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基于双安全检测的FANUC数控系统诊断方法*

时间:2024-02-03 11:45:02 来源:网友投稿

廖丽娟 夏永红 刘宝丰

(内蒙古北方重工业集团有限公司 防务事业部,内蒙古 包头 014030)

随着企业的发展,机械制造企业数控机床和智能生产线越来越多,主流的数控机床和智能生产线采用的系统大部分为日本FANUC、德国西门子、德国海德汉、日本马扎克等,应用较为广泛的还是日本FANUC系统。

数控机床及智能生产线是典型的机电一体化设备,涉及的学科领域甚多,对设备制造、使用、装配调试、维护维修人员的综合水平提出了较高要求,尤其需要装配调试、维护维修人员具备丰富的学科知识、敏锐的判断能力及综合知识的运用能力,能够在作业现场快速解决装配调试、维护维修等问题。有些故障属于偶发性故障,出现故障后片刻又会消失,偶发频率高,但持续时间短的故障是调试、维修领域最为头疼的问题。如果在报警出现的时候不能准确快速地判断故障点,片刻后故障就会消失,维修人员便无从下手。所以总结提炼数控机床的特色诊断方法,快速提高调试、维修人员综合技能水平就显得尤为重要。

某公司的一台FANUC数控系统的超高压水切割机,设备采用的是GE FANUC Series 310i-MODEL A5 的数控系统,在切割过程中不定期出现关于双安全检测报警,报警显示:SV1068 DUAL CHECK SAFETY ALARM,机床的所有控制轴均不能运行。设备重新启动或等待片刻报警又会消失,这样不稳定的状态给现场维修人员带来极大困惑和麻烦。

上述故障源头难以辨别,需要通过PMC程序诊断故障,通过查看这台设备的电气控制原理图可以分析出,设备的PMC属于双安全检测PMC,在设备处于运行过程中,双安全检测系统就启动双安全检测功能。

在双安全检测时,就会使用到双安全检测通道(I/O link#3),所以电气控制柜里可以看到一块I/O link分配器,如图1所示,即由系统的JD51A输出接到I/O link分配器的JD51B,第一通道(I/O link#1)接I/O link分配器的JD44A-1,双安全检测通道(I/O link#3)接I/O link分配器的JD1A,两个通道分别独立接在PMC1和DCS-PMC两块I/O模块上,I/O模块信息为:A02B-0236-C211(基本模块),A02B-0236-C212(扩展模块)。

图1 I/O link分配器

双安全检测PMC,即PMC1与DCS-PMC为相互独立又彼此联系的控制单元,他们的输入输出及中间继电器均独立使用,互不影响;
两个独立的PMC操作页面;
同时在PMC扫描上有着先后扫描关系。电气控制电路里的每一个元器件都会使用两对相同的触点,将触点分别接入PMC1和DCS-PMC两个I/O模块上,并分别通过I/O link#1和I/O Link#3两个通道经过通道分配器反馈给系统。

注意:双安全检测功能除了硬件的连接外,还需要参数的设置,其中打开双安全检测功能为:参数1902#6=1;
禁用双安全检测功能为:参数1902#6=0。

了解了双安全检测的硬件连接及运行原理后,就可以通过FANUC系统双安全检测诊断页面,诊断检测PMC1和DCS-PMC交互信号的状态,如图2所示,可以检测出X008#4的PMC信号为1,而DCS-PMC信号为0,这就是导致出现双安全检测报警的直接原因。

图2 PMC1和DCS-PMC信号状态图

对照电气控制原理图3,机床共使用两个*ESP开关,且每个*ESP开关使用两对触点,两个*ESP开关分别安装在操作面板和外部护栏上,用万用表分别检测两个*ESP开关的两对触点,测量出外部护栏上的*ESP开关其中一对触点接触不良,更换*ESP开关,故障消除。

图3 电气控制原理图

急停信号有X硬件信号和G软件信号两种,急停功能主要信号有X8.4、G8.4、G70.7、G71.1。急停硬件信号地址X8.4,如图4急停信号控制图所示,CNC直接读取由机床发出的信号X8.4 和由PMC向CNC发出的输出信号,几个信号任意一个为0,系统就立即进入急停状态,急停另一只回路与伺服放大器连接,急停断开时,伺服放大器MCC断开,同时伺服电动机制动,移动中的轴停止。

图4 急停信号控制图

在机床的PMC程序中,第一级程序里要编写急停程序,为在出现不确定因素的时候拍下急停,立即切断控制电源,设备能够立即停止。如图5所示,当急停断开时,PMC给CNC 的急停信号G8.4断开,机床就绪信号G70.7断开,第一串行主轴急停信号G71.1断开。

图5 急停PMC控制程序

由于*ESP开关接了两对触点,只是其中的一对触点接触不良,按压*ESP开关系统也会出现“急停报警”的显示画面,这样就会误导维修人员,*ESP开关没有故障,整个诊断思路就会陷入混乱状态。所以就要分析理解机床的双安全检测功能,并会应用双安全检测诊断画面,通过诊断画面检测信号状态,最终定位故障点。

通过对FANUC系统双安全检测功能的原理描述、一个简单的故障案例分析、扩展知识的讲解,让维修人员从基础知识到特殊的诊断方法进行一个系统的学习,让更多从事数控机床和智能生产线调试、维修的工友们可以很容易地理解急停功能及双安全检测功能,并在日常的调试、维修工作中运用起来,大幅度提升工作效率和准确率。

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