[浅谈FANUC-0IC系统数控机床PMC报警功能的开发] 数控机床故障诊断ppt

时间：2019-02-04 05:37:29 来源：千叶帆本文已影响人

　　摘要：现代的PLC拥有大量的软件资源，如FX2N系列PLC有几千点辅助继电器、几百点定时器和计数器，有相当大的余量，可以把这些资源利用起来，用于故障检测。同时利用语音模块实现语音报警，将给数控操作带来极大的方便，提高机床的使用效率。
　　关键词：FANUC OI系统铣床；PMC报警；语音报警
　　
　　数控机床的推广和应用，促进了我国机械制造业的发展，但由于数控的维修涉及机械、电气、液压、气动、计算机、伺服系统等多个领域的相关知识和技能，因此能够进行维修的人才少之又少，从事数控加工的操作工知识层次普遍较低，特别是FANUC-0ID以前版本，数控报警往往是英文文本形式，具体报警解决方法还要根据报警号查找相关资料才能解决，这给他们带来了较大的困难，如果能够把报警信息用中文语音进行提示，并把可能的解决方案一并提示，必将给数控操作带来极大的方便，提高机床的使用效率。
　　数控机床的故障主要是电气故障，尤以外围电路的报警居多，数控机床PMC是一种以开关量逻辑处理为主要功能的计算机控制装置，在FANUC系统中被称为“可编程机床控制器”，该数控铣床采用集成式PMC结构，，它作为CNC的功能补充，用来进行轴控制信号与辅助机能的处理，如坐标轴的启动、停止、速度调节、刀具自动交换、工作台自动交换，冷却系统的开关，主轴的气动正反转/停止,夹具的松/夹等。
　　根据可编程控制器的梯形图来分析和诊断故障是解决数控机床外部故障的基本方法，出现比较复杂的故障时，应该通过分析产生故障的梯形图来查找产生故障的各种原因，然后排除故障。
　　如果采用这种方法诊断机床故障，首先应该了解机床部件的电气原理、动作顺序和连锁关系，然后利用数控系统的自诊断功能，通过可编程控制器动态跟踪，实时跟踪输入／输出及标识状态的瞬时变化，以确定故障原因。
　　PLC的信号地址表明了信号的位置。这些地址信号包括机床的输入\输出信号和CNC的输入\输出信号、内部继电器等。其信号地址由地址号（字母和其后4位之内的数）和位号（0-7）组成。
　　现代的PLC拥有大量的软件资源，如FX2N系列PLC有几千点辅助继电器、几百点定时器和计数器，有相当大的余量，可以把这些资源利用起来，用于故障检测。
　　1. 超时检测：机械设备在各工步的动作所需的时间一般是不变的，即使变化也不会太大，因此可以以这些时间为参考，在PLC发出输出信号，相应的外部执行机构开始动作时启动一个定时器时，定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长20%左右。假如设执行机构在正常情况下运行50S后，它驱动的不见使限位开关动作，发出动作结束信号。若该执行机构的动作时间超过60S，定时器延时接通的常开触点发出故障信号，该信号停止正常的循环程序，启动报警和故障显示程序，使操作人员和维修人员能迅速判别故障的种类，及时采取排除故障的措施。
　　2. 逻辑错误检测：在系统正常运行时，PLC的输入、输出信号和内部的信号相互之间存在确定的关系，如出现异常的逻辑信号，则说明出现了故障。因此，可以编制一些常见故障的异常逻辑关系，一旦异常逻辑关系为ON状态，就应按故障处理。
　　下面以FANUC-0IC系统数控铣床防护门保护为例来说明PMC报警功能的开发过程。
　　经济型数控铣床一般没有防护门保护装置，这在使用过程中可能带来安全隐患，可以在防护门处加装接近开关，并修改PMC梯形图，实现防护门未关闭保护报警，并进行语音提示。
　　需要的部件如下：WTW-16P语音模块、24V中间继电器等，WTW-16P语音模块具有220段可控地址位，单个地址位最多可加载128段语音，地址位内的语音可以组合播放，支持加载6K-22KHZ采样率音频，可以采用MP3控制模式、按键控制模式等控制方式。采用PWM输出可直接驱动0.5W/8∩扬声器。
　　操作步骤如下：
　　一、制作语音：
　　1.把WTW-16P语音模块放置在WTW下载器”11”上，如图1所示，通过USB接口”10”与计算机连接。
　　2.制作文本，文本内容如下：”防护门打开了，请合上！”，采用文字转语音软件合成声音文件1.WAV。
　　3．把制作好的声音文件采用下载器下载到WTW-16P，打开下载器软件WT588DVOICECHIP V-B：
　　设置按键模式。地址位设定为“o”，如图2所示。在界面左侧点击右键，选择“装载”选项，选择刚才保存的1.WAV。文件即下载至WTW-16P,把文件拖曳至右侧，文件就保存在地址位”0”上，即当接通按键P00时，就将播放1.WAV。
　　二、设计PMC梯形图
　　FANUC OI 系统采用的PMC型号为SA1/SB7，均采用I/O-LINK总线连接方式，各I/O-LINK从站均有确定的I/O点，这些I/O点的相对地址与外部连接引脚的对应关系都是确定的，I/O-LINK从站以用于连接机床开关量I/O信号的I/O连接单元为主。
　　0IC-I/O单元可以连接96/64点开关量I/O与3个手轮，全部I/O均为通用DI/DO信号，它是FS-OIC最为常用的I/O-LINK从站。如图3所示，CB104 、CB107连接操作面板I/O，CB105、 CB106连接机床侧I/O，如表1所示，红色及空白部分地址未使用，我们把X8.5设为防护门保护输入地址。Y2.1设为输出地址，修改设计PMC梯形图如下：
　　带阴影部分为添加或修改部分：
　　设计分析：当防护门打开时，X0008.5 =1 ,输出A008. 0 = 1，Y2.1=1,报警号2000。屏幕显示”Protective Door Opened”。
　　梯形图分析：当有报警A0001. 0-A0001. 2 , A0008. 0时，R0091. 2=1
　　梯形图分析：以上报警出现时(R0091. 1 = 1或R0091.2 = 1 ) ，R0091.0 = 1。
　　循环启动功能实现梯形图：
　　分析：X0012. 5为循环启动点动键，R0000.1MDI、自动、DNC方式等，R0091. 0系统有报警，(G0007. 2为循环启动信号)。
　　当机床当前方式为MDI、自动或DNC方式(R0000. 1 = 1)且系统无报警( R0091. 0 = 0)时，按下循环启动键(X0012.5 ) ,CNC循环启动(G0007. 2 =1)，执行程序。
　　三、电路连接：
　　通过上述分析，当防护门打开时，R0000.1=0，G7.2=0 ，循环启动功能失效。系统报警，同时 WTW-16P语音模块 P00触点接通，地址0储存的语音开始播放。原理框图如图5所示。
　　按原理框图设计电路图，然后进行电路连接，即可实现防护门保护报警。
　　同理，我们参照上述步骤也可以实现其他报警的语音提示，譬如超程报警，润滑油液位低报警等。

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