数控机床PMC故障诊断与实例分析

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数控机床除了对各坐标轴的位置进行连续控制外，还要对主轴单元实现控制，实现正转和反转、换刀及机械手控制、工作台交换、切削液开关和润滑系统顺序控制。这些都是靠可编程机床控制器（PMC）来实现的。PMC是通过对程序的周期扫描，来进行数控机床外围辅助电气部分的逻辑顺序控制。PMC是连接机床与数控系统的桥梁，其中包括大量的输入和输出信号。在这些输入输出信号中，任何一个信号不到位，都会使机床出现故障。而机床侧的输入、输出元件，是数控机床上故障率较高的部分，在数控机床故障中，PMC类故障占有较高的比率，因此掌握PMC类故障的诊断方法，显得非常重要。

 

1 常见PMC故障诊断方法

 

1.1 根据系统诊断号或报警号诊断故障

   

PMC 具有丰富的自诊断功能。当PMC自身故障或外围设备故障，都可用PMC上具有诊断指示功能的发光二极管进行诊断。在FANUC 0i系统诊断画面中，可以直接通过诊断参数DGN000至DGN016显示自动运行状态，这些信息指示了系统在执行自动指令时所处的状态。可通过诊断参数DGN020到DGN025进行自动运行停止状态的显示，这些信息指示了系统不执行自动加工程序的原因。通过各诊断数据的状态组合，可以分析、确定系统实际所处的状态。

   

（1）PMC总体检查的基本流程，如图1所示。主要找出故障点的大方向，再逐渐细化以找出具体故障。

   

（2）电源故障检查。电源灯不亮时，需对供电系统进行检查，包括电源电压、熔断丝、接线等检查。

   

（3）运行故障检查。电源正常时，运行指示灯不亮，系统因其他异常而终止正常运行。

（4）输入/输出故障检查。除了检查输入/输出单元的状态外，还要检查与连接配线、接线端子、熔断器等元件的状态。

 

1.2 观察PMC状态

   

通过观察PMC状态，判断开关量是否已输入或已输出，在MDI方式→PMC基本菜单→[PMCDGN]→[STATUS]界面的输入开关量或直接观察梯形图相应的开关量的通断，若逻辑为“1”或通，表示机床侧、CNC侧连接没有问题；若不通，则检查外部电路。数控机床中，输入输出信号的传递，一般都要通过PLC接口来实现。因此，许多故障都会在PLC 的I/O 接口的通道中反映出来。

 

1.3 根据动作顺序诊断故障

   

数控机床上刀具的自动换刀动作，是按照一定的顺序来完成的。因此，可以观察机械装置的运动过程，比较正常和故障时的情况，就可发现疑点，诊断出故障的原因。

 

1.4 动态跟踪梯形图诊断故障

   

数控机床有些报警信息，并没有直接反映出报警的原因，还有些故障不产生报警信息，只是有些动作不执行。采用肉眼观察不出I/O的变化，难以诊断故障原因。可通过跟踪PLC 梯形图的实时运行，来确诊故障。

 

2 PMC 故障的诊断方法的应用

   

FANUC 的PMC 可以直接在系统显示画面里进行监控，从而进行故障的判断。PMC 的故障常常出现在输入输出及标志状态是否正常，执行机构动作是否正常执行。要对其进行有效的诊断，就要借助PMC提供的各项功能，对PMC进行诊断。PMC的诊断分动态和静态两种。在诊断时一定先确定PMC为运行状态。

   

（1）静态的诊断。就是在查看梯形图I/O模块的连接状况，和查看PMC各个信号的ON/OFF状态。

   

（2）动态地进行诊断。LADDER 运行，动作却不能正常地执行，并带有误动作。有些PLC发生故障时，PMC会出现误动作，查看输入输出及标志状态均为正常，此时必须通过PLC 动态跟踪，实时观察I/O及标志位状态的瞬间变化，根据PLC的动作原理做出诊断。

 

3 实例分析

 

3.1 实例1

   

某FANUC 0i系统的数控机床在自动运行状态中，每当执行M8（切削液喷淋）这一辅助功能指令时，加工程序就不再往下执行了。此时，管道是有切削液喷出的，系统无任何报警提示。

 

分析与处理过程：

   

（1）调出诊断功能画面，发现诊断号000为1，即系统正在执行辅助功能，切削液喷淋这一辅助功能未执行完成（在系统中未能确认切削液是否已喷出，而事实上切削液已喷出）。

 

（2）查阅电气图，发现在切削液管道上装有流量开关，用以确认切削液是否已喷出。在执行M8 指令并确认有切削液喷出的同时，在PMC程序的信号状态监控画面中，检查该流量开关的输入点X2.2，而该点的状态为0（有喷淋时应为1），于是故障点可以确定为在有切削液正常喷出的同时，这个流量开关未能正常动作所致。

   

（3）因此重新调整流量开关的灵敏度，对其动作机构喷上润滑剂，防止动作不灵活，保证可靠动作。在做出上述处理后，进行试运行，故障排除。

 

3.2 实例2

  

 XH754 卧式加工中心，FANUC-6M系统，X轴无反应，无报警信息。

   

（1）故障分析。手动、自动方式X 轴均不起作用，且无报警信息，其他显示均正常。当使用MDI方式时，操作面板上的循环启动CYCLE START，START灯亮。查PMC 梯形图和参数，均正常，说明CNC信号已发，X轴启动条件已满足，但伺服不执行。所以可将故障缩小在X轴伺服单元上。

   

（2）故障处理。将伺服单元对调，即X 轴和Y 轴伺服驱动器接口对换，重新开机，试运行Y轴，看Y轴伺服电动机是否动作。若无，说明X轴伺服驱动器有故障。返厂或进一步拆下，查看伺服驱动器内部芯片和引脚，观察芯片和引脚是否蚀断，若发现，用不带电的电烙铁将元件拆卸，更换。

 

4 结束语

   

通过以上实例分析，PMC类故障诊断的关键是：要注意数控机床各部分检测开关的安装位置，要清楚PMC输入信号和输出信号的标志。由于数控机床电气控制系统的外围器件，大多与PMC 相联系，系统提供的PMC诊断功能非常实用。应用好这些方法，将对数控机床的故障诊断与维修，带来了很大的方便。