導語：如何才能寫好一篇fanuc數控系統，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：數控系統；fanuc；編程

現在典型的數控系統都含有CNC控制裝置和I/O邏輯處理裝置。CNC裝置完成插補、控制和監控管理等功能，而I/O邏輯處理主要都是PLC處理。FANUC數控系統也含有CNC控制器和PLC，但FANUC數控系統的PLC在該公司產品系列中把通常稱謂的PLC稱為PMC。其主要原因是通常的PLC主要用于一般的自動化設備，具有像輸入、與、或、輸出、定時器、計數器等功能，但是缺少針對機床的便于機床控制編程的功能指令，像快捷選刀、用于機床的譯碼指令等，一般PLC是沒有的，而FANUC數控系統中PLC，除具有一般PLC邏輯功能外，還專門設計了便于用戶使用針對機床控制的功能指令，故FANUC數控系統把數控系統中PLC稱為PMC(可編程機床控制器)。

1 FANUC 系統簡介

1.1 CNC是數控系統的核心，機床上I/O及設備與CNC數據交換，都要通過PMC處理，才能完成，PMC起著機床與CNC之間橋梁作用。

1.2 機床本體上的信號進入PMC，輸入信號為X地址信號，輸出到機床本體信號為Y信號地址，因內置PMC和外置PMC不同，地址的編排和范圍有所不同。

1.3 根據機床動作要求，編制PMC程序，由PMC處理送給CNC裝置的信號為G信號，CNC處理結果產生的標志位為F信號，直接用于PMC邏輯編程，各具體信號含義可以參考FANUC相關技術資料。機床本體上的一些開關量通過接口電路進人系統，大部分信號進入PMC控制器參與邏輯處理，處理結果送給CNC裝置。

1.4 其中有一部分高速處理信號如“DEC(減速)、ESP(急停)、SKIP(跳躍）”等直接進入CNC裝置，由CNC裝置來處理相關功能。CNC輸出控制信號為地址信號，該信號根據需要參與PMC編程。

因為現在的中高檔數控系統已經把CNC、PMC(PLC)緊密結合在一起，數控系統柔性更強，CNC與PMC之間有G、F信號關聯，而PMC與MT之間通過X、Y地址輸入輸出。外部信號要進入CNC以及CNC信號要輸出控制機床，均需用戶編制PMC程序。

如要正確應用FANUC數控系統，必須要理解控制對象(機床)的動作要求，明確有哪些信號輸入數控系統，數控系統要輸出哪些控制信號，各個信號的作用和電平要求。掌握PMC和CNC裝置之間G和F各個信號時序和邏輯要求，根據機床動作要求，分清哪些需要進入CNC裝置(G信號)，哪些信號(F信號)從CNC裝置輸出，哪些信號需要參與編制邏輯程序。最后在理解機床動作基礎上，應用PMC編程指令，編制程序，對程序進行調試。

2 FANUC PMC編程基本工作原理

2.1 循環執行

FANUC順序程序從梯形圖的開頭執行直到梯形圖結束。在程序執行完后，再次從梯形 圖的開頭執行，這被稱為循環執行。從梯形圖的開頭直至結束的執行時間成為循環處理周期，它取決于控制的規模(程序步數）和第一級程序的大小，處理周期越短，信號的響應延遲越短，信號的響應能力也越強。

2.2 執行的優先順序（第一級、第二級）

順序程序由兩部分組成：第一級程序部分和第二級程序部分，第一級程序每8ms執行一次，如果第一級程序較長，那么總的執行時間（包括第二級程序）就會延長因此編輯第一級程序時，應使其盡可能短。第二級程序每(8×n)ms執行一次，n為第二級程序分割數。程序編制完成后，在向CNC調試RAM中傳送過程中，第二級程序被自動分割。如果使用計算機編程軟件，編程結束后畫面上顯示一個循環所占用的時間。順序程序構成如圖。

第一級程序：僅處理短脈沖信號。這些信號包括急停，各軸超程，返回參考點，減速，外部減速和進給暫停信號等。第二級程序的分割是為了執行第一級程序。

第二級程序的分割：當最后(分割數為n)的第二級程序部分執行完后，程序又從頭開始執行。這樣當分割數為n時，一個循環的執行時間為(8×n)ms。第一級程序每8ms執行一次，第二級程序每(8×n)ms執行一次。

在PMC-PA1軟件版本中，8ms中的1.25ms用于執行第一和第二級程序，剩余時間由CNC使用。

2.3 編程地址分類

地址用來區分信號。不同的地址分別對應機床側的輸入、輸出信號、CNC側的輸入、輸出信號、內部繼電器、計數器、保持型繼電器(PMC參數)和數據表。每個地址由地號和位號(0～7)組成。表明信號名稱和地址關系的信號表在編制順序程序時可在CRT/MDI上或者通過計算機輸入到PMC中。在編制PMC順序程序時，需使用兩類輸入/輸出地址：與PMC相關的輸入/輸出信號地址，經由I／O板的接收電路和驅動電路傳送地址；與PMC相關的輸人/輸出信號,僅在存儲器(例如RAM)中傳送的地址。

地址格式由如下所示用地址號和位號表示，如：X127.6，其中X127為地址號(字母后三位或四位數字)，6為位號(0～7)。在地址號的開頭必須指定一個字母用來表示下中所列的信號的類型。在功能指令中指定字節單位時，位號可以省略，如X127。

PMC與CNC之間的基本的接口地址為：

PMCCNC相關信號，地址為F0～F255，具體信號參考有關技術資料。

CNCPMC相關信號，地址為G0～G255，具體信號參考有關技術資料。

PMC與機床之間的地址（PMCMT)：

2.3.1 當使用FANUC I/O LINK時：

PMCMT 地址范圍為X0～X127。

PMCMT 地址范圍為Y0～Y127。

2.3.2 當使用內裝I／0地址時：

PMCMT地址范圍為X1000～X1019。接口地址在上述范圍內指定，硬件指定后，不能更改。

PMCMT地址范圍為Y1000～Y1014。接口地址在上述范圍內指定，硬件指定后，不能更改。此地址由硬

2.3.3 接口地址固定的信號

在FANUC數控系統PMC與機床之間信號有些地址是固定的，如“DEC(減速)、ESP(急停)、SKIP(跳躍）”等，必須確認從機床側輸入的信號連接在指定的地址上，因為CNC在運行時會直接引用這些地址信號。具體信號參考有關技術資料。

2.3.4 如果同時使用I/O LINK和內裝I/O卡，若I/O LINK和內裝I/O指定相同地址，以I/O卡指定的地址有效。

總之，FANUC系統編程，既有與其它CNC系統相同的共性，又有自己獨有的特點。編程時，必須認證閱讀編程手冊，嚴格優化嵌入程序，減少系統占用時間，進而減小系統延遲，提高CNC系統的響應速度。

課題編號：

黑教育廳高職高專科研12515171

作者簡歷：

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一、概述

數控加工技術已成為現代制造技術的核心，采用數控機床加工零件時，往往會遇到被加工的零件中有多個相同內容。零件在數控機床上進行加工時，對零件上的相同內容進行加工的刀具路徑是一樣的，因此相同部分的程序代碼也是一樣的。如被加工的零件中多個相同減輕重量的圓、多個相同的通風口等。對于數控編程者來說，遇到這種情況確定的加工方案與編程的方法很多。問題是要實現編制的程序精簡，也要便于管理，對于編程者來說采用固定循環就顯得尤為重要。

二、相同內容的編程方法

下面以一個實例，詳解相同內容的編程方法。需要說明的是：以下編程方法暫且不考慮刀具補償、設備轉速與進給。

1.主-子編程法

主-子編程法是將相同被加工內容編制成一個獨立的加工程序并將其作為子程序，在主程序中來反復調用。圖1所示的某產品機箱側板零件有54個相同的矩形，將54個相同的矩形加工路線編制成一個子程序，然后在主程序中增加子程序調用指令M98來反復調用子程序，程序如圖2所示。

主-子編程法將被加工零件分解開，化整為單，簡化編程。但在FANUC Oi數控系統中子程序和主程序是相互獨立的，子程序和主程序一樣，必須有自己獨立的程序名，都是以大寫字母“O”開頭的（如主程名是O0188，子程序名是O0189），主程序和子程序也是單獨的存儲在系統中，和主程序一樣占用系統的程序容量和存儲空間。對于操作者和程序管理來說只看程序名，在系統程序目錄中往往難以區分程序的主、子關系。FANUC Oi數控系統在對程序編輯、驗證時，主程序和子程序又不能同時在系統工作界面上進行控制操作控制，要不斷地反復切換。在對程序管理和程序校驗時給操作者帶來了一定的麻煩。

FANUC Oi數控系統的程序名編號資源也是及其有限制的（通常是0000～9999），在實際應用中極易被用完，一旦用完，就需要將暫時不用的程序傳輸出來，因此往往需要反復輸出或輸入程序。在程序輸出或輸入過程中，也要將主程序和子程序分別進行輸出或輸入，這在程序管理上就給操作者和管理者帶來了不便。

2.順序編程法

順序編程法是按加工順序進行逐項編程。如圖1所示從左向右按順序進行加工54個矩形，程序如圖3所示。

順序編程法編制的特點是程序繁長，54個矩形要重復53次相同的程序段（N035～N085與N095～N145代碼相同），程序量很大，檢驗重復性工作太多，而且程序占用容量和存儲空間也相應的比較大。

3.固定循環編程法

固定循環是將被加工相同的內容的程序代碼在一個程序中反復循環。應用FANUC Oi數控系統（因FANUC Oi數控系統沒有某一段程序的反復循環指令）中的公共變量、邏輯比較運算及IF條件轉移語句來實現某一段程序的固定循環，程序如圖4所示。

采用固定循環法，同樣也是將被加工零件化繁為簡，將主-子編程法中的子程序（即第1個矩形的程序代碼序）放入主程序中反復循環執行，程序就得到了很大程度的優化，解決了程序編號資源。同時，也將順序編程法中的54個相同程序段合為一個，程序顯得更為精簡，從而使整個程序不顯得繁長。

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【關鍵詞】倒圓角 分層加工 刀具半徑補償 G10

倒圓角就是把工件的棱角切削成圓弧面的加工，在數銑加工應用的非常頻繁。圓角曲面可以看成是由無數等高線組成的，所以我們可以采用分層加工的方式倒圓角，每一層都沿著等高線走刀，一層一層的加工出圓角曲面。

方法一、計算每層的等高線軌跡

圓孔倒角等高線都是圓，高度增加圓的半徑也在變大。編程時只要計算出每個高度圓的半徑，然后使用圓弧指令G02或G03和宏程序編寫加工程序。

程序的編寫

O1000 程序名

N10 M6 T1 換上一號刀，Ф10mm立銑刀

N20 G54 G90 G40 設置加工初始狀態

N30 G00 X0 Y0 刀具快速移動到X0 Y0處

N40 M03 S1000 主軸正轉，轉速1000r/min

N50 Z5 刀具快速下降到Z5處

N60 #1=0 定義變量的初值（θ的初始值）

N70 WHILE[#1LE90]DO1 循環語句，當#1≤90°時在N80～N120之間循環，加工圓角曲面

N80 G01 Z[10*SIN[#1]-10] F100 指定每一層的加工高度和進給速度

N90 G41 X[35-10*COS[#1]] D1 移動到每層銑削時的初始位置同時引入左刀補

N100 G3 I[10*COS[#1]-35] 逆時針加工整圓，分層等高加工圓角

N110 G40 G1 X0 移動到X0 YO處同時取消刀補

N120 #1=#1+5 角度值每次增加5°（增量值取得越小，圓角的加工精度越高）

N130 END1 循環語句結束

N140 G0 Z100 快速抬刀到Z100處

N150 M30 程序結束

方法二、用刀具補償值指令G10編程

只減小程序中的半徑r，而不改變刀具實際半徑R，加工輪廓就會向外偏移，偏移量就等于實際半徑R-程序半徑r。如果使R-r等于每層等高線相對于底層圓弧輪廓的水平偏移量，偏移后的輪廓就能和每一層的等高線軌跡重合。只要把r設成變量#101，并通過刀具補償值指令G10輸入到程序中就可以實現刀具自動偏移按等高線輪廓加工圓角。

程序的編寫

要想在程序中改變刀具半徑，就需要用到輸入刀具補償值的指令――G10，編程格式：G10 L12 P0 R#101（P：刀具補償號R：刀具補償量）

O1002 程序名

N10 M6 T1 換上一號刀，Ф10mm立銑刀

N20 G54 G90 G40 設置加工初始狀態

N30 G00 X0 Y0 刀具快速移動到X0 Y0處

N40 M03 S1000 主軸正轉，轉速1000r/min

N50 Z5 刀具快速下降到Z5處

N60 #1=0 定義變量的初值（θ的初始值）

N70 #101=5 定義變量的初值（刀具半徑R的初始值）

N80 WHILE[#1LE90]DO1 循環語句，當#1≤90°時在N90～N150之間循環，加工圓角曲面

N90 G10 L12 P1 R#101 指定一號刀具的半徑補償值

N100 G01 Z[10*SIN[#1]-10] F100 指定每一層的加工高度和進給速度

N110 G41 X25 D1 移動到每層銑削時的初始位置同時引入左刀補

N120 G03 I-25 逆時針加工整圓，分層等高加工圓角

N130 G40 G1 X0 移動到X0 YO處同時取消刀補

N140 #1=#1+5 角度值每次增加5°（增量值取得越小，圓角曲面的加工精度越高）

N150 #101=10*COS[#1]-5 計算一號刀具的半徑補償值

N160 END1 循環語句結束

N170 G0 Z100 快速抬刀到Z100處

N180 M30 程序結束

上面講了兩種倒圓角的編程方法：

第一種方法思路簡單但，只適用于在輪廓比較規則的型腔上加工圓角，像圓孔、方形型腔等，如果型腔的輪廓比較復雜或者不規則就難以實現了；

第二種方法用在程序中改變刀具半徑的方法編程，因為這種方法只按型腔的輪廓編程，因此可以簡化編程，而且能夠實現在任何形狀的型腔上加工倒角。實際上任何由等高線組成的曲面都可以用這種方法來加工。

這兩種方法并不只局限于FANUC系統，它們的編程思路同樣可以用到其他系統當中。

【參考文獻】

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關鍵詞：數控車床 報警故障 故障診斷

一、FANUC 0i系列數控系統的功能特點與系統配置

本文研究載體為數控車床，配備FANUC Series 0i Mate TC數控系統，該系統均屬于FANUC數控系統0i Mate系列。這是一款在21i一體型基礎上開發的，具有高性價比且超薄的一體型CNC系統。主運動驅動系統采用變頻器驅動調速控制，最多可以控制1個主軸電機，進給伺服驅動可連接βi S伺服電機。伺服接口采用FANUC 串行伺服總線FSSB控制技術，機床操作面板為系統標準配置。該系列用于車床的FANUC Series 0i Mate TC為2軸2聯動；用于銑床、加工中心的FANUC Series 0i Mate MC為3軸3聯動。

二、FANUC Series 0i Mate TC數控系統控制主板特點

1、從CP1輸入24V直流電源

2、通過JD36A/JD36B可與外部PC機連接并通訊，通過RS232串行通訊協議完成編輯、傳輸等操作

3、JA40為模擬主軸驅動器（一般為變頻器）連接接口，JA7A為主軸獨立檢測裝置編碼器的反饋信號接口。

4、采用光纜FSSB總線技術通過COP10A接口與進給伺服放大器連接，完成對進給坐標軸的控制。

5、JD1A作為與I/O模塊通訊的接口。

6、JA3連接手搖脈沖發生器。

三、配置FANUC 0i系列數控系統的數控車床常見報警類故障診斷分析

機床故障產生以后，會以無顯示報警和有顯示報警兩種形式給用戶。比如：由于機械傳動部件的磨損引起的加工精度故障，故障現象是加工零件的精度超差，但是機床無任何顯示報警形式產生。再比如：CK6132A型FANUC系統數控車床，Z軸靠近卡盤方向移動時產生超程報警“OVER TRAVEL。-X”。此時Z軸不動作，但同時系統在顯示屏上顯示系統報警號給用戶。具體案例分析如下：

1、由于機床自身故障導致的數控車床常見系統報警號故障診斷分析

案例一：故障現象：配置FAUNC系統數控車床，按下系統開機啟動按鈕，系統進入正常界面，但是顯示屏顯示報警代碼：“BAT”。

故障原因分析：根據理論分析，該故障是系統后備存儲器電池電壓過低導致。拆開數控柜發現系統3V鋰電池不存在。

故障診斷方法：根據說明書正確重新安裝電池，寫入SRAM存儲參數，故障解決。

案例二：故障現象：配置FAUNC系統數控車床，開機報警：“401# Z軸 VRDY OFF”

故障分析與診斷：查閱系統維修說明書，報警內容為z軸的伺服放大器準備未緒。調查發現該機床出現此報警號一般與設計及控制原理無關，而極有可能是部件之間連接不良導致。仔細檢查電路的連接狀況，發現系統與放大器之間的連接松動，重新緊固連接后該類報警解除。

案例三：故障現象：配置FAUNC系統數控車床，系統報警：“ 430# Z AXIS：SV。MOTOROVERHEAT。”

故障分析與診斷：查閱系統維修說明書，報警內容為伺服電機過熱。有可能是機械傳動故障；切削條件引起的故障；電動機本身故障。經排查，確定是電動機與絲杠連接故障松動引起的機械傳動故障，從而導致電動機過載。重新調整連接后故障解除。

案例四：故障現象：配置FAUNC系統數控車床，報警顯示“油不足”，機床無進給。

故障分析與診斷：油箱儲油低于郵箱標示的最低界限；油路堵塞；泵故障。檢查油箱油面及壓力表，依次排除解決故障。

案例五：故障現象：配置FAUNC系統數控車床，報警顯示“冷卻液不足”，切削過程中沒有切削液噴出。

故障分析與診斷：冷卻液不足；冷卻泵未工作；管道堵塞；冷卻泵故障。依次檢修確定是管道堵塞引起此報警，拆開冷卻泵位置，清洗堵塞處即可。

案例六：故障現象：配置FAUNC系統數控車床，系統開機進入正常操作界面，顯示“701”報警。

故障分析與診斷：查說明書，根據數控系統的相關知識，確定是系統散熱風扇故障。

2、學生因為誤操作而引起的部分系統常見報警故障

案例一：故障現象：配置FAUNC系統數控車床，“1008 ”外部報警

故障分析與診斷：系統急停按鈕未松開。旋開急停按鈕，按下復位鍵故障解決

案例二：故障現象：配置FAUNC系統數控車床，“071”數據未找到。

故障分析與診斷：程序輸入過程中，誤按下幫助鍵。按下復位鍵問題解決。

案例三：故障現象：配置FAUNC系統數控車床，“091”返回參考點未完成

故障分析與診斷：執行回參考點的過程中，未到達參考點人為中斷。重新執行返回參考點操作，故障解決

案例四：故障現象：配置FAUNC系統數控車床，報警“011 無進給速度指令”

故障分析與診斷：在程序中插補指令運用時沒有給F值；進給倍率選擇0%。檢查發現是程序錯誤，修改程序，重新運行即可。

案例五：故障現象：配置FAUNC系統數控車床，進行Z軸對刀，在刀補里輸入z0測量時，報警“REF字數位太多”。

故障分析與診斷：對刀時，在刀補里輸入測量值產生該報警。在刀補對應處輸入0，執行機床回參考點即可。

以上論述到的數控車床報警故障均來自生產實際。報警故障作為數控機床故障的一種常見表現形式，為維修人員提供了必要的理論依據。合理參照維修說明書，正確分析故障機理，是快速、準確的進行故障診斷的保障。

參考文獻

[1] 劉加勇.數控機床故障診斷與維修.中國勞動社會保障出版社.2011（3）

[2] BEIJING FANUC 0i CB/0i Mate C維修說明書

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    論文摘要:數控機床FANUC系統是目前應用最廣泛的系統之一,雖然FANUC系統具有很好的可靠性和先進性,但是對于比較復雜的數控系統總會遇到這樣或那樣的問題出現,而這些問題又都通過數控系統界面顯現出來,怎樣靈活、快速、高效、準確的解決這些問題,成為每個維修人員必須面對的現實。主要就日常機床工作中遇到的一些輸入電源故障問題進行了探討和分析。  

    1. 前言 

    FANUC數控系統輸入電源故障是數控機床常見的故障之一,根據曾多次參與多種FANUC數控系統的機床維修,就自己淺薄的經驗來看,提高維修人員的綜合判斷能力,將數控機床電氣、機械各部分有機的綜合起來整體考慮,是準確判斷數控系統電源問題的一個較好方法,有利于快速解決維修過程中的難題。以下是電源常見故障分析。 

    2. 接通總電源開關后,電源指示燈不亮 

    外部電源開關未接通;電源進線熔斷器熔芯斷或機床總熔斷器熔芯斷;機床電源進線斷;機床總電源開關壞;控制變壓器輸入端熔斷器熔芯斷(或斷路器跳);指示燈控制電路中熔斷器熔芯斷或斷線;電源指示燈燈泡壞。 

    機床設計時選擇的空氣開關容量過小,或空氣,開關的電流選擇撥碼開關選擇了一個較小的電流;機床上使用了較大功率的變頻器或伺服驅動。 

    3. FANUC輸入電源故障 

    FANUC的數控系統,一般采用FANUC公司生產的“輸入單元”模塊,通過相應的外部控制信號,進行數控系統伺服驅動的電源的通、斷控制。電源接通條件 

    (1)電柜門互鎖觸電閉合。 

    (2)外部電源切換觸電閉合。 

    (3)MDI/CRT單元的電源切斷OFF按鈕觸電閉合。 

    (4)系統電源模塊無報警,報警觸點斷開。 

    不符合以上條件之任何一條,則會出現電源斷電故障:維修要點:FANUC6/11等系統的電源輸入單元的元器件,除熔斷器外,其他元器件損壞的幾率非常小,維修時切勿輕易更換元器件。在某些機床上,由于機床互鎖的需要,使用了外部電源切斷信號,這時應根據機床電氣原理圖,綜合分析故障原因,排除外部電源切斷的因素,才能啟動。 

    4. CNC電源單元不能通電 

    4.1 當電源單元不能接通時,如果電源指示燈(綠色)不亮 

    (1)電源單元的保險熔斷輸入高電壓,元器件損壞,造成短路或過流。 

    (2)輸入電壓低,檢查輸入電壓,電壓的允許值為AC200V±10%,50HZ±1HZ。 

    (3)電源單元不良,元器件損壞。 

    4.2 電源指示等亮,報警燈也消失,但電源不能接通 

    電源接通條件 

    (1)電源ON按鈕閉合。 

    (2)電源OFF按鈕閉合。 

    (3)外部報警接點打開。 

    4.3 電源單元報警燈亮 

    24V輸出電壓的保險絲熔斷:顯示器屏幕使用+24v電壓,+24v與地短路,顯示器/手動數據輸入板不良,或短路。 

    5. CNC電源單元不能通電 

    5.1 當電源單元不能接通時,如果電源指示燈(綠色)不亮 

    (1)電源單元的保險熔斷:輸入高電壓,元器件損壞,造成短路或過流。 

    (2)輸入電壓低:檢查輸入電壓,電壓的允許值為AC200V±10%,50HZ±1HZ。 

    (3)電源單元不良,元器件損壞。 

    5.2 電源指示等亮。報警燈也消失,但電源不能接通電源接通條件 

    (1)電源ON按鈕閉合。 

    (2)電源OFF按鈕閉合。 

    (3)外部報警接點打開。 

    5.3 電源單元報警燈亮 

    (1)24V輸出電壓的保險絲熔斷顯示器屏幕使用+24v電壓,+24v與地短路。顯示器/手動數據輸入板不良或短路。 

    (2)電源單元不良,檢查步驟: 

    a.把電源單元的所有輸出插頭拔掉,只留下電源輸入線和開關控制線。 

    b.把機床所有電源關掉,把電源控制部分整體拔掉。 

    c.再開電源,此時如果電源報警燈熄滅,那么可以認為電源單元正常,而如果電源報警燈仍然亮,那么電源單元壞。注意事項:16/18系統電源拔下的時間不要超過半小時,因為SRAM的后備電源在電源單元上。 

    (3)24V的保險熔斷 a.+24V是提供外部輸入/輸出信號用的,參照下圖檢查外部輸入,輸出回路是否短路。 

    b.外部輸入/輸出開關引起+24V短路或補充I/O板不良。 

    (4)5V電源負荷短路,檢查方法: 

    a.把+5V電源所帶負荷一個一個地拔掉,每拔一次,必須關電源再開電源。 

    b.在拔掉任何一個+5V電源負荷后,電源報警燈熄滅,那么可以證明該負荷及其連接電纜出現故障,注意事項:當拔掉電機編碼器的插頭時,如果是絕對位置編碼器,還需要重新回零,機床才能恢復正常。 

    (5)系統的印刷電流板上有短路。檢查:用完用表測量+5V,+15V,+24D與OV之間的電阻必須在電源關的狀態下測量。 

    a.把系統各印刷板一個一個的往下拔,再開電源,確認報警燈是否再亮。 

    b.如果當某一印刷板拔下后,電源報警燈不亮,那就證明該板有問題,需更換該板或維修。 

    c.對于O系統,如果+24D與OV短路,更換時一定要把輸入/輸出板與主板同時更換。 

    d.當計算機與CNC系統進行通信作業,如果CNC通信接口燒壞,有時也會使系統電源不能接通。 

    6. 電源開關與機床開關后,電源不能接通 

    (1)電源輸入端熔斷器熔芯熔斷或爆斷(或自動開關跳閘)。 

    (2)機床電源進線斷。 

    (3)機床總電源開關或電源開關壞。 

    (4)電氣控制柜門未關好,開門斷電保護開關動作。 

    (5)電氣控制柜上的開門斷電保護開關損壞或關門后與碰塊接觸不良。 

    7. 控制電源故障 

    控制變壓器無輸入電壓(輸入端保險燒斷或斷路器跳)原因:變壓器內部短路、過載線短路,電流過大無DC電流輸出原因:因直流側短路、過流、過壓、過熱等造成整流模塊或直流電源損壞;整流電路有斷線或接觸不良電源連接線接觸不良或斷線控制變壓器輸入電源電壓過高過低(超過±10%)或電壓浪涌控制變壓器損壞原因:熔斷器,斷路器的電流過大,沒有起到保護作用:電源短路,串接:負荷過大,內部繞組短路,短路等。控制變壓器副邊熔斷器熔斷或爆斷。 

    8. I/0無輸入信號,+24V電源報警 

    +24V電源保險燒壞:I/O輸入短路,檢查輸入+24V電源是否對地短路,排除故障;更換保險。I/O無輸入信號維修:更換輸入/輸出板在機床運行中,控制系統偶爾出現突然掉電現象原因:電源供應系統故障維修:更換系統電源,更換電源輸入單元。系統工作半個月或一個月左右,必須更換電池,不然參數有可能丟失:原因:電池是為了保障系統在不通電的情況下,不會丟失NC數據維修:檢查確認電池連接電纜是否有破損存儲板上的電池保持回路不良,請更換存儲板。電池質量不好,更換質量較好的電池。 

    9. 結語 

    從以上常見FANUC數控電源維修事例中。不難看出,對于較為復雜的數控機床來說,往往對維修人員的綜合分析能力有較高要求,如果我們拘泥一格、就事而論,往往會舍本逐末,找不到問題的根源所在,數控系統的任何報警和故障都有可能是幾個方面因素的相互作用造成的,我們必須善于透過表面現象,抓住問題的本質,快速、高效的解決這些故障,只有這樣才能更好的保障數控機床的正常使用,為生產服務。 

    參考文獻: 

    [1]鄭小年,楊克,中,數控機床故障診斷與維護[M],華中科技大學出版社,2005:76-78. 

篇6

【關鍵詞】CF卡 數控系統 數據備份與加載 要點

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）02C-0189-03

在數控機床的運行使用過程中，數控系統作為機床的中樞控制機構，指揮和控制數控機床實現自動加工。數控系統主要由硬件和軟件兩大部分組成，通常簡稱CNC系統，即由程序、輸入裝置、輸出裝置、CNC裝置（主控制系統）、PLC（可編程控制器）、主軸驅動裝置和進給（伺服）驅動裝置組成。

數控系統的數據備份主要是指對存儲在主控制系統存儲器中的部分控制程序（主要是PMC程序）以及各種用戶文件，包括系統參數、伺服參數、PMC參數、宏程序及宏變量、用戶加工程序、刀補數據、工件坐標數據等進行備份。數控系統的系統文件存儲在FROM只讀存儲器中，包括系統軟件、伺服軟件和PMC程序梯形圖；而用戶文件，包括以上提到的各種用戶數據，則存儲在SRAM靜態隨機存儲器當中。只讀存儲器FROM中的數據在機床斷電后不會丟失，不需要保護，而靜態存儲器SRAM中的數據在機床斷電后需要通過電池保持，當電池電量不足時，數控系統會產生報警提示，此時必須在系統通電狀態下盡快更換電池。出現該報警后，通常至多不可超過二至三周必須更換電池，具體時間的長短因系統配置不同而異。如果電池電壓過低，存儲器將不能備份數據而造成系統數據丟失，系統出現相應報警。在電池電量不足情況下關機可能將導致系統數據全部丟失。除此之外，在遇到突發性的高頻脈沖等因素干擾，或突發性的拉閘斷電等，或是機床長時間停機，沒有定期給機床上電；機床在DNC狀態下加工工件或在數據通訊過程中突然斷電；在斷電情況下拔插電池或存儲器；更換了系統硬件如存儲器模塊等，均有可能導致存貯在SRAM靜態隨機存儲器內的運行數據，各種設定參數數據以及加工程序等丟失，造成數控系統不能正常運行。在上述無論哪種情況下，通過采用系統數據備份進行系統數據的加載回裝以恢復系統的正常運行是最為便捷有效的途徑。

下面以FANUC 0i系列數控系統為例，分析利用存儲卡CF卡進行數控系統的數據備份與加載的幾個要點。

一、利用CF卡進行數控系統的數據備份與加載的前期準備

FANUC 0i系列數控系統的數據備份與加載可以采用整體式數據備份與加載或系統數據的個別備份與加載兩種方式。其中整體式的數據備份通常也稱為在開機引導畫面下的數據備份，即在BOOT畫面下的數據備份，這種備份方式需要在數控系統開機時通過數據備份及加載引導界面進行，開機引導畫面如圖1所示；而系統數據的個別備份指在數控系統常規工作界面通過數據輸入輸出方式進行數據備份。在實際應用過程中，初學者對這兩種數據備份概念極易產生混淆。無論采用哪種方式進行系統數據的備份與加載，均需先做好如下前期準備。

（一）選擇適當的存儲卡CF卡和PCMCIA適配器。無論是整體式數據備份與加載或系統數據的個別備份與加載，首先要選擇適合的CF卡。CF卡類似于我們常用的U盤，是一種固態產品，不需要電池來維持其中存儲的數據，可與數控機床匹配使用的CF卡一般要選用小容量的，如64MB、128MB，一般不要超過1GB為好。使用前，必須先將CF卡插入讀卡器通過USB接口接入電腦，進行CF卡格式化，選用的文件系統格式為.FAT，格式化成功才能用于數控系統的數據存儲。

（二）數據備份前的系統準備。在做數控系統數據備份與加載之前，應首先將系統I/O通道設定為4，即在系統MDI鍵盤上單擊SYSTEM鍵，在系統參數畫面下通過號搜索查找20號參數并將其設置為4，確定選擇使用存儲卡CF卡作為數據輸入/輸出設備。

二、運用CF卡進行數控系統數據備份與加載

（一）開機引導畫面下的數據備份與加載――整體式的數據備份與加載。整體式的數據備份與加載實際上是通過開機引導畫面，對系統需要備份的數據分兩大類進行備份，即分別對存儲在FROM當中的PMC控制程序及存儲在SRAM當中的用戶稻萁行備份。FANUC系統文件除了PMC程序外均不需要備份，但也不能輕易刪除。

1.SRAM數據的備份與加載。系統上電前，先把CF卡以“大邊對寬槽，小邊對窄槽”的對應方式插入PCMCIA適配器，然后將裝好CF卡的適配器單邊朝上插入數控機床上插槽。系統啟動的同時按下顯示器下方系統軟鍵的最右邊兩個鍵，或者同時按下MDI鍵盤上的6鍵和7鍵，直到出現開機引導畫面，如圖1所示。用系統軟鍵up或者down鍵選擇圖1中的第七項“SRAM DATE UTILITY”，按選擇鍵確認后進入SRAM數據備份主菜單，如圖2所示，選擇其中的第一項“SRAM BACKUP（CNCMEMORY CARD）”，選擇并確認，可觀察到信息欄的數據閃爍，即系統將數據存儲到CF卡中，待信息欄出現“BACKUP SRAM DATA OK？HIT YES OR NO”備份完成的提示，選擇確認后即可完成數據備份。

SRAM數據的加載方法與備份類似，通過BOOT畫面進入圖2所示SRAM數據備份主菜單后，選擇其中的第二項“RESTORE SARM（MEMORY CARDCNC），即可將CF卡中存儲的SRAM備份文件加載回裝到數控系統中。

2.系統數據（FROM）的備份與加載-PMC。進入圖1所示開機引導畫面主菜單后，選擇第六項“SYSTEM DATA SAVE”（具體排列可能因版本而不同），繼續選擇該項目下的“PMC1”，即可對PMC程序進行備份操作。選擇第二項“USER DATA LOADING”，可進行加載回裝操作。

（二）通過輸入輸出方式進行數據備份與加載――數據的個別備份與加載。通過輸入輸出方式進行數據備份與加載不需要進入系統開機引導畫面，在數控機床的正常工作界面就可以進行。同樣需要在斷電狀態下將裝入CF卡的PCMCIA適配器的插裝到系統接口上，然后正常啟動數控機床和系統，急停保持，即可進行系統數據的分別備份。

系統數據的個別備份要按照數據的不同類型逐個分別備份，包括PMC程序、系統參數、伺服參數、PMC參數、螺距誤差補償、刀具補償、用戶宏程序、宏變量、用戶加工程序等，操作步驟較數據的整體式備份要煩瑣。其中，PMC程序與PMC參數均在PMC維護畫面下進行，其他各類參數數據在各自的輸入輸出畫面下進行。通過輸入輸出方式進行的數據備份，機床必須保持在急停或編輯（EDIT）狀態下，同時在設定畫面將寫參數項置1，即可以寫參數。大多數參數及PMC程序備份必須將寫參數鎖定打開，否則備份時會出現寫參數報警。

1.PMC程序及PMC參數的備份與加載。在MDI鍵盤上按下SYSTEM功能鍵，按顯示器下方最右邊擴展鍵軟鍵至出現PMC MNT時，按下該軟鍵，接著按下I/O軟鍵，進入PMC維護畫面，逐項選擇其中設置，如圖3所示，其中功能項的“寫”為輸出至CF卡，“讀取”為輸入至系統，在狀態區會有相應提示，亦即選擇“寫”為備份文件，選擇“讀取”為加載回裝文件。PMC程序與PMC參數的備份與加載除了數據類型及文件名不同外，其他操作基本相同，畫面各項設置完成后，單擊I/O軟鍵，再按執行鍵即可完成PMC程序或PMC參數的備份或加載。PMC程序及PMC參數的備份與加載均需在PMC維護畫面下逐個完成。

圖3 PMC維護畫面

2.數控系統參數備份及其他參數的備份與加載。數控系統的參數備份只要在MDI鍵盤上按下SYSTEM鍵，接著選擇參數（SYSTEM）軟鍵操作鍵擴展鍵F輸出全部執行，即可完成，而加載的步驟與備份類似，只是在選擇“F輸出”軟鍵時改為選擇“F輸入”即可。

其他參數的備份與加載如螺距誤差補償、刀具補償等，操作方式與系統參數備份與加載基本相同，只要找到相應畫面及選項，如螺距誤差補償畫面“螺補”選項、刀偏畫面，其余根據提示仿照以上步驟操作即可完成。

在需要通過選擇文件來進行數據加載的操作中，要特別注意根據文件名及備份時間判斷是否加載了正確的備份文件，以確保數據加載回裝正確成功。

三、系統數據備份的檢查

利用存儲卡CF卡完成備份后，可直接在數控系統中檢查數據備份情況。在MDI鍵盤上按下系統功能鍵，單擊擴展鍵至出現“所有 I/O”（ALL I/O），可顯示所有I/O頁面，存儲卡中的文件全部列表顯示，可以根據列表及所顯示的備份時間逐項檢查備份是否完成。

總之，由于進數控系統種類繁多，不同的數控系統數據備份與加載的方法各有不同，甚至同一品牌數控系統的不同系列，其數據備份與加載處理方法也可能有所區別。本文僅針對目前較為廣泛應用的FANUC 0i系列數控系統的（下轉第192頁）（上接第190頁）數據備份c加載在運用過程中的一些技術處理進行了分析概括。在進行數據備份和加載操作前，應仔細閱讀系統調試維修說明書和相關技術資料，以確保備份與加載的準確和完整。

【參考文獻】

[1]李宏勝.機床數控技術及應用[M].北京：高等教育出版社，2000

[2]周蘭，陳少艾.數控系統連接調試于PMC編程[M].北京：機械工業出版社，2013

[3]郭繼麗.數控機床常用數控系統的參數備份與回裝[J].機床電器，2008（1）

[4]王瑞明.數控機床常見數控系統參數的備份與恢復方法[J].設備管理與維修，2016（2）

[5]BEIJING-FANUC.FANUC_0i-D維修說明書[Z].

【基金項目】2015年度廣西高等學校科學研究項目“斜床身雙工位數控裝調與維修實訓臺研發及應用”（桂教科研[2015]2號）

篇7

【關鍵詞】數控機床；在線測量系統；測頭電路

在研究的在線測量系統中，所用測頭為接觸式觸發式測頭。觸發式測頭是由一套高精度敏感元件組成，它是由萬向電子開關感應測頭的觸發力，并將感應信號輸送到數控系統和采集卡。觸發式測頭相當于一個機械開關，通常情況下測頭的狀態處于零位開關閉合，在測量時，當測頭探針接觸被測工件時，測頭被向任一方向偏轉或頂起開關斷開，這就使得和測頭相連的處理電路立即斷開并隨即發出測量信號。當測頭脫離被測件后，測頭又回到原始零位，機械開關又閉合。所用到的是Renishaw公司生產的1C2432型接觸式觸發測頭，探針重復定位精度0．2um，任意方向最大擺角15°。1C2432型接觸式觸發測頭沒有自帶測頭電路，所以主要是對1C2432型接觸式觸發測頭電路進行設計，以實現測針接觸到被測工件表面時，測頭電路產生3種信號:(1)脈沖計數信號:輸出寬度很窄的單穩態信號，給采集卡提供測點采集中斷信號。(2)聲音信號:脈沖計數信號輸出的同時，發出短暫的一聲警報，表示已接觸到工件表面。(3)閃光信號:與聲音信號類似的報警功能。

1消抖電路設計

當探針與被測件表面接觸時，測頭內部機械開關斷開，機械信號轉換為高電平脈沖輸出。在開關斷開或閉合的瞬間，將會產生不規則的電平尖刺和抖動。這些抖動可能會影響信號的電平識別，帶來難以預計到的誤差。因此對輸出信號進行濾波，得到平滑的脈沖是很必要的。這里選擇集成電壓比較器LM311來消除脈沖信號中的毛刺和抖動，如圖2所示。

2單穩態觸發電路設計

當測頭產生觸發信號后，由于每次產生的觸發信號的高低電平周期都不一致，而且每次產生的觸發信號時間會比較長，這樣就會影響數控系統對數據的采集，并且還會影響測量程序的速度，一般情況下數控機床對數據的采集是由一定寬度的單穩態信號觸發的，所以這里就是要把測頭的觸發信號轉變成單穩態信號。圖3所示，本文采用單穩態觸發器74HC221芯片來產生單穩態信號，74HC221工作在－0．5V～+7．0V單電源條件下，輸入電壓在1．5V之間。74HC221單穩態觸發器有兩種輸入，A為低電平有效，B為高電平有效。有兩種輸出，正好相反。用外接的電阻電容作定時元件。

3聲光報警電路的設計

此處設計了一種常規的聲光報警電路，聲音報警采用小功率蜂鳴器，光學報警采用一個發光二極管。如圖3所示，LM311消抖輸出信號通過74LS74雙D觸發器對單穩態脈沖進行展寬，然后進入另一個74HC221單穩態觸發芯片，輸出單穩態信號帶動小功率蜂鳴器。LM311消抖輸出信號通過75452芯片提高信號的驅動能力，然后點亮LED作為發光提示信號。

4數控系統測頭接口

對工件測量時，為了保護測頭不被工件撞壞，測頭探測到工件后數控系統要控制測頭立即停下來，并按事先的路徑安全返回進行下一點的測量。所以當測頭碰到工件后產生的脈沖信號可作為數控系統的Skip跳步信號輸入到數控系統控制器中，從而保護測頭被撞壞并進行下一點的測量。一般測頭電路輸出的脈沖信號和數控系統Skip跳步信號電平不匹配，所以要通過電路來實現電平的轉換。5Fanuc18i/21i數控系統在Fanuc系統中，數控系統面板上I/O接口的Xn+4．7鍵和G31指令一起被用于機床的測量。圖4為Fanuc21i數控系統面板矩陣鍵盤結構圖，在測量過程中，測頭產生觸發使Xn+4．7開關閉合(也就是把*KCM1和*KYD7兩接口短路)，則數控系統就自動產生Skip跳步信號輸入到數控系統的控制器端配合G31指令進行在線測量。

參考文獻:

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關鍵詞：刀尖圓弧；半徑補償；左補償；右補償；刀尖位置

中圖分類號：TG51 文獻標識碼：A

一、數控車削中刀尖圓弧半徑補償的作用

在數控車削加工中，為了提高刀具的強度、耐用度及工件的表面加工質量，一般使用機夾可轉位車刀，而機夾可轉位車刀的刀尖都有一個精度較高的刀尖圓弧，如圖1所示，刀尖圓弧一般為R0.2~R0.8。

圖1刀尖圓弧

當有刀尖圓弧后，由于數控加工程序的編制是按假想刀尖點進行的，切削端面和圓柱面時不存在誤差，如圖2所示；而在切削錐面和圓弧時，就會出現過切或欠切現象，如圖3所示。這樣當工件輪廓精度要求高時，就達不到精度要求。

如果單從編程的角度解決，需要根據所加工的零件輪廓計算刀尖圓弧中心的運動軌跡進行編程，這樣會增加計算的工作量，而且也容易出現錯誤。為解決這一難題，我們引入刀尖圓弧半徑補償這一概念。由于數控系統擁有刀尖圓弧半徑自動補償功能，因此，加工程序的編制仍然按圖紙所標注的尺寸編寫，這樣由刀尖圓弧半徑而產生的過切或欠切問題可以通過刀具半徑補償功能，使刀具自動地沿加工輪廓方向偏置一個刀尖圓弧半徑值，如圖4所示。

二、刀尖圓弧半徑補償指令及使用技巧

1．刀尖半徑補償指令

G41――左補償，沿刀具加工方向看，刀具位于工件左側時即為左補償。

G42――右補償，沿刀具加工方向看，刀具位于工件右側時即為右補償。

G40――刀具補償取消。

2．G41、G42的判別技巧

機床前置刀架與后置刀架方式下刀補的方向有一定的區別，如圖5和圖6所示，可得出一個結論就是：無論后置還是前置刀架使用右偏刀加工外圓時刀具半徑補償方向是G42，內孔是G41。

3．刀具假想刀尖方位的選擇。機床前置刀架與后置刀架方式下，不同類型的刀具假想刀尖方位也有所不同。如圖7和圖8所示，從圖中可看出無論后置還是前置刀架，我們常用的外圓右偏刀刀尖方位為3，內孔右偏刀刀尖方位為2。

4．刀具假想刀尖方位及刀尖圓弧半值的輸入。要使刀尖圓弧補償發揮作用，必須在數控系統的刀具補償頁面內填入刀具假想刀尖方位和刀尖圓弧半值，以FANUC―0i數控系統為例，如圖9所示，刀尖方位填在T欄下，刀尖圓弧填在R欄下。

5．刀補指令G41、G42或G40必須寫在G01或G00程序段上，否則會出現語法錯誤報警。例如：G42 G00 X50 Z5和G42 G01 X50 Z5 F0.1都是正確的，G42 G02 X50 Z5 R20 F0.1是錯誤的。

6．刀尖圓弧半徑補償的建立與取消都要在加工輪廓的外面進行，由于在刀尖圓弧半徑補償的建立與取消過程中，都要進行偏置過渡運動，如果該程序段已進入工件就可能產生誤切。

7．刀尖圓弧半徑補償的建立與取消過渡線段長度必須大于刀尖圓弧半徑值，例如：刀尖圓弧半徑R=0.4mm，則Z軸移動量必須大于0.4mm，X軸移動量必須大于2×0.4mm=0.8mm。

三、刀尖圓弧半徑補償應用實例

零件圖如圖10所示，使刀尖圓弧半徑補償方法編寫FANUC―0i數控系統精加工程序。

結論

刀尖圓弧半徑補償是數控車床系統的一個重要功能，正確靈活的使用此功能，可以在不需要通過繁瑣計算而獲得刀尖圓弧中心運動軌跡的情況下保證加工零件的輪廓尺寸精度，可以使零件的數控加工程序的編制更加簡化。在實際加工時，使用刀尖圓弧補償功能時可能會出現圓弧干涉報警，這時需要根據所加工的零件選擇合適的刀尖圓弧的刀片或選擇合適的補償建立坐標點。

篇9

一、直觀法

維修人員通過故障發生時的各種光、聲、味等異常現象的觀察，認真察看系統的各個部分，將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。

例1:數控機床加工過程中，突然出現停機。打開數控柜檢查發現Y軸電機主電路保險管燒壞，經仔細觀察，檢查與Y軸有關的部件，最后發現Y軸電機動力線外皮被硬物劃傷，損傷處碰到機床外殼上，造成短路燒斷保險，更換Y軸電機動力線后，故障消除，機床恢復正常。

二、自診斷功能法

數控系統的自診斷功能，已經成為衡量數控系統性能特性的重要指標，數控系統的自診斷功能隨時監視數控系統的工作狀態。一旦發生異常情況，立即在CRT上顯示報警信息或用發光二極管指示故障的大致起因，這是維修中最有效的一種方法。

例2:AX15Z數控車床，配置FANUC10TE—F系統，故障顯示:

FS10TE1399B

ROMTEST：END

RAMTEST：

CRT的顯示表明ROM測試通過，RAM測試未能通過。RAM測試未能通過，不一定是RAM故障，可能是RAM中參數丟失或電池接觸不良一起的參數丟失，經檢查故障原因是由于更換電池后電池接觸不良，所以一開機就出現上述故障現象。

三、功能程序測試法

功能程序測試法就是將數控系統的常用功能和特殊功能用手工編程或自動編程的方法，編制成一個功能測試程序，送入數控系統，然后讓數控系統運行這個測試程序，借以檢查機床執行這些功能的準確性和可靠性，進而判斷出故障發生的可能原因。

例3:采用FANUC6M系統的一臺數控銑床，在對工件進行曲線加工時出現爬行現象，用自編的功能測試程序，機床能順利運行完成各種預定動作，說明機床數控系統工作正常，于是對所用曲線加工程序進行檢查，發現在編程時采用了G61指令，即每加工一段就要進行1次到未停止檢查，從而使機床出現爬行現象，將G61指令改用G64(連續切削方式)指令代替之后，爬行現象就消除了

四、交換法

所謂交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，利用備用的印刷線路板、模板、集成電路芯片或元件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。

例4:TH6350加工中心旋轉工作臺抬起后旋轉不止，且無減速，無任何報警信號出現。對這種故障，可能是由于旋轉工件臺的簡易位控器故障造成的，為進一步證實故障部位，考慮到該加工中心的刀庫的簡易位控器與轉臺的基本一樣。于是采用交換法進行檢查，交換刀庫與轉臺的位控器后，并按轉臺位控器的設定對刀庫位控器進行了重新設定，交換后，刀庫則出現旋轉不止，而轉臺運行正常，證實了故障確實出在轉臺的位控器上。

五、原理分析法

根據CNC組成原理，從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數，從系統各部件的工作原理著手進行分析和判斷，確定故障部位的維修方法。這種方法的運用，要求維修人員對整個系統或每個部件的工作原理都有清楚的、較深的了解，才可能對故障部位進行定位。

例5:PNE710數控車床出現Y軸進給失控，無論是點動或是程序進給，導軌一旦移動起來就不能停下來，直到按下緊急停止為止。

根據數控系統位置控制的基本原理，可以確定故障出在X軸的位置環上，并很可能是位置反饋信號丟失，這樣，一旦數控裝置給出進給量的指令位置，反饋的實際位置始終為零，位置誤差始終不能消除，導致機床進給的失控，拆下位置測量裝置脈沖編碼器進行檢查，發現編碼器里燈絲已斷，導致無反饋輸入信號，更換Y軸編碼器后，故障排除。

六、參數檢查法

數控系統發現故障時應及時核對系統參數，系統參數的變化會直接影響到機床的性能，甚至使機床不能正常工作，出現故障，參數通常存放在磁泡存儲器或由電池保持的CMOSRAM中，一旦外界干擾或電池電壓不足，會使系統參數丟失或發生變化而引起混亂現象，通過核對，修正參數，就能排除故障。

例6:G18CP4數控磨床，數控系統是FANUC11M系統，故障現象使機床不能工作，CRT顯示器無任何報警信息。

檢查機床各部分，發現CNC裝置及CNC與各接口的連接單元都是好的，最后分析是由于外部干擾引起磁泡存儲器內存儲數據混亂而造成的，因此，對磁泡存儲器存儲內容進行了全部清除，重新按手冊送入數控系統各種參數后，數控機床即恢復正常。除了上面介紹的幾種檢查方法外，還有測量比較法、敲擊法、局部升溫法，電壓拉編法及開環檢測法等，這些方法各有特點，維修時應根據故障現象，常常同時采用幾種方法，靈活運用，對故障進行綜合分析逐步縮小故障范圍，以達到排除故障的目的。

線切割機床常見故障

故障現象可能原因排除方法

1.貯絲筒不換向，導致機器總停。行程開關SQ3或SQ2損壞。

換行程開關SQ3或SQ2。

2.貯線筒在換向時常停轉。

1.電極線太松；

2.斷絲保護電路故障。1.緊電極絲；

2.換斷絲保護繼電器。

3.絲筒不轉（按下走絲開按

鈕SB1無反應）。

1.外電源無電壓；

2.電阻R1燒斷；

3.橋式整流器VC損壞，造成保

險絲FU1熔斷。1.檢查外電源并排除；

2.更換電阻R1；

3.更換整流器VC，保險絲FU1。

4.絲筒不轉（走絲電壓有指

示且較正常工作時高）。1.碳刷磨損或轉子污垢；

2.電機M電源進線斷。1.更換碳刷、清潔電機轉子；

2.檢查進線并排除。

5.工作燈不亮。保險絲FU2斷更換保險絲FU2。

6.工作液泵不轉或轉速慢。1.液泵工作接觸器KM3不吸合；

2.工作液泵電容損壞或容量減

少；1.按下SB4，KM3線包二端若有

115V電壓，則更換KM3，若

無115V電壓，檢查控制KM3

線包電路；

2.換同規格電容或并上一只足

夠耐壓的電容

7.高頻電源正常，走絲正常，

無高頻火花（模擬運行正常

切割時不走）。1.若高頻繼電器K1不工作，則

是行程開關SQ3常閉觸點壞；

2.若高頻繼電器K1能吸合，則

是高頻繼電器觸點壞或高頻

篇10

關鍵詞：狀態監控；server-push；ZK；MES

中圖分類號：F272 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2013） 02-0000-03

制造執行系統（ManufacturingExecutionSystem，簡稱MES）是現代集成制造系統中制造管理自動化的一項重要技術。它定位于企業上層管理和底層設備之間，面向車間層的管理控制，收集生產過程中的大量的實時數據，反饋處理結果和生產指令，對生產過程中發生的事件及時進行處理，保持計劃層與生產控制層的信息通暢。可以說，MES是制造企業生產管理控制信息集成的樞紐，而其中生產過程狀態信息又是MES得以正常運行的重要信息來源。

1 車間制造執行系統構建

為應對當代車輛關鍵零部件研制提出的周期短、交貨期緊、批量品種變化的挑戰，提高車輛關鍵零部件快速研制能力和自主創新能力。針對某車輛關鍵零部件車間的實際需求，設計并開發車輛關鍵零部件車間制造執行系統，該系統面向車輛關鍵零部件制造車間，有效地儲存和傳遞生產信息，監控生產狀態及計劃信息執行情況、產品質量情況、資源配置情況等，優化車間的生產過程。實現車間級制造信息的管理與集成，利用計算機輔助進行信息管理、生產工藝計劃制定和生產過程控制，完成車間內的信息集成，驅動生產的有序、高效運行。該系統的軟件架構如下圖所示：

本系統采用基于WEB的多層技術架構。為了滿足系統的實際功能及性能需求并適應車間管理的業務模式，本系統特別采用了ZK框架來實現其表現層。ZK是一個事件驅動（event-driven）的，基于組件（component-based）的，用以豐富網絡程序中用戶界面的框架。利用ZK框架，不需撰寫JavaScript，即可開發出具有Ajax豐富互動效果的網頁型應用程序。即軟件系統的結構是B/S的，而軟件的操作風格是C/S的，把兩種軟件結構的特點有機的結合了起來，且不增加系統的開發難度。

2 制造執行系統狀態監控技術整體架構

車間制造執行系統需要對底層設備生產狀態進行采集和監控，生產狀態是車間制造執行系統得以正常運行的主要信息和數據來源。本車間是數控機加車間，生產設備主要是離散的數控機床，數控機床生產狀態信息采集技術難題的解決是制造執行系統實現的關鍵。數控機床的參數，生產狀態，刀具信息，主軸信息，NC程序信息等都是需要重點進行監控的。機床狀態監控功能主要是在制造執行系統的機床狀態監控模塊中實現的。

本系統是基于Web的制造執行系統，要實現對底層數控機床的狀態監控需要解決兩個層面的技術難題。一個是軟件架構的，一個是狀態采集技術的。第一個問題就是如何在本系統的軟件架構下實現基于Web的狀態監控軟件設計與開發，另一個問題是如何實現對車間內各種類型的數控機床進行采集，并最終把采集到設備狀態信息集成到軟件系統中，從而達到對車間數控機床的狀態監控。

為解決實時顯示生產狀態信息的問題，在軟件實現方面采用ZK框架的服務器推（Server-push）技術，負責對狀態信息的處理。狀態信息由負責狀態采集的軟硬件采集到，存儲在生產狀態數據庫中。制造執行系統實時監控數據庫中狀態信息的變化，并實時根據數據的變化把狀態數據推到每個ZK頁面中去。這樣車間工作人員就能及時掌握到各機床狀態信息的變化。

根據數控機床種類的不同，主要是FANUC數控機床和西門子數控機床，采用不同的狀態采集技術。對于FANUC數控機床使用串口宏技術采集機床狀態，對于西門子數控機床采用PLC接口技術進行采集。圖2為機床狀態監控的整體軟硬件技術架構。

3 ZK框架服務器推（Server-push）技術

ZK框架是一個支持推模式的框架，即服務器推（Server-push）技術。服務器推技術是說一種基于網絡的交流，其請求是由中央服務端發起。與之相對應的是拉模式，拉模式是一種請求由接受方或者說客戶端發起的。這種技術也可以叫作反向Ajax（reverse-Ajax）。所謂推模式，就是服務器把數據推到每個ZK頁面上，而不是客戶端請求后的響應，并且可以實時地反映數據的變化。它的這種特性使得以它為表現層框架的軟件系統具備了特殊的功能。利用ZK框架的這一特點，再輔以相應的機床數據采集技術，以數據庫集成接口，即狀態采集軟硬件將機床狀態存入生產狀態數據庫，ZK框架通過把數據庫中的機床狀態數據推到任意的訪問機床狀態監控模塊的頁面上，就可以實現機床狀態實時監控。

通過使用服務器推技術，需要啟動一個工作線程對相應的數據進行不間斷地查詢，當預先定義的條件滿足時，則可以在工作線程內將內容發至客戶端或更新客戶端的內容。服務器推技術最適合應用于需要實時動態更新數據的應用場景。機床狀態實時監控使用該項技術是再恰當不過的了。在ZK框架下使用服務器推技術很簡單，僅需要如下的三步，

（1）使用Desktop.enableServerPush（booleanbool）為桌面調用啟用服務器推動。

（2）將需要更新的組件、數據傳遞至工作線程。

（3）在桌面內調用工作線程。

遵照這3個步驟，就可以實現狀態監控頁面的開發。

服務器推機制是使用客戶端輪詢（client-polling）技術實現的，即客戶端將會反復詢問服務器以調用工作線程完成其工作，詢問的頻率可以調用Executions.setDelay（intmin，intmax，intfactor）手動調整。

4 FANUC機床串口宏狀態采集技術

針對不同的要采集的機床狀態信息，通過數據輸出指令，就可以把機床狀態信息傳送到上位機，進而由狀態監控模塊到網絡上。

5 西門子機床PLC接口狀態采集技術

本車間大部分的數控機床都是西門子840D或810D數控系統，對于西門子數控系統，由于其采用的PLC是通用的PLC系統，因此可以通過采集數控系統PLC的狀態寄存器的值來實現狀態信息采集的目的。

由于西門子840D或810D數控系統采用的PLC是西門子的S7-300PLC，故采用Prodave接口開發采集監控軟件對其進行狀態監控。采集用的硬件是大連德嘉公司ETH_MPI轉換器。將西門子S7-300PLC的MPI接口通過ETH_MPI轉換器轉換成Profinet協議（TCP/IP），然后用以太網與上位機相連。ETH_MPI轉換器與西門子以太網通訊處理器CP343功能相同，可替代西門子CP5611，CP5613通訊卡。

通過查閱數控機床的資料，找到需要監控的狀態所在的寄存器地址，通過Prodave接口的編程實現對這些寄存器地址位的讀取，同時將這些狀態數據寫入生產狀態數據庫，再通過車間制造執行系統的機床狀態監控模塊給局域網上的所有用戶。

6 總結

在進行類似上述離散型制造執行系統的開發過程中，數控機床的狀態監控是實現狀態監控模塊開發的主要組成部分。為了降低技術風險、工程造價，縮短工作周期，我們往往采用數控機床原有的狀態采集接口，如串行口、MPI接口等。只有在不得以的情況下才會通過硬件連接的方式采集機床的狀態信息。但不論何種狀態信息采集模式，ZK框架的服務器推（Server-push）技術都可以把狀態信息到整個系統網絡上。這種結合網絡數據庫、信息采集、服務器推等相關技術的模式，可以很好地指導未來基于Web的制造執行系統狀態監控模塊的構建，而ZK框架結合Spring框架、Hibernate框架也為制造執行系統軟件的實現提供了有力的支撐。

參考文獻：

[1]PeterSmid.FANUC數控系統用戶宏程序與編程技巧[M].北京：化學工業出版社，2009.