尹智龍

（九江職業(yè)大學，江西九江 332000）

基于PMC的數(shù)控銑床硬件超程改造方法研究

尹智龍

（九江職業(yè)大學，江西九江 332000）

介紹了基于可編程控制（PMC）的數(shù)控銑床的超程解決方法，給出了針對FANUC 0iMate－MD系統(tǒng)的數(shù)控銑床硬件超程的梯形圖。通過實際中出現(xiàn)的超程報警示例，展現(xiàn)了應用可編程方法進行故障診斷的優(yōu)勢。

PMC；數(shù)控銑床；FANUC；硬件超程

0 引言

數(shù)控銑床在運行過程中有各類故障，其中超程故障報警是非常常見的一種?，F(xiàn)在的數(shù)控銑床超程保護，有硬件超程和軟件超程兩種方式。硬件超程指的是機床在運行過程中碰到坐標軸兩邊的行程開關而出現(xiàn)的超程報警；軟件超程指的是機床在運行過程中達到或超出系統(tǒng)設定的行程范圍而出現(xiàn)的超程報警。一般數(shù)控銑床設置的軟件行程極限值比硬件行程要小幾毫米，從而起到防止數(shù)控銑床與行程開關的機械碰撞和雙重極限保護作用。數(shù)控銑床的硬件超程大多已經(jīng)用可編程控制器控制代替純硬件的電氣控制，不僅簡化電路，更起到便于故障診斷的作用。文章針對硬件超程PMC設計進行介紹。

1 硬件超程的診斷與解除方法

大多數(shù)控銑床有兩種硬件超程保護方式：一種是專門的硬件超程信號地址發(fā)出超程報警信號，起到超程保護作用；另一種是利用PMC編程，起到超程保護作用。

1.1 系統(tǒng)專門的超程信號地址

500#和501#為數(shù)控銑床的專門超程信號地址。當X/Y/Z軸發(fā)生正超程時，提示500#報警，當X/Y/Z軸發(fā)生負超程時，提示501#報警。

解決方法如下圖1所示：

圖1 解決專門超程信號的方法

當然，如果出現(xiàn)系統(tǒng)死機機床不動的情況，這種方法無法解除超程報警。此時需要將參數(shù)3004#5設定為“0”，再將系統(tǒng)斷電用上電重啟，進入手動模式可反向移動機床，再將3004#5恢復為高電平“1”，超程報警解除。

1.2 硬件超程可編程控制

圖2 XK7146數(shù)控銑床硬件限位正方向PMC梯形圖

圖2和圖3所示為FANUC系統(tǒng)的XK 7146數(shù)控銑床中硬件正方向超程和負方向超程的PMC梯形圖。

圖3 XK7146數(shù)控銑床硬件限位負方向PMC梯形圖

其中F0003為運行方式確認信號，XK7146數(shù)控銑床有7種工作方式，分別對應地址F0003.0-F0003.6，對應關系如表1所示。

表1 機床運行方式確認信號

F0003.2為手動連續(xù)進給工作方式，當機床工作方式為 JOG模式時，F(xiàn)0003.2（MJ）為 1，其常開觸點閉合。正常運行時不是JOG模式，F(xiàn)0003.2為0，斷開狀態(tài)。

圖中，X0003.0、X0003.2、X0003.4 分別表示 X、Y、Z 軸 正 方 向 的 限 位 信 號 ，X0003.1，X0003.3，X0003.5分別表示X、Y、Z軸負方向的限位信號。大多機床將限位開關的常閉觸點與PMC的輸入端相接。當沒有到達限位時常閉觸點導通，PMC對應的各軸限位信號的常開觸點讀取高電平信號，X0003.0、X0003.2、X0003.4或X0003.1，X0003.3，X0003.5 接通，使得 G114.0、G114.1、G114.2，G116.0、G116.1、G116.2為“1”，表示沒有出現(xiàn)超程報警。G114.3和G116.3也是超程報警信號，因XK7146數(shù)控銑床只有三個坐標軸，故為了不影響報警顯示，將G114.3和G116.3常置為“1”，R9091 為常“1”信號。

圖2中，當銑床運行過程中出現(xiàn)X軸正超程時，壓下行程開關，X0003.0常開觸點斷開，G114.0為0，顯示X軸正向超程報警。X0001.3表示－X按鍵，與F0003.2常開觸點串聯(lián)，當系統(tǒng)調(diào)至JOG模式時，按下－X按鍵，機床反向移動，G114.0為高電平，此時X0003.0常開觸點恢復高電平，松開－X按鍵后，G114.0常為“1”，再按下RESET復位按鍵，報警解除。X0007.6和X0007.5分別表示－Y按鍵和－Z按鍵，同理當出現(xiàn)Y軸或Z軸正超程報警時，分析方法類似。

圖3中，當銑床運行過程中出現(xiàn)X軸負超程時，壓下行程開關，X0003.1常開觸點斷開，G116.0為0，顯示X軸反向超程報警。X0007.4表示+X按鍵，與F0003.2常開觸點串聯(lián)，當系統(tǒng)調(diào)至JOG模式時，按下+X按鍵，機床反向移動，G116.0為高電平，此時X0003.1常開觸點恢復高電平，松開+X按鍵，G116.0常為“1”，再按下RESET復位按鍵后，報警解除。X0007.3和X0010.2分別表示+Y按鍵和+Z按鍵，同理當出現(xiàn)Y軸或Z軸負超程報警時，分析方法類似。

2 一例假超程報警診斷

某車間數(shù)控銑床出現(xiàn)X軸正向超程報警。解決此類故障的過程如圖4所示。

圖4 故障判定過程示意圖

故障現(xiàn)象：出現(xiàn)X軸正向超程報警。

電路分析：在進行故障診斷前應查閱與X軸正向超程報警相關的電氣原理圖，如圖5所示。

圖5 與X軸超程相關的系統(tǒng)框圖

＋X軸行程開關的常閉觸點作為輸入信號接入PMC的輸入端口，PMC內(nèi)部程序如圖2中第一個網(wǎng)絡，R049繼電器為＋X軸對應的PMC輸出端口繼電器。此時故障狀態(tài)為PMC輸出端口指示燈不亮（R049繼電器斷開，呈低電平狀態(tài)）。

故障分析：分析電路可知，故障點可能為：板上＋24V直流供電電源、＋X限位開關、PMC的＋X限位開關輸入端口、PMC輸出端口的R049繼電器及其連接電纜。

判定方法：打開PMC程序，查詢G114.0狀態(tài)，如狀態(tài)為“0”則故障出在PMC的輸入電路，狀態(tài)為“1”則故障為PMC的輸出電路。查詢得出G114.0為高電平，則排除PMC輸入電路的故障，故障點可能為PMC輸出端口即R049繼電器。

確定故障點：用萬用表測得發(fā)現(xiàn)繼電器勵磁線圈斷路。

解除報警：對應輸出信號指示接PMC的另一輸出端，更改對應的地址，解除“假超程”故障。

3 結(jié)語

本文重點分析基于可編程控制的FANUC 0i Mate－MD數(shù)控系統(tǒng)的XK7146數(shù)控銑床硬件超程設計，并結(jié)合實際故障分析突出PMC控制的優(yōu)點。通過對XK7146數(shù)控銑床PMC梯形圖硬件超程分析，闡明了解除超程報警的方法。

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Design and Application of CNC Milling Machine Hardware Over-range Solution Based on Programmable Control

YIN Zhi-long
（Jiujiang Vocational University，Jiujiang 332000，China）

This paper introduces the super-range solution of CNC milling machine based on programmable control(PMC),and gives the trapezoidal diagram of hardware of CNC milling machine for FANUC 0i Mate-MD system.In this paper,the advantage of the application programmable method for fault diagnosis is presented.

PMC；CNC milling machine；FANUC；hardware overdrive

TG653

A

1674-3229（2017）04-0040-03

2017-06-17

尹智龍（1982-），男，碩士研究生，九江職業(yè)大學講師，研究方向：機械設計及理論。