劉媛媛,吳維梁,高 沛

(山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030006)

1 FANUC 0i TC數(shù)控車床故障現(xiàn)象

客戶有一臺(tái)型號(hào)為TK-40A的數(shù)控車床，配套FANUC 0i TC系統(tǒng)。機(jī)床由于生產(chǎn)任務(wù)不飽滿長(zhǎng)時(shí)間閑置，當(dāng)有加工任務(wù)時(shí)，操作機(jī)床發(fā)現(xiàn)在手輪方式下旋轉(zhuǎn)手輪，機(jī)床坐標(biāo)和機(jī)床都不變化(如同沒有移動(dòng)手輪一樣)，且無任何報(bào)警，但在手動(dòng)、自動(dòng)方式下機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)正常。

2 故障分析

FANUC手輪控制是由PMC進(jìn)行處理，對(duì)應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置來實(shí)現(xiàn)其正常工作。所以通過PMC診斷能方便、快速地進(jìn)行手輪故障定位，從而排除故障。根據(jù)機(jī)床的電氣原理圖、FANUC PMC地址定義和FANUC系統(tǒng)參數(shù)說明書，我們通過和手輪相關(guān)的PMC地址及FANUC系統(tǒng)參數(shù)對(duì)該數(shù)控車床手輪故障進(jìn)行分析。和手輪相關(guān)的PMC地址及FANUC系統(tǒng)參數(shù)如表1所示。

表1 和手輪相關(guān)的PMC地址及FANUC系統(tǒng)參數(shù)

電子手輪的脈沖發(fā)生器有4個(gè)端子，如圖1所示。其中OV和Vcc為輸入電壓，A、B為CNC輸出的相位差為90°的脈沖信號(hào)。當(dāng)A相脈沖超前B相脈沖時(shí)，機(jī)床向正向運(yùn)動(dòng)；當(dāng)A相脈沖滯后B相脈沖時(shí)，機(jī)床向負(fù)向運(yùn)動(dòng)。

圖1 電子手輪脈沖發(fā)生器端子 圖2 機(jī)床軸選開關(guān)SA2

機(jī)床軸選開關(guān)SA2如圖2所示，當(dāng)手柄旋到不同位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的PMC輸入信號(hào)X3.0～X3.2處于不同的狀態(tài)，并通過PMC邏輯運(yùn)算后使得CNC中的G18.0～G18.4狀態(tài)發(fā)生變化，從而發(fā)出對(duì)應(yīng)軸的選擇指令。與手輪相關(guān)的PMC參數(shù)G18、G19見表2。表2中，G18#0即為G18.0，G18#1即為G18.1，G18#2即為G18.2，以此類推；G19#0即為G19.0，G19#1即為G19.1，以此類推。

表2 與手輪相關(guān)的PMC參數(shù)G18、G19

3 故障排除

根據(jù)手輪的控制和工作原理，手輪不能正常工作的原因可能有：

(1) CNC操作方式選擇不正確。

(2) 手輪自身故障。

(3) 手輪接線不正確或有斷線。

(4) I/O模塊故障或I/O地址分配錯(cuò)誤。

(5) 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤。

結(jié)合以上的分析，基于PMC的故障診斷思路，我們按以下順序進(jìn)行故障排除。

(1) 選擇“手輪操作模式”，并通過PMC的G43信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行判斷，發(fā)現(xiàn)G43的狀態(tài)為00000100，說明手輪方式有效。PMC手輪方式選擇信號(hào)G43的信號(hào)狀態(tài)如圖3所示。

圖3 PMC手輪方式選擇信號(hào)G43的信號(hào)狀態(tài)

(2) 對(duì)手輪進(jìn)行“X軸選擇”，并通過PMC的G18信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行判斷，發(fā)現(xiàn)G18的狀態(tài)為00000001，說明X軸選擇有效。PMC手輪進(jìn)給軸選擇信號(hào)G18的信號(hào)狀態(tài)如圖4所示。

圖4 PMC手輪進(jìn)給軸選擇信號(hào)G18的信號(hào)狀態(tài)

(3) 對(duì)手輪進(jìn)行“*10倍率選擇”，并通過PMC的G19信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行判斷，發(fā)現(xiàn)G19的狀態(tài)為00010000，說明*10倍率選擇有效。PMC手輪進(jìn)給倍率選擇信號(hào)G19的信號(hào)狀態(tài)如圖5所示。

圖5 PMC手輪進(jìn)給倍率選擇信號(hào)G19的信號(hào)狀態(tài)

(4) 手搖脈沖發(fā)生器，并通過PMC的X12(在本系統(tǒng)中給手搖脈沖發(fā)聲器分配的信號(hào)是X12)信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行判斷，發(fā)現(xiàn)X12也有加、減數(shù)，說明手搖脈沖發(fā)生器也是好的。PMC手搖脈沖發(fā)生器信號(hào)X12的信號(hào)狀態(tài)如圖6所示。

圖6 PMC手搖脈沖發(fā)生器信號(hào)X12的信號(hào)狀態(tài)

(5) 通過PMC診斷發(fā)現(xiàn)操作模式、軸選擇、倍率選擇及手搖脈沖發(fā)生器都是好的，但機(jī)床卻在手輪方式下不能動(dòng)作，在手動(dòng)方式下工作正常。

(6) 為了進(jìn)一步查明原因，在故障機(jī)床上更換了手輪、I/O模塊，故障依舊。后來將故障機(jī)床的系統(tǒng)安裝在另外一臺(tái)機(jī)床上(系統(tǒng)型號(hào)相同)，灌入?yún)?shù)后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)正常(另一臺(tái)機(jī)床采用了兩塊I/O單元)。故障機(jī)床系統(tǒng)和另一臺(tái)機(jī)床系統(tǒng)與I/O單元連接圖分別如圖7、圖8所示。

圖7 故障機(jī)床系統(tǒng)與I/O單元連接圖

圖8 另一臺(tái)機(jī)床中系統(tǒng)與I/O單元連接圖

(7) 替換了所有可能存在故障的硬件后故障依舊存在，后來又重新進(jìn)行了I/O分配、恢復(fù)參數(shù)等操作還是沒有解決問題。在進(jìn)行處理的過程中發(fā)現(xiàn)發(fā)生故障的機(jī)床只用一組I/O模塊，手輪地址分配在第一模塊上，但把系統(tǒng)換到兩組I/O模塊、手輪地址分配在第二模塊上的另一臺(tái)機(jī)床上后系統(tǒng)正常。故障機(jī)床和正常機(jī)床的手輪地址分配對(duì)比如圖9所示。在發(fā)生故障的機(jī)床上增加了一組I/O模塊，并重新進(jìn)行了X地址分配，讓手輪使用第二模塊X地址，手輪正常了。由于生產(chǎn)任務(wù)比較緊張機(jī)床就先這樣使用了，等生產(chǎn)任務(wù)不忙的時(shí)再進(jìn)行系統(tǒng)修復(fù)。

圖9 故障機(jī)床和正常機(jī)床的手輪地址分配對(duì)比

4 結(jié)束語

機(jī)床維修應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)機(jī)床的控制原理進(jìn)行故障診斷與排除。對(duì)故障現(xiàn)象應(yīng)進(jìn)行大膽推斷，仔細(xì)研究，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有的條件進(jìn)行零部件的替換和維修，盡量減少機(jī)床的維修時(shí)間，提高機(jī)床使用率。