,執行機構動作是否正常執行。要對其進行有效的診斷,就要借助PMC提供的各項功能,對PMC進行診斷。PMC的診斷分動態和靜態兩種。在診斷時一定先確定PMC為運行狀態。

    (1)靜態的診斷。就是在查看梯形圖I/O模塊的連接狀況,和查看PMC各個信號的ON/OFF狀態。
    (2)動態地進行診斷。LADDER 運行,動作卻不能正常地執行,并帶有誤動作。有些PLC發生故障時,PMC會出現誤動作,查看輸入輸出及標志狀態均為正常,此時必須通過PLC 動態跟蹤,實時觀察I/O及標志位狀態的瞬間變化,根據PLC的動作原理做出診斷。

    3 實例分析
    3.1 實例1

    某FANUC 0i系統的數控機床在自動運行狀態中,每當執行M8(切削液噴淋)這一輔助功能指令時,加工程序就不再往下執行了。此時,管道是有切削液噴出的,系統無任何報警提示。
分析與處理過程:
    (1)調出診斷功能畫面,發現診斷號000為1,即系統正在執行輔助功能,切削液噴淋這一輔助功能未執行完成(在系統中未能確認切削液是否已噴出,而事實上切削液已噴出)

    (2)查閱電氣圖,發現在切削液管道上裝有流量開關,用以確認切削液是否已噴出。在執行M8 指令并確認有切削液噴出的同時,在PMC程序的信號狀態監控畫面中,檢查該流量開關的輸入點X2.2,而該點的狀態為0(有噴淋時應為1),于是故障點可以確定為在有切削液正常噴出的同時,這個流量開關未能正常動作所致。
    (3)因此重新調整流量開關的靈敏度,對其動作機構噴上潤滑劑,防止動作不靈活,保證可靠動作。在做出上述處理后,進行試運行,故障排除。

    3.2 實例2
    XH754 臥式加工中心,FANUC-6M系統,X軸無反應,無報警信息

    (1)故障分析。手動、自動方式X 軸均不起作用,且無報警信息,其他顯示均正常。當使用MDI方式時,操作面板上的循環啟動CYCLE START,START燈亮。查PMC 梯形圖和參數,均正常,說明CNC信號已發,X軸啟動條件已滿足,但伺服不執行。所以可將故障縮小在X軸伺服單元上。
626969cc澳门资料大全-ww626969cc澳门资料大全-626969bcom澳门资料大全    (2)故障處理。將伺服單元對調,即X 軸和Y 軸伺服驅動器接口對換,重新開機,試運行Y軸,看Y軸伺服電動機是否動作。若無,說明X軸伺服驅動器有故障。返廠或進一步拆下,查看伺服驅動器內部芯片和引腳,觀察芯片和引腳是否蝕斷,若發現,用不帶電的電烙鐵將元件拆卸,更換。

    4 結束語
626969cc澳门资料大全-ww626969cc澳门资料大全-626969bcom澳门资料大全    通過以上實例分析,PMC類故障診斷的關鍵是:要注意數控機床各部分檢測開關的安裝位置,要清楚PMC輸入信號和輸出信號的標志。由于數控機床電氣控制系統的外圍器件,大多與PMC 相聯系,系統提供的PMC診斷功能非常實用。應用好這些方法,將對數控機床的故障診斷與維修,帶來了很大的方便。

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