FANUC_PMC在数控机床故障诊断与维修中的应用 维修说明书 故障分析解决.doc

FANUC PMC在数控机床故障诊断与维修中的应用蒋 军（江苏联合职业技术学院徐州技师分院 江苏省徐州技师学院，江苏 徐州 221151）摘要：PMC是数控机床的控制中心，机床的很多控制指令都要经过PMC处理后才能控制执行机构。通过对PMC的检查，利用PLC可以快速、准确地判断数控机床故障。关键词：数控机床；PMC；故障；维修前言目前，可编程逻辑控制器（PLC）广泛应用于数控机床等工业控制中。FANUC数控系统中的PMC与PLC非常相似，因为专用于机床，所以称为可编程序机床控制器。与传统的继电器控制电路相比较，PMC的优点有：时间响应快，控制精度高，可靠性好，控制程序可随应用场合的不同而改变，与计算机的接口及维修方便。另外，由于PMC使用软件来实现控制，可以进行在线修改，所以有很大的灵活性，具备广泛的工业通用性。PMC在数控机床上起着连接NC与机床的桥梁作用，一方面，它不仅接受NC的控制指令，还要根据机床侧的控制信号，在内部顺序程序的控制下，给机床侧发出控制指令，控制电磁阀、继电器、指示灯，并将状态信号发送到NC；另一方面，在对大量开关信号处理过程中，任何一个信号不到位，任何一个执行元件不动作，都会使机床出现故障。在数控机床的维修过程中，这类故障占有比较大的比例。因此掌握用PMC查找故障的方法很重要。1 根据报警信息提示，查找并排除故障PMC具备很强的故障自诊断功能，数控机床的PMC程序属于机床厂家的二次开发，即根据机床的功能和特点，编制相应的动作顺序以及报警文本，对过程进行监控。PMC通过从机床侧各检测装置反馈回来的信号和系统部分的状态信号，对机床所处的状态经过程序的逻辑运算后进行自诊断。发现异常时，将该种异常的地址置为l，从而在报警显示屏幕显示出相关的信息，帮助查找和排除故障。在维修过程中，要充分利用这些信息。1.1实例1某数控车床使用FANUC-0TC数控系统，刀架旋转失控，有时显示444号（第4轴伺服系统故障）或410号（第4轴停止位置偏差大于程序设定值）报警。故障分析与处理：根据有时出现的报警提示，可确定为转塔刀架运动系统故障。故障状态下刀架运行过程为：接收到转位信号后，刀架弹起，转过多个刀位后一直不落下。根据故障现象分析，不论有无故障发生，刀架转位信号的接收都正常，且与刀架旋转方向无关。同时观察到在过参考点时，PMC中X3073.0显示正常，因此可排除参考点传感器SB141、转塔刀架旋转方向动作控制和刀架转位信号的传输故障。采用观察PMC中各元件动作的信号显示来帮助确定故障部位。表1列出了转塔刀架各转位元件在正常和异常两种情况下的信号状态。从表1中可看出：正常和异常的信号状态区别在于X3073.5(SB143)和Y3206.1(YV243)两个元件状态均处于异常情况。而YV243（电磁阀）是输出执行元件，其动作受输入元件(SB143)的状态控制。所以关键是进一步确认SB143（转塔刀架锁定传感器）的工作状态是否正常。用万用表测量发现SB143工作异常。更换SB143后故障排除。表1 转位元件正、异常情况下信号状态表转塔动作工作状态转塔弹起旋转（弹起状态）落下复位正常X3073.4=0X3073.5=0X3206.1=1X3073.4=1X3073.5=0X3206.1=1Y3073.4=0Y3073.5=1Y3206.1=0异常X3073.4=1X3073.5=1X3206.1=1X3073.4=1X3073.5=1X3206.1=1Y3073.4=1Y3073.5=1Y3206.1=11.2实例2一台日本立式加工中心使用FANUC 18i数控系统，报警内容是2086 ABNORMAL PALLET CONTACT(M/C SIDE)。故障分析与处理：查阅机床说明书，意思是“加工区侧托盘底座异常”，检测信号的PMC地址是X6.2。该加工中心的APC机构是双托盘大转台旋转交换式，观察加工区内堆积了大量的铝屑，所以判断是托盘底部堆积了铝屑，以至托盘底座气检无法通过。但此时报警无法消除，不能对机床作任何的操作。在FANUC系统的梯形图编程语言中规定，要在屏幕上显示某一条报警信息，要将对应的信息显示请求位(A线圈)置为“1”，如果置为“0”则清除相应的信息。也就是说，要消除这个报警，就必须使与之对应的信息显示请求位(A)，置为“0”。按PMCDGNSTATUS进入信号状态显示屏幕，查找为“1”的信息显示请求位(A)，查得A105为“1”。于是，进入梯形图程序显示屏幕PMCLAD，查找A10.5置位为“1”的梯形图回路，发现其置位条件中使用了一个保持继电器K9.1常闭点，此时状态为“0”。查阅机床维修说明书，K9.1的含义是：置“1”为托盘底座检测无效。故障排除过程：在MDI状态下，用功能键OFFSET SETTING切换屏幕，按SETTING将“参数写入”设为“1”，再回到PMCPRM屏幕下，按KEEPRL软键进入保持型继电器屏幕，将K9.1置位为“1”。按报警解除按钮，这时可使A105置为“0”，便可对机床进行操作。将大转台抬起旋转45，拆开护板，果然有铝屑堆积，于是将托盘底部的铝屑清理干净。将K9.1和“参数写入”设回原来的值“0”。多次进行APC操作，再无此报警，故障排除。2 无报警信息提示故障的查找并排除还有一些外围辅助电气元件故障会导致设备的某些动作无法执行，但系统不会提示任何报警信息，查起来就显得比较困难。2.1实例3某立式数控铣床采用FANUC 0i数控系统。自动加工中CRT突然黑屏，设备停止加工。故障分析与处理：表面看像是显示器故障。但分析故障时的状态，若是单纯的显示器故障，黑屏的瞬间，主轴及各伺服轴并不一定会立刻停止，据此推断主控制单元可能出现异常。检查时发现主板和PMC(I/O PSU)的状态指示灯都不亮，PMC模块上的7.5A保险烧断。更换该保险后试机，保险再次烧断。据此推断设备外围电器元件产生短路。根据该设备的故障历史，短路极有可能发生在主轴的回零开关部分。将回零开关所在的I/O集成插头PMC模块脱开后试机，CRT能正常显示。打开主轴维修口，发现回零开关线果然被压破并与床身短路。处理后再将插头插上试机，故障排除。2.2实例4某国产加工中心使用的是FANUC 0i数控系统。在自动加工过程，NC程序偶尔无故停止，上件端托盘已装夹好的夹爪自动打开(不正常现象)，此时无任何报警信息。故障分析与处理：检查诊断画面，并未发现异常，按NC启动便可继续加工。经观察，CNC都是在执行M06(换刀)时停止，主要动作是ATC手臂旋转和主轴(液压)松开拉紧刀具。使用梯形图显示功能，追查上件侧的托盘夹爪(Y25.1)置为“1”的原因。经查，怀疑与一加工区侧托盘夹紧的检测液压压力开关(X1007.4)有关。于是，使用TRACE信号跟踪功能，在自动加工过程中，监视X1007.4的变化情况。当NC再次在M06执行时停止，在TRACE屏幕上，跟踪到X1007.4在CNC无故停止时的一个采样周期从原来的状态“1”跳转为“0”，再变回“1”，从而确认该压力开关有问题。调整此开关动作压力，但故障依旧。于是将此开关更换，故障排除。3 结束语综上所述，数控设备的维修人员应该熟练掌握FANUC数控系统的控制原理、PMC的各项功能以及机床各部分的控制原理，在处理故障时，认真分析故障现象，尽可能多地了解机床相关信息，并运用直观观察法、参数检查调整法、交换法、自诊断功能法等许多行之有效的方法就能迅速而准确地诊断并排除各种故障。参考文献：1杨中力数控机床故障诊断与维修M大连：大连理工大学出版社，20062李大庆基于PLC的数控机床故障诊断J煤矿机械2008，2007(11)3仲兴国利用PLC进行数控机床故障维修的方法J制造技术与机床，2008(6)4吴国经数控机床故障诊断与维修M北京：电子工业出版社，2004作者简介：蒋军（1980 ），男，汉族，江苏省徐州市人，南京工业大学机械工程及其自动