数控机床故障诊断与维修教法探讨

文/李洪声 贺艳红，陕西工商职业学院

1 引言

本文主要针对数控机床手动进给倍率PMC控制教学中出现的问题进行了分析，提出采用FAPT LADDER-Ⅲ FANUC PMC编程通信软件进行动态在线教学方式具有较好的教学效果。

2 教学中难点

2.1 G、F地址理解

G地址：PMC输出至CNC的信号（CNC输入）是FANUC公司设计CNC系统本身应具备的功能而设计好的使其执行工作的指令。这些信号中有些是启动CNC某个动作的程序，如自动加工程序启动信号(G7.2)。F地址：CNC输出至PMC信号。其中的一些信号是反映CNC运行状态的标志，表明CNC正处于某一状态。如AL(F1.1)表示CNC处于复位状态。G、F地址信息是CNC与PMC之间独有的信息交换，基本上不可控，机床外围无元件直接与其信息关联，增加了教学难度。

2.2 CODB功能指令

该指令用于数控机床面板手动进给倍率开关的控制，其指令中参数：转换数据输入地址、转化数据输出地址及数据表倍率百分比位随倍率开关输入的4位二进制代码不同存在一定的对应关系，这种多地址参数动态对应关系在机床显示器上是局部的，动态变化直观性不好。

3 教学中出现的主要问题

3.1 对数控系统PMC控制G、F地址含义理解不清、不知其作用

我院数控维修专业开设《三菱可编程控制器》专业基础课。三菱PLC与外设输入输出地址分别为X、Y，学生熟悉其作用。而FAN UC PMC与其CNC信息交换G、F地址是FANUC数控系统PMC专有，学生没有接触学习过其概念含义。此外G、F地址信息是CNC与PMC之间独有的信息交换，基本上不可控，增加了教学难度。

3.2 教学过程不直观导致教学中CODB代码转换指令作用原理不能很好理解

通过操作倍率开关观察CODB指令相关参数动态PMC倍率实现过程教学效果不好。CODB指令是功能指令，转换数据输入输出地址内容是随倍率开关不同位置动态变换的。即：倍率开关输入地址X7.0～X7.3以及G10.0～G11.7地址之间存在逻辑上一一对应关系，以往教学方法无法动态显示这些信息一一对应关系。虽然FANUCoi Mate MB机床显示器画面可以动态显示PMC梯形图各地址状态，但由于显示界面较小、画面内容有限不连续，画面转换操作不便，直观性教学效果不好。

4 FAPTLADDER-Ⅲ PMC编程传输软件及在PMC控制教学中应用

LADDER-Ⅲ软件是FANUC自动编程工具，软件最大特点：操作简便，具有在线动态监视功能，电脑显示画面可连续滚动，直观性强。

4.1 G地址概念作用教法

以G8.0(全轴互锁信号)，G130（各轴互锁信号)为例，首先理论课学习这两种信号作用，然后使用LADDER-Ⅲ软件，通过多次修改回装梯形图让学生观察G8.0、G130在不同逻辑（0.1）状态下，机床各轴运行状态：既运动或停止。实训步骤如下：1）用RS232通讯电缆连接数控机床CNC与计算机运行LADDER-Ⅲ软件，设置两端通信参数一致；2）下载梯形图。将梯形图置于编辑状态，修改梯形图控制信号相应地址分别使G8.0、G130为0或1状态，取消编辑状态、使机床与电脑端置于在线状态；3）操作机床工作方式开关，分别选择手动、自动、MDI方式，分别操作手动运行方向按钮运行机床工作台X、Y、Z正负方向；4）在线动态观察G8.0、G130.0、G130.1、G130.2状态（既0或1）与各州运动关系既G地址不同的状态各轴是运动还是静止（做记录）。通过使用FAPTLADDER-Ⅲ软件在线动态教学，学生很容易理解G8.0是全轴互锁信号；G130.0是X轴锁住信号；G130.1是Y轴锁住信号；G130.2是Z轴锁住信号。学生进一步理解G地址信号内涵，实际上就是使CNC执行不同任务的指令（子程序）。直观性强、教学效果较好。 在此基础使学生很容易理解其他G指令代码含义作用。虽然在数据机床操作面板界面上，使用强制功能改变G信号地址状态，但转换界面较多操作比较繁琐不便，费时费力。

4.2 手动进给倍率PMC控制过程教法

以往的手动进给倍率PMC控制教学过程不直观，梯形图中代码转换指令CODB执行过程难以理解。为提高直观性，在简单介绍所需基础知识后，使用LADDER-Ⅲ软件进行在线实训教学。实训步骤如下：1）用RS232通讯电缆连接数控机床与计算机，并分别设置为相关通讯参数。2)电脑端运行LADDER-Ⅲ软件下载梯形图，并将机床设置为在线监控工作方式。3)操作机床工作方式开关，选择手动（JOG）工作方式。4)操作倍率开关选择不同倍率值，电脑端观察梯形图各地址状态及信号对应关系、分别记录各信号地址状态值，并做记录、计算倍率。5）将梯形图置于编辑状态、将CODB指令数据表内号15对应二进制数修改为零。反编译后、回装梯形图。将工作方式选择为手动模式（JOG).旋转倍率开关选择最大倍率120%，手动方式移动各轴工作台、观察各轴移动情况。结果发现各轴均不动。在操作转换倍率开关时、CODB代码转换指令中R0004～R 0005的值随R0000.0的值而动态变化、并按相应逻辑通过取反后接通或断开G10～G11对应位。学生进一步理解了速度大小不取决于选择的倍率大小而决定于CODB代码转换指令数据表内号数据对应的二进制值大小。