FANUC数控系统PMC功能的妙用.doc

FANUC数控系统PMC功能的妙用FANUC 数控系统以其高质量、低成本、高性能 , 得到了广大用户的认可 , 在我公司得到了大量的使用 , 就其系统本身而言 , 经受了连续长时间的工作考验 , 故障率较低。而故障多发于外围行程、限位开关等外围信号检测电路上。 在实际工作中 , 了解和熟悉 FANUC 系统丰富的操作功能 , 对外围故障的判断和排除有着事半功倍的作用。 在这里 , 举例谈一下使用 FANUC 系统内嵌的强大、易用的 PMC 功能对外围故障的快速判断和排除。 功能 1 操作方法 : 按功能键 |SYSTEM| 切换屏幕按|PMC|软键 , 再按相应的软键 , 便可分别进入 |PMCLAD| 梯形图程序显示功能、|PMCDGN| PMC的 I/0 信号及内部继电器显示功能 、|PMCPRM| PMC 参数和显示功能。 应用实例 : 本公司的一台日本立式加工中心使用 FANUC 18i 系统 , 报警内容是 2086 ABNORMAL PALLET CONTACT(M/C SIDE), 查阅机床说明书 , 意思是“加工区侧托盘着座异常 , 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|PMCDGN|STATUS|进入信号状态显示屏幕 , 查找为 1 的信息显示请求位 ( A）时 , 查得 A10.5 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 一个保持继电器的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|键将 参数写人 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 A10.5 置为 0, 便可对机床进行操作。将大转台抬起旋转 45度, 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 参数写人 设回原来的值 0 。多次进行 APC 操作 , 再无此报警 , 故障排除。 功能 2 在 FANUC 系统的梯形图编程语言中 ,F 是来自 NC 侧的输入信号 (NC PMC), 而 G 是由 PMC 输出到 NC 的信 号 (PMC NC)。其中 ,G130 是 PMC 输出到 NC 侧的各轴互锁信号 , 当其中某一位被置为 1 时 , 允许对应的伺服轴移动 ；为 0 时 , 禁止对应的伺服轴移动。 应用实例 : 一国产加工专机使用 FANUC21M 系统 , 执行原点返回的 NC 程序时 , 当执行到 G91 G28 GOO ZO; 时 ,Z 轴无动作 ,CNC 状态栏显示为 MEM STRT MTN *, 即 Z 轴移动指令已发出。用功能键|MESSAGE| 切换屏幕 , 并无报警信息。用功能键 |SYSTEM| 切换屏幕 , 按“诊断”软键 , 这时005(INTERLOCK/START-LOCK) 为 1, 即有伺服轴进入了互锁状态。 故障排除过程 : 进入梯形图程序显示功能屏幕 , 发现与 Z 轴对应的互锁信号 G130.0 的状态为 0, 即互锁信号被输入至 NC, 检查其互锁原因 , 发现是一传感器被铝屑污染。擦拭后 , 将 G130.0 置为 1, 互锁解除 , 重新启动 原点返回的 NC 程序 , 动作正常 , 故障排除。 功能 3 PMC 中的眼踪功能 (TRACE) 是一个可检查信号变化的履历 , 记录信号连续变化的状态 , 特别对一些偶发性的、特殊故障的查找、定位起着重要的作用。用功能键 |SYSTEM| 切换屏幕 , 按|PMC|软键 |PMCDGN| TRACE|即可进入信号跟踪屏幕。 应用实例 : 某国产加工中心使用的是 FANUC Oi 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 ),CNC 状态栏显示 MEM STOP * , 此时无任何报警信息 , 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。 故障排除过程 : 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 ( 估计与在自动加工过程 , 偶尔无故停止故障有关 ) 。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。事后分析 , 引起这个故障原因是主轴松开 / 夹紧工具时 , 液压系统压力有所波动 ( 在合理的波动范围内 ), 而此压力开关作出了反应以致造成在自动加工过程中 ,NC 程序偶尔无故停止的故障。 FANUC 0-C系统的基本结构及维修方法(北京发那科机电有限公司李小萍)一FANUC 0-C系统的基本结构 1主PCB板 主PCB板（主印刷电路板）是系统的主控制板，由主CPU及其外围电路组成，也是安装其它PCB板的基板。是0-C系统的基本组成部分。系统控制单元有A 、B两种型号。A、B单元的选择是根据机床的需要来确定的，一般A规格主要用于4轴之内的系统，B规格用于5轴以上的系统。主PCB板与控制单元相同，也分为A、B两种规格，与控制单元配合使用。 2电源单元 电源单元是0-C系统的基本组成部分，根据输出功率的不同有A、AI、B2三种型号，其中电源单元AI包含了输入单元，是最常用的一种。 3存储卡 存储卡是0-C系统的基本组成部分，是程序、数据存储的关键部分。另外，存储卡上还有串行主轴接口、模拟主轴接口、主轴位置编码器接口、手摇脉冲发生器接口、CRT/MDI接口、阅读机/穿孔机接口等。 4输入/输出卡 输入/输出卡是0-C系统的基本组成部分，是连接CNC与机床侧开关信号的中间部分。根据输入/输出点数的不同，有I/OC5卡（I/O点数：40/40）、I/OC6卡（I/O点数：80/56）、I/OC7卡（I/O点数：104/72）几种。 514轴控制卡 14轴控制卡是0-C系统的基本组成部分。0-C系统采用全数字式伺服控制，其控制的核心（位置环、速度环、电流环）都在轴卡上。根据控制轴数的不同，轴卡分2轴卡、3/4轴卡几种。 6PMC-M控制卡 PMC-M卡是0-C系统的选择部分。如果内装PMC-L不能满足要求，需要选择此控制卡。PMC-M卡有以下几种规格。 PMC-M电路板A16B-1211-0907PMC-M（I/O Unit 光缆）A16B-1211-0909PMC-M（I/O Link主+ 子功能）A16B-2200-0345PMC-M（I/O Link主功能）A16B-2200-03467图形控制及2/3手脉接口卡 图形控制及2/3手摇脉冲发生器接口卡是0-C系统的选择部分，当系统需要图形显示功能、伺服波形显示功能或要连接2/3手摇脉冲发生器时，必须选择此控制卡。 8宏程序ROM卡 宏程序ROM卡是0-C系统的选择部分。系统使用宏程序执行器时，用户的宏程序固化在宏程序卡的ROM中。 9子CPU卡和远程缓冲卡 子CPU卡和远程缓冲卡是0-C系统的选择部分。使用远程缓冲/DNC1/DNC2控制功能时，应选择此卡。该卡主要在系统与外设之间进行数据通讯和DNC控制时使用，通过选择不同的子CPU软件来实现不同的控制目的。 远程缓冲卡A16B-1211-0930A16B-2200-0770 A16B-2200-0775DNC1卡A16B-2200-0771A16B-2200-0776 DNC2卡A02B-0098-T056105/6轴控制卡 5/6轴控制卡是控制单元B的0-C系统才可选择的部分。使用5/6轴控制时，要选择此卡。该卡只能用于PMC控制轴，不能用于伺服控制轴。 117/8轴控制卡 7/8轴控制卡是控制单元B的0-C系统才可选择的部分。与5/6轴控制卡一样，该卡只能用于PMC控制轴，不能用于伺服控制轴。而与5/6轴卡不同的是该控制卡不包括子CPU。 12模拟输入/输出接口卡 模拟输入/输出接口卡是控制单元B的0-C系统才可选择的部分。当用户使用多主轴模拟指令控制或者需要将模拟信号转换为数字信号时，可以选择此卡。 二FANUC 0-C系统控制单元的维修方法 当系统接通电源后，如果电源正常，数控系统则会进入系统软件版本号显示画面（如下图所示），系统开始进行初始化。如果系统出现硬件故障，显示屏上会出现910998号系统报警提示用户。下面介绍出现系统报警时的原因和处理方法。 1998号报警（ROM奇偶错误） 发生了ROM奇偶错误。 原因和处理方法 ROM或安装ROM的印刷电路板出现故障。此外，再检查显示在屏幕右上角处的控制软件系列和版本号。 2910916号报警（RAM奇偶错误） 这些报警表示出现RAM奇偶错误。 检测要点：RAM带有校验位（奇偶位）。在往RAM上写数据时，校验位也被写入RAM上，要么将它设为1，要么重新设为0，从而使数据中为1的数位的总数（含校验位）是奇数或偶数。在从RAM读取数据时，校验位被用来确保读出的数据正确。 原因和处理方法： （1）如果在接通电源后立即出现这些报警，则先断开电源，在按住 RESET 和 DELET键的同时，然后再接通电源，从而让RAM全部清零。如果在RAM被全部清零后仍出现奇偶性报警，则出现报警的RAM所在的印刷电路板可能出故障。因此，要更换该印刷电路板。注：RAM全清后，要重新设置所有数据。 编号信息内容910RAM PARITY （RAM奇偶性）在存储器RAM模块中出现RAM奇偶错误（低字节）。更换存储器印刷电路板。911RAM PARITY （RAM奇偶性）在存储器RAM模块中出现RAM奇偶错误（高字节）。更换存储器印刷电路板。912SHARE RAM PARITY （共享的RAM奇偶性）与数字伺服共享的RAM存在奇偶错误（低字节）。更换轴控制印刷电路板。913SHARE RAM PARITY （共享的RAM奇偶性）与数字伺服共享的RAM存在奇偶错误（高字节）。更换轴控制印刷电路板。914SERVO RAM PARITY （伺服RAM奇偶性）数字伺服局部RAM中出现奇偶错误。更换轴控制印刷电路板。915LADDER PROGRAM EDITING CASSETTE RAM PARITY（梯形图程序编辑卡RAM奇偶性）梯形图程序编辑卡中出现RAM奇偶错误（低字节）。更换梯形图程序编辑卡。916LADDER PROGRAM EDITING CASSETTE RAM PARITY（梯形图程序编辑卡RAM奇偶性）梯形图程序编辑卡中出现RAM奇偶错误（高字节）。更换梯形图程序编辑卡。（2）存储器备份电池电压下降存储器备份电池的额定电压为4.5V。如果它降至3.6V，则会出现电池报警。如果存储器备份电池电压下降，则“BAT”字样会在屏幕上闪烁出现。如果出现电池报警，则要尽快换上新的锂电池。注：一定要在系统通电的情况下，更换电池。 （3）电源单元出故障如果在将该存储器全部清零后报警消失，则故障原因可能是电源单元不良。 3920922号报警（监控电路或RAM 奇偶错误） 920；监控电路报警或伺服系统报警（第1第4轴）。 921：子CPU监控电路报警或第5/6轴伺服系统报警。 922：第7/8轴伺服系统报警 要点： 监控电路定时器报警 用于监控CPU运行的定时器被称作监控电路定时器。每隔恒定时间段，CPU便将定时器复位。当CPU或外围电路中出现故障时，定时器不能复位而发生报警。 原因和处理方法 l 轴印刷电路板出故障 除伺服模块包括伺服RAM、监控定时器电路等硬件出故障外，也可能是检测电路异常而导致的故障。 l 主印刷电路板出故障 CPU或外围电路可能出故障。更换主印刷电路板。 l 存储器印刷电路板出故障 由于存储器印刷电路板出故障，软件可能无法正常工作。更换存储器印刷电路板。 l 电源单元出故障 电源单元的DC输出电压可能异常。更换电源单元。 4941号报警（存储印刷电路板安装不正确） 该报警表明存储印刷电路板连接不良。查看各连接部位是否紧固。（注意在正常运行过程中，不会发生该报警。它往往发生在为进行检修而拔出印刷电路板再将其插入或更换时。） 原因和处理方法：确保所有印刷电路板均安装牢固。如果即使在牢固安装存储印刷电路板的情况下仍发生该报警，则要更换主印刷电路板以及存储印刷电路板。 5930号报警（CPU错误） 发生CPU错误（异常中断）。 原因和处理方法：主CPU板出故障。产生了通常运行中不会发生的中断。CPU的外围电路可能出现异常情况。更换主CPU板。如果在电源断开再接通时运行正常，则可能是外部干扰引起的故障。 6945和946号报警（串行主轴通讯错误） 945；在第1个串行主轴中发生了通讯错误。 946：在第2个串行主轴中发生了通讯错误。 原因和处理方法：在存储印刷电路板和串行主轴放大器之间的下列各点可能出现接触不良现象。 存储印刷电路板有故障。 存储印刷电路板和光学I/O链路适配器之间的光缆中有断裂或脱开的现象。 光学I/O链路适配器不良。 电缆断线或脱开。 串行主轴放大器出故障。 7960号报警（子CPU错误） 出现子CPU错误（非法中断）。 原因和处理方法：子CPU印刷电路板出故障出现了通常情况下不会出现的中断。可能是由于CPU的外围电路出故障。更换子CPU印刷电路板。如果通过先断开电源，然后又接通电源的方式可以恢复正常运行，则故障可能是由于噪声干扰引起的。 8950号报警（保险丝熔断） +24E回路保险丝熔断。 原因和处理方法：在+24E回路中有过电流，+24E回路是用于I/O印刷电路板和机床强电电路的。在机床24E回路和0V或I/O电缆之间可能出现短路。在消除故障原因后，更换电源单元中的保险丝。 用于FANUC数控系统的DNC软件(大连机床集团有限责任公司黄贤鸿)1 DNC 加工技术的发展 用穿孔纸带记载加工程序 , 通过纸带阅读机把加工程序读入数控系统的缓冲寄存器 , 这是早期数控机床自动运行的主要方式。因为那时候存储器技术还不完善 , 人们只好借助穿孔纸带记录和保存加工程序。纸带体积庞 大 , 还要为其准备专门的阅读机装置 , 稍有不慎或使用多次会造成破损 , 导致输入错误是无法避免的。存储器技 术的发展已经让我们有足够的理由淘汰纸带和阅读机。640m纸带所记载的程序容量相当于 256K 字节的存储 器 , 其体积也不过是一个 30mm 15m 3m 的集成电路模块而已。读入和读出靠软件 , 不占空间。我们用手工编制的加工程序一般都不太长 , 加工一个有钻、镗、铣、攻丝等工序的汽车变速箱程序大约有 2K 字节就够了 , 这就算长程序。在 256K 程序存储器的 FANUC 数控系统里 , 存储 100个加工零件的程序是毫无问题的。当前生 产制造的中高档数控系统无一例外 , 全部都采用了这种程序存储器方式作自动运行。 随着三轴乃至四、五轴联动功能的出现 , 加工三维空间曲面的编程已经成为必需解决的问题 , 因为靠人手工 是无法实现的。 CAD/CAM 计算机辅助设计 / 制造软件 , 特别是具有三维造型和编程的软件受到用户的喜爱。市 面上流行最广的有 Pro/Engineer,Unigraphics,Cimatron等。由于模具制造加工的编程都属于三维实体 , 它们必需 使用这些软件进行造型和编程。计算机应用上述软件生成的加工程序都很长 , 少则 1-3 兆 , 多则几十至几百兆。 这样长的程序数控系统没有可存放的空间 , 它们只能存放在计算机的硬盘中。当需要加工时 , 利用电缆连接计算 机和数控系统的 RS232C 串行接口 , 通过 DNC 软件把加工程序一部分、一部分地传送给数控系统。机床运行完一 部分程序后 , 会请求计算机再发送一部分 , 直到加工完成 , 这就是所谓的 DNC 加工。 2 适用于FANUC数控系统的Cimco DNC软件 我们曾经用过 Asia,Dik15,Qmodem,Xtalk 等 DNC 软件。由于这些软件都开发得较早 , 运行在 DOS 界面 , 所 以现在的个人计算机操作系统至少也在 Windows98 以上 , 要正常运行这些软件还要做一些工作。其实最重要的 还是传送速度的问题 , 它们的最高传送波特率大多在 9600左右 , 没有办法再提高。传输波特率低 ,DNC 加工精度就受到影响。尤其在高速高精度的加工方式时 , 要实现微小线段的高速精细加工 , 波特率应设置在 19200以上。这样才能减少因预读缓冲区不足或 RS232C 传输速度过慢所造成的加工停顿现象。正是这个原因 , 这些基于 DOS 版本的 DNC 传输软件就显得力不从心了。 Windows 版本的 Cimco DNC 传输软件的优点主要表现在以下几方面 : (l) 良好的安装特性。目前我们使用的个人计算机操作系统大多数为 wmdows98 、 2000等。在这些机器上安装是很简单的 , 将 Cimco 拷贝到硬盘 , 再起动执行一次 Cimco.exe 文件就可以了。 （2）操作方便简单。窗口菜单式 , 每次操作仅需按动二 , 三下键即可。 (3) 参数设置范围广 , 波特率设置最高达到