數控機床故障診斷與維修教法探討

文/李洪聲 賀艷紅，陜西工商職業學院

1 引言

本文主要針對數控機床手動進給倍率PMC控制教學中出現的問題進行了分析，提出采用FAPT LADDER-Ⅲ FANUC PMC編程通信軟件進行動態在線教學方式具有較好的教學效果。

2 教學中難點

2.1 G、F地址理解

G地址：PMC輸出至CNC的信號（CNC輸入）是FANUC公司設計CNC系統本身應具備的功能而設計好的使其執行工作的指令。這些信號中有些是啟動CNC某個動作的程序，如自動加工程序啟動信號(G7.2)。F地址：CNC輸出至PMC信號。其中的一些信號是反映CNC運行狀態的標志，表明CNC正處于某一狀態。如AL(F1.1)表示CNC處于復位狀態。G、F地址信息是CNC與PMC之間獨有的信息交換，基本上不可控，機床外圍無元件直接與其信息關聯，增加了教學難度。

2.2 CODB功能指令

該指令用于數控機床面板手動進給倍率開關的控制，其指令中參數：轉換數據輸入地址、轉化數據輸出地址及數據表倍率百分比位隨倍率開關輸入的4位二進制代碼不同存在一定的對應關系，這種多地址參數動態對應關系在機床顯示器上是局部的，動態變化直觀性不好。

3 教學中出現的主要問題

3.1 對數控系統PMC控制G、F地址含義理解不清、不知其作用

我院數控維修專業開設《三菱可編程控制器》專業基礎課。三菱PLC與外設輸入輸出地址分別為X、Y，學生熟悉其作用。而FAN UC PMC與其CNC信息交換G、F地址是FANUC數控系統PMC專有，學生沒有接觸學習過其概念含義。此外G、F地址信息是CNC與PMC之間獨有的信息交換，基本上不可控，增加了教學難度。

3.2 教學過程不直觀導致教學中CODB代碼轉換指令作用原理不能很好理解

通過操作倍率開關觀察CODB指令相關參數動態PMC倍率實現過程教學效果不好。CODB指令是功能指令，轉換數據輸入輸出地址內容是隨倍率開關不同位置動態變換的。即：倍率開關輸入地址X7.0～X7.3以及G10.0～G11.7地址之間存在邏輯上一一對應關系，以往教學方法無法動態顯示這些信息一一對應關系。雖然FANUCoi Mate MB機床顯示器畫面可以動態顯示PMC梯形圖各地址狀態，但由于顯示界面較小、畫面內容有限不連續，畫面轉換操作不便，直觀性教學效果不好。

4 FAPTLADDER-Ⅲ PMC編程傳輸軟件及在PMC控制教學中應用

LADDER-Ⅲ軟件是FANUC自動編程工具，軟件最大特點：操作簡便，具有在線動態監視功能，電腦顯示畫面可連續滾動，直觀性強。

4.1 G地址概念作用教法

以G8.0(全軸互鎖信號)，G130（各軸互鎖信號)為例，首先理論課學習這兩種信號作用，然后使用LADDER-Ⅲ軟件，通過多次修改回裝梯形圖讓學生觀察G8.0、G130在不同邏輯（0.1）狀態下，機床各軸運行狀態：既運動或停止。實訓步驟如下：1）用RS232通訊電纜連接數控機床CNC與計算機運行LADDER-Ⅲ軟件，設置兩端通信參數一致；2）下載梯形圖。將梯形圖置于編輯狀態，修改梯形圖控制信號相應地址分別使G8.0、G130為0或1狀態，取消編輯狀態、使機床與電腦端置于在線狀態；3）操作機床工作方式開關，分別選擇手動、自動、MDI方式，分別操作手動運行方向按鈕運行機床工作臺X、Y、Z正負方向；4）在線動態觀察G8.0、G130.0、G130.1、G130.2狀態（既0或1）與各州運動關系既G地址不同的狀態各軸是運動還是靜止（做記錄）。通過使用FAPTLADDER-Ⅲ軟件在線動態教學，學生很容易理解G8.0是全軸互鎖信號；G130.0是X軸鎖住信號；G130.1是Y軸鎖住信號；G130.2是Z軸鎖住信號。學生進一步理解G地址信號內涵，實際上就是使CNC執行不同任務的指令（子程序）。直觀性強、教學效果較好。 在此基礎使學生很容易理解其他G指令代碼含義作用。雖然在數據機床操作面板界面上，使用強制功能改變G信號地址狀態，但轉換界面較多操作比較繁瑣不便，費時費力。

4.2 手動進給倍率PMC控制過程教法

以往的手動進給倍率PMC控制教學過程不直觀，梯形圖中代碼轉換指令CODB執行過程難以理解。為提高直觀性，在簡單介紹所需基礎知識后，使用LADDER-Ⅲ軟件進行在線實訓教學。實訓步驟如下：1）用RS232通訊電纜連接數控機床與計算機，并分別設置為相關通訊參數。2)電腦端運行LADDER-Ⅲ軟件下載梯形圖，并將機床設置為在線監控工作方式。3)操作機床工作方式開關，選擇手動（JOG）工作方式。4)操作倍率開關選擇不同倍率值，電腦端觀察梯形圖各地址狀態及信號對應關系、分別記錄各信號地址狀態值，并做記錄、計算倍率。5）將梯形圖置于編輯狀態、將CODB指令數據表內號15對應二進制數修改為零。反編譯后、回裝梯形圖。將工作方式選擇為手動模式（JOG).旋轉倍率開關選擇最大倍率120%，手動方式移動各軸工作臺、觀察各軸移動情況。結果發現各軸均不動。在操作轉換倍率開關時、CODB代碼轉換指令中R0004～R 0005的值隨R0000.0的值而動態變化、并按相應邏輯通過取反后接通或斷開G10～G11對應位。學生進一步理解了速度大小不取決于選擇的倍率大小而決定于CODB代碼轉換指令數據表內號數據對應的二進制值大小。