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        數(shù)控機床PMC故障診斷與實例分析

        2012-02-18 08:35:24韓京海
        裝備制造技術(shù) 2012年4期
        關(guān)鍵詞:梯形圖切削液數(shù)控機床

        韓京海,郭 燕

        (1.南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機電工程系,江蘇 南京 211188;2.南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自控系,江蘇 南京 210048)

        數(shù)控機床除了對各坐標(biāo)軸的位置進行連續(xù)控制外,還要對主軸單元實現(xiàn)控制,實現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)、換刀及機械手控制、工作臺交換、切削液開關(guān)和潤滑系統(tǒng)順序控制。這些都是靠可編程機床控制器(PMC)來實現(xiàn)的。PMC是通過對程序的周期掃描,來進行數(shù)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(shù)控系統(tǒng)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(xiàn)故障。而機床側(cè)的輸入、輸出元件,是數(shù)控機床上故障率較高的部分,在數(shù)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(jù)系統(tǒng)診斷號或報警號診斷故障

        PMC具有豐富的自診斷功能。當(dāng)PMC自身故障或外圍設(shè)備故障,都可用PMC上具有診斷指示功能的發(fā)光二極管進行診斷。在FANUC0i系統(tǒng)診斷畫面中,可以直接通過診斷參數(shù)DGN000至DGN016顯示自動運行狀態(tài),這些信息指示了系統(tǒng)在執(zhí)行自動指令時所處的狀態(tài)??赏ㄟ^診斷參數(shù)DGN020到DGN025進行自動運行停止?fàn)顟B(tài)的顯示,這些信息指示了系統(tǒng)不執(zhí)行自動加工程序的原因。通過各診斷數(shù)據(jù)的狀態(tài)組合,可以分析、確定系統(tǒng)實際所處的狀態(tài)。

        (1)PMC總體檢查的基本流程,如圖1所示。

        圖1 PMC故障總體檢查的基本流程

        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?xí)r,需對供電系統(tǒng)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(tǒng)因其他異常而終止正常運行。

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

        1.2 觀察PMC狀態(tài)

        通過觀察PMC狀態(tài),判斷開關(guān)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(guān)量或直接觀察梯形圖相應(yīng)的開關(guān)量的通斷,若邏輯為“1”或通,表示機床側(cè)、CNC側(cè)連接沒有問題;若不通,則檢查外部電路。數(shù)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(xiàn)。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(jù)動作順序診斷故障

        數(shù)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(fā)現(xiàn)疑點,診斷出故障的原因。

        1.4 動態(tài)跟蹤梯形圖診斷故障

        數(shù)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(chǎn)生報警信息,只是有些動作不執(zhí)行。采用肉眼觀察不出I/O的變化,難以診斷故障原因??赏ㄟ^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(yīng)用

        FANUC的PMC可以直接在系統(tǒng)顯示畫面里進行監(jiān)控,從而進行故障的判斷。PMC的故障常常出現(xiàn)在輸入輸出及標(biāo)志狀態(tài)是否正常,執(zhí)行機構(gòu)動作是否正常執(zhí)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(tài)和靜態(tài)兩種。在診斷時一定先確定PMC為運行狀態(tài)。

        (1)靜態(tài)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(tài)。

        (2)動態(tài)地進行診斷。LADDER運行,動作卻不能正常地執(zhí)行,并帶有誤動作。有些PLC發(fā)生故障時,PMC會出現(xiàn)誤動作,查看輸入輸出及標(biāo)志狀態(tài)均為正常,此時必須通過PLC動態(tài)跟蹤,實時觀察I/O及標(biāo)志位狀態(tài)的瞬間變化,根據(jù)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(tǒng)的數(shù)控機床在自動運行狀態(tài)中,每當(dāng)執(zhí)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(zhí)行了。此時,管道是有切削液噴出的,系統(tǒng)無任何報警提示。

        分析與處理過程:

        (1)調(diào)出診斷功能畫面,發(fā)現(xiàn)診斷號000為1,即系統(tǒng)正在執(zhí)行輔助功能,切削液噴淋這一輔助功能未執(zhí)行完成(在系統(tǒng)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(fā)現(xiàn)在切削液管道上裝有流量開關(guān),用以確認切削液是否已噴出。在執(zhí)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(tài)監(jiān)控畫面中,檢查該流量開關(guān)的輸入點X2.2,而該點的狀態(tài)為0(有噴淋時應(yīng)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(guān)未能正常動作所致。

        (3)因此重新調(diào)整流量開關(guān)的靈敏度,對其動作機構(gòu)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,F(xiàn)ANUC-6M系統(tǒng),X軸無反應(yīng),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(dāng)使用MDI方式時,操作面板上的循環(huán)啟動CYCLE START,START燈亮。查PMC梯形圖和參數(shù),均正常,說明CNC信號已發(fā),X軸啟動條件已滿足,但伺服不執(zhí)行。所以可將故障縮小在X軸伺服單元上。

        (2)故障處理。將伺服單元對調(diào),即X軸和Y軸伺服驅(qū)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(qū)動器有故障。返廠或進一步拆下,查看伺服驅(qū)動器內(nèi)部芯片和引腳,觀察芯片和引腳是否蝕斷,若發(fā)現(xiàn),用不帶電的電烙鐵將元件拆卸,更換。

        4 結(jié)束語

        通過以上實例分析,PMC類故障診斷的關(guān)鍵是:要注意數(shù)控機床各部分檢測開關(guān)的安裝位置,要清楚PMC輸入信號和輸出信號的標(biāo)志。由于數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的外圍器件,大多與PMC相聯(lián)系,系統(tǒng)提供的PMC診斷功能非常實用。應(yīng)用好這些方法,將對數(shù)控機床的故障診斷與維修,帶來了很大的方便。

        [1]孫漢卿.數(shù)控機床維修技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.

        [2]蔣洪平.?dāng)?shù)控設(shè)備故障診斷與維修[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2006.

        [3]劉永久.數(shù)控機床故障診斷與維修技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006.

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