1 故障現(xiàn)象

         我院機(jī)加實(shí)習(xí)廠型號(hào)為漢川XH －715D 的數(shù)控銑床，采用了自診斷功能較為強(qiáng)大的FANUC 0i MC 系統(tǒng)。學(xué)生進(jìn)行對(duì)刀實(shí)訓(xùn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在手輪方式下，X、Y、Z 各軸無(wú)任何反應(yīng)，但在手動(dòng)方式和自動(dòng)方式下，各軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作正常。

2 原理分析

         數(shù)控機(jī)床PMC( 可編程機(jī)床控制器) 用于控制數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量的輸入/輸出，可靈活實(shí)現(xiàn)機(jī)床各種輔助動(dòng)作的控制。利用PMC 診斷可方便、迅速的定位故障點(diǎn)，是一種高效排除故障的手段。因此我們有必要了解與手輪有關(guān)的控制原理及PMC 地址的含義.

 1) 電子手輪的脈沖發(fā)生器有4 個(gè)端子，其中0V( 地) 和+5V( VCC) 為輸入電壓，HA、HB 為向CNC輸出的相位差為90°的脈沖信號(hào)，當(dāng)A 相脈沖超前B 相脈沖90°時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)A 相脈沖滯后于B 相脈沖90°時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)，如下圖2 所示。脈沖信號(hào)通過(guò)伺服放大器驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)，脈沖個(gè)數(shù)決定了工作臺(tái)移動(dòng)的距離，脈沖頻率決定工作臺(tái)移動(dòng)的速度。

  2) SA2 為軸選擇開(kāi)關(guān)，如圖2 所示，當(dāng)手柄旋到不同位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的PMC 輸入信號(hào)X1． 0、X1． 1、X1． 2、X1． 3 均處于不同的電平狀態(tài)，通過(guò)PMC 順序程序運(yùn)算，最終控制輸入到CNC 的G18． 0 ～ G18． 4 的電平狀態(tài)，而CNC 則根據(jù)G18． 0 ～ G18.4 不同狀態(tài)( 0 和1) 的組合，發(fā)出對(duì)應(yīng)軸的選擇指令。

3 故障排除

結(jié)合手輪的控制原理可知，手輪不能正常操作，可能的原因有:
●CNC 的方式選擇不正確。
●手搖脈沖發(fā)生器接線不正確。
●伺服沒(méi)有激活( 沒(méi)準(zhǔn)備好) 。
●內(nèi)裝I /O 接口或I /O 模塊的I /O Link 沒(méi)有分配或沒(méi)有正確分配。

●由于參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤而使相關(guān)信號(hào)沒(méi)有輸入。結(jié)合以上分析，基于PMC 故障診斷的基本思路:PMC 的I /O 狀態(tài)表( PMCDGN) — PMC 順序程序—機(jī)床外圍接線，我們按步驟相應(yīng)的進(jìn)行故障排除。

 1) 機(jī)床處于“手輪方式”時(shí)，正確的G 地址I /O 狀態(tài)表。將CNC 切換到手輪工作方式，打開(kāi)梯形圖的診斷界面，檢查發(fā)現(xiàn)G43=00000100，說(shuō)明“手輪方式”選擇正確有效。

  2) 對(duì)手輪進(jìn)行“Y 軸選擇”的操作，打開(kāi)相關(guān)診斷界面，發(fā)現(xiàn)G18． 1 = 000000000，無(wú)任何信號(hào)輸入。為進(jìn)一步找到該信號(hào)無(wú)輸入的原因，需打開(kāi)機(jī)床的梯形圖，查找與“Y 軸選擇”相關(guān)的PMC 程序段，如圖3 所示，由程序可知其邏輯關(guān)系，若要使“Y 軸選擇”有效，需令G18． 1 = 1，而G18． 1 =1 的前提是X1． 1 =1，要令X1． 1 =1 必須保證手輪“Y 軸選擇”外圍接線回路正常導(dǎo)通，即I /O 模塊X1. 1 引腳對(duì)地電壓應(yīng)為24V。

  3) 再用手輪進(jìn)行其他軸的“軸選擇”和“倍率選擇”操作，發(fā)現(xiàn)X1． 0 ～ X1． 6 地址也一直為0，無(wú)任何信號(hào)輸入。由此可斷定該故障的產(chǎn)生與軸選擇信號(hào)的公共接線部分有關(guān)，即故障點(diǎn)應(yīng)介于I /O 模塊到手輪的24V 公共輸入端之間，如圖3 橢圓虛線框所示。

  4) 根據(jù)圖3 手搖脈沖發(fā)生器接線原理可知，I /O 模塊通過(guò)一個(gè)15 針的中繼插頭將I /O 模塊與手輪連接，手輪的24V 公共端通過(guò)中繼插頭的14 號(hào)引腳輸入。

  5) 打開(kāi)手輪盒，對(duì)24V 公共輸入線路進(jìn)行檢查。用萬(wàn)用表電壓檔檢測(cè)出手輪的24V 公共端沒(méi)有電壓輸入，進(jìn)一步對(duì)手輪電纜進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)連接中繼插頭母頭一側(cè)的24V 線纜接頭脫落。

  6) 根據(jù)機(jī)床廠家提供的手搖脈沖發(fā)生器接線圖，將脫落的線纜接頭重新焊接到中繼插頭母頭一側(cè)的14 號(hào)引腳處。重新給機(jī)床上電測(cè)試，卻發(fā)現(xiàn)手輪故障依舊。

  7) 再次對(duì)照?qǐng)D紙，反復(fù)檢查發(fā)現(xiàn)手輪盒的整體接線正確可靠，但從I /O 模塊到手輪公共端的24V 卻始終無(wú)輸入，由此推斷線纜存在斷路。

   8) 從中繼插頭上拆下線纜反復(fù)檢查，發(fā)現(xiàn)14 號(hào)引腳的線纜( 24V) 在人為折疊、扭曲、拉伸等惡劣試驗(yàn)狀態(tài)下均能正常導(dǎo)通。

   9) 由于找不到原因，所以嘗試信號(hào)短接法，即跳過(guò)中繼插頭，將I /O 模塊24V 輸出端子直接短接到手輪的24V公共輸入端子上。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，用短接法強(qiáng)行給手輪提供24V 電壓后，手輪的軸選擇、倍率選擇等均能正常工作。

  10) 為了進(jìn)一步查明故障原因，又對(duì)I /O 模塊、中繼插頭、手輪回路進(jìn)行細(xì)致的檢查與測(cè)試，發(fā)現(xiàn)中繼插頭母頭一側(cè)的第15 號(hào)引腳，有被焊接過(guò)的痕跡，且該引腳對(duì)應(yīng)公頭一側(cè)的15 號(hào)引腳電壓也恰好為24V，而14 號(hào)引腳卻一直為0V。由此懷疑機(jī)床廠家圖紙標(biāo)注有誤，有可能15 號(hào)引腳才是實(shí)際機(jī)床接線中的24V 輸入所對(duì)應(yīng)的焊接引腳。

  11) 將24V 線纜接頭從14 號(hào)引腳移到15 號(hào)引腳，機(jī)床重新上電，手輪進(jìn)行正常操作。至此，故障解除，機(jī)床恢復(fù)正常生產(chǎn)。為便于后期的維護(hù)維修，在廠家交付的手搖脈沖發(fā)生器接線圖上，作了相應(yīng)的更改記錄。