基于PMC的电子手轮故障诊断与维修.pdf

6 3 基于 P MC的 电子手轮故 障诊 断与维修 韦泰敢 ， 田蕾 ， 侯毅 ( 1 贵州航天职业技术学院实训中心， 贵州 遵义 5 6 3 0 0 0 ； 2 渭南技术学院数控工程系， 陕西 渭南 7 1 4 ff 1 ) ； 3 贵州航天职业技术学院机械工程 系， 贵州 遵义 5 6 3 0 0 0 ) 摘要： 本文以电子手轮故障的诊断与维修为实例， 针对数控机床维修过程中易于误导维修人 员的一些假像进行 了深入的 分析与讨论， 可供有类似情况的用户及机床厂家同行参考借鉴。 关键词 ： 手轮电气原理 图P MC诊 断 中继插 头 中图分类号 ： T G 6 5 9 文献标识码： A 文章编号： 1 O 0 2 6 8 8 6 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 0 6 3 0 3 Fa u lt Di a g n o s is a n d Ma in t e n an ce o f Ele ct r o n ic Ha n d wh e e l b a s e d O n P M C W E I T a ig a n， T I AN L e i HOU Yi Ab s t r a ct ：T iff s p a p e r t a k e s e le ct r o n ic h a n d wh e e l f a u h d ia g n o s is a n d ma in t e n a n ce a s a n e x a mp le a n d is a v a ila b le f 0 r r e f e r e n ce t o u s e r s wh o h a s a s imila r s it u a t io n a n d ma ch in e t o o I ma n u f a ct u r e m1 t h a s ca r r ie d o n t h e t h o r o u g h d is cu s s io n a n d t h e a n v s is O n g u id in g t h e ma in t e na n ce s t a ff s o n le illu s io n e a s ily in t h e p r oce s s o f CNC ma chine r e p a ir Ke y wo r d s ： h a n d wh e e l； e le ct r ica l p r in cip le d r mdn g； P MC d ia g n o s is ； r e p e a t e r p lu g 1 故障现象 我院机加实 习厂型号为汉川 X H一 7 1 5 D的数控铣床 ， 采用了自诊断功能较为强大的 F A N U C 0 i M C系统。学生 进行对刀实训时 ， 发现在手轮方式下 ， x、 Y 、 z各轴无任何 反应， 但在手动方式和自动方式下， 各轴运动的动作正常。 2 原理分析 数控机床 P MC ( 可编程机床控制器) 用于控制数控系 统开关量的输IX 输出， 可灵活实现机床各种辅助动作的 控制。利用 P M C诊断可方便 、 迅速的定位故障点 ， 是 一种 高效排除故障的手段 。 此我们有必要 了解与手轮有关 的控制原理及 P M C地址的含义， 如表 l所示。 表 1 手轮相关 P MC地址的含义 P M C地卅 含义说明 Xl 0Xl 3 X1 4X1 6 Gl8 O( 1 8 7 ( 1 9 4 G1 9 5 ( 3 0G 4 3 2 外部输入 ： 于轮 x、 Y、 Z、 A轴选通 外部输入信 号： 手轮倍率选择 于轮进给轴选择信 弓 轮进给移动量( 倍 牢) 选择 号 手轮方式选择信 号 1 ) 电子手轮的脉冲发生器有 4个端子， 如 图 l 所示 ， 其 中0 V ( 地 ) 和 + 5 V ( V C C ) 为输入电压 ， H A、 H B为向 C N C 输出的丰 H 位差为 9 o 。 的脉冲信号， 当 A相脉冲超前 B相脉 冲9 0 。 时 电机正转 ， 当 A相脉冲滞后于 B相脉 冲 9 O 。 时电 机反转 ， 如一 I - 图 2 昕示。脉冲信号通过伺服放大器驱动工 作台移动 ， 脉冲个数决定 了工作台移动 的距离 ， 脉 冲频率 决定工作台移动 的速度。 2 ) S A 2为轴选择开关 ， 如图 2所示 ， 当手柄旋到不 同 位置时 ， 对应的 P MC输入信号 X 1 0 、 X I 1 、 X 1 2 、 x 1 3均 处于不同的电平状态 ， 通过 P M C顺序程序运算 ， 最终控制 输入到 C N C的 G 1 8 0 G 1 8 4的电平状态 ， 而 C N C则根 据 G 1 8 0 G 1 8 4不同状态( 0和 1 ) 的组合， 发出对应轴 的 选择指令 ， 如表 2 所示。 表 2 “ 轴选择” P MC状态表 婀 嘏 鹎 # l 堋 C H _r H S D H S T - _ t S IA _ l H s 2 D I l s 2 j s 2 B l H s 2 A l l H S 1 C I l B l l l 3 故障排除 结合手轮的控制原理可知 ， 手轮不能正常操作 ， 可能 的原 因有 ： OC N C的方式选择不正确。 手摇脉冲发生器接线不正确 。 伺服没有激活( 没准备好)。 内装 I O接 口或 I 0模块的 I O L i n k没有分配或 没有正确分配。 6 4 1 I I 3 I 4 l 5 l 6 7 I 8 I q I 1 0 手摇脉 冲发 生器 I 轴选择 I O接口 倍率选择 I 0接 口 I x 轴 Y 轴 Z 轴 4 轴 I x 1 0 x 1 0 0 I 2 4 v l 1 S A 2 S A I l A A I + l 0 v I H A l I H B 1 I l f f ； l I 1 、 、 f 7 t B l B 母 中继插头 ； ， 、 ： f 7 f 8 j f 9 ： ； 1 1 l4 ： C 1 2 3 4 6 脚 脚 脚 脚 l2 1 3 。 脚 2 咖 脚 脚 脚 脚 脚 脚 C - I l J X T 2 T 2 T 2 f T 2 X T 2 X T 2 T 2 0 T 2 ； ； ； j j 系统 电缆 、 、 、 F A N U C 扁平电 矗 D D l ： ： l ： ； I ； I ： ： l A 0 6 B 0 6 A 0 7 B 0 7 A O 8 丑 0 8 A 0 9 B 0 1 1+ l 0 v l H A l l H B 1 l X I 0 X 1 1 X 1 2 X I 3 X I 4 5 X 1 6 己 4 V l 手摇接L 】 ： J A 3 l C B 1 0 4 C B 0 4 C B1 0 4 B l她 C B 1 0 4 C B 1 0 4 C B I O 4 C B 1 0 4 E ： Pl l IJ D 1 B I 0 模 块 I I i n 屏 蔽 1 F 忐 J D 1 A 一 l f 一 6 C N C ! P v1 C l l l l l r 嗽 控 系 统 l手 轮 原 理 图 5 ! I I I I 1 I J 。 1 l 2 f 3 I 4 I 5 I 6 I 7 l 8 l 9 I 1 0 止 向旋转时 图1 电子 手 轮 接 线 图 图2脉冲发生器正反转示意图 由于参数设定错误而使相关信号没有输入。 结合 以上 分 析， 基 于 P M C故 障 诊 断 的基 本思 路 ： P M C的 I O状态表 ( P M C D t N ) 一 P M C顺序程序一机 床 外围接线 ， 我们按步骤相应的进行故障排除。 1 ) 机床处于“ 手轮方式” 时， 正确的 G地址 I O状 态 表， 如表 3所示。 表 3 “ 手轮方式” P MC状态表 婀 槲 鹎 也 # 1 堋 MD4 I三 笙 I l l 将 C N C切换到手轮工作方式 ， 打开梯形 图的诊断 界 面， 检查发现 G 4 3 = 0 0 0 0 0 1 0 0 ， 说明“ 手轮方式” 选择正确有 效。 2 ) 对手轮进行“ Y轴选择 ” 的操作 ， 打开相关诊断 界 面， 发现 G 1 8 1 = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ， 无任何信号输入。为进一 步 找到该信号无输入 的原 因， 需打开机床 的梯形图， 查找与 “ Y轴选择” 相关 的 P M C程序段 ， 如图 3 所示 ， 由程序可知 其逻辑关系， 若要使“ Y轴选择” 有效， 需令 G 1 8 1 = 1 ， 而 G 1 8 1 =1 的前提是 X 1 1 = l， 要令 x 1 1 = 1 必须保证手轮 “ Y轴选择” 外围接线回路正常导通 ， 即 I O模块 X 1 1 引 脚对地电压应为 2 4 V。 说明 ：红 高亮度表示信号接通 灰 低亮 度 表示信号断开 图3 “ Y轴选择”P MC程序界 面 3 ) 再用手轮进行其他轴的“ 轴选择”和 “ 倍率选 择” 操作 ， 发现 X1 0X1 6地址也一直 为 0， 无任何信号输 6 5 入 。由此可断定该故障的产生与轴选择信 号的公共接线 复正常生产 。为便于后期的维护维修 ， 在厂家交付的手摇 部分有关 ， 即故障点应介于 I O模块到手轮的 2 4 V公共输 脉冲发生器接线图上 ， 作了相应的更改记录。 入端之间， 如图 3 椭圆虚线框所示。 ， 4 ) 根据图 3 手摇脉冲发生器接线原理可知 ， I O模块 口 术 晒 通过一个 l5 针的中继插头将 I O模块与手轮连接 ， 手轮 机床维修时应根据现场实际情况 ， 结合相关维修经 的2 4 公共端通过中继插头的 1 4 号引脚输入。 验方法 ， 仔细观察 ， 大胆假设 ， 综合推理对故障进行排除。 5 ) 打开手轮盒， 对 2 4 V公共输入线路进行检查。用 由于过份信任机床厂家提供的技术资料 ， 延误 了本次机床 万用表电压档检测出手轮的 2 4 V公共端没有电压输入， 进 维修的进程 ， 增加了平均修复时间( M T I R) ， 直接影响了机 一 步对手轮电缆进行检查 ， 发现连接中继插头母头一侧 的 床利用率 ， 降低 了企业 的经济效益。 2 4 V线缆接头脱落。 又如某型号数控机床由于硬件损坏导致机床所有参 6 ) 根据机床厂家提供 的手摇脉 冲发生器接线 图， 如 数丢失， 而用户也没有做过参数的备份 ， 硬件修复后 ， 维修 图 3 所示 ， 将脱落的线缆接头重新焊接到中继插头母头一 人员按机床厂家提供的参数表重新录入参数时 ， 发现参数 侧的 1 4号引脚处。重新给机床上电测试 ， 却发现手轮故 有很多错误且不完整 ， 联 系厂家方 知厂家已倒 闭， 近 1 0 0 障依旧。 万的设备差点变成一堆废铁 ， 最后历经半年时间终于找到 7 ) 再次对照图纸 ， 反复检查 发现手轮盒 的整体接 线 同一型号的机床拷贝了一份参数才最终解决问题 ， 但这一 正确可靠， 但从 I O模块到手轮公共端的2 4 V却始终无输 维修过程浪费了大量的时间、 人力与财力。 入 ， 由此推断线缆存在断路。 随着数控设备市场竞争 日益激烈 ， 机床厂 家面对竞 8 ) 从 中继插头上拆 下线缆反复检查 ， 发现 1 4号引脚 争应积极树立品牌意识 ， 严格审察 、 校对交付给用户的技 的线缆( 2 4 v ) 在人为折叠 、 扭 曲、 拉伸等恶劣试验状态下 术资料 ， 保证资料的准确性 、 完整性 ， 以便用户后期维护维 均能正常导通。 修工作的顺利进行， 赢得良好的用户口碑， 提高自身竞争 9 ) 由于找不到原因， 所以尝试信号短接法 ， 即跳过 中 力 ， 从而抢 占市场先机。 继插头， 将 I 0模块 2 4 V输出端子直接短接到手轮的 2 4 V 参考文献 公共输入端子上 。经测试发现 ， 用短接法强行给手轮提供 1 F A N U C 0 i C系 统维修说 明书 z 2 4 V电压后 ， 手轮的轴选择 、 倍率选择等均能正常工作。 2 永久 数控扎柬 故障诊断与维修技 术 M 北京： 机械工 业出版 1 0 ) 为了进一步查 明故障原因 ， 又对 I 0模块 、 中继插 一 头 篓 路 琶 竺 之 誊 兰 作 者 简 介 ：韦 泰 敢 ( 19 83 一 ) ， 男 ， 大 学 本 科 ， 于 贵 州 航 天 职 业 技 术 学 一 侧 的 第15 号 引 脚 ，有 被 焊 接 过 的 痕 迹 ，且 该 引 脚 对 应 公 ” 焘 。 心 任 ； ，I ， 责 头一侧的 1 5 号引脚 电压也恰好 为 2 4 V， 而 1 4号引脚却一 床故障 诊断与维 修实 训 及 数控技术加工实 训 两门专 直为 0 V 。由此怀疑机床厂家图纸标注有误 ， 有可能 1 5号 业主干 课程的实 训教学工 作 ，曾于浙 江省亚龙科技 集 团 引脚才是实际机床接线中的2 4 v输入所对应的焊接引脚。 挂职锻炼， 主要研究数控机束的电气设计与应用。 l1 ) 将 2 4