基于双安全检测的FANUC数控系统诊断方法*
时间：2023-04-10 11:15:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
廖丽娟 夏永红 刘宝丰
(内蒙古北方重工业集团有限公司 防务事业部，内蒙古 包头 014030)
随着企业的发展，机械制造企业数控机床和智能生产线越来越多，主流的数控机床和智能生产线采用的系统大部分为日本FANUC、德国西门子、德国海德汉、日本马扎克等，应用较为广泛的还是日本FANUC系统。
数控机床及智能生产线是典型的机电一体化设备，涉及的学科领域甚多，对设备制造、使用、装配调试、维护维修人员的综合水平提出了较高要求，尤其需要装配调试、维护维修人员具备丰富的学科知识、敏锐的判断能力及综合知识的运用能力，能够在作业现场快速解决装配调试、维护维修等问题。有些故障属于偶发性故障，出现故障后片刻又会消失，偶发频率高，但持续时间短的故障是调试、维修领域最为头疼的问题。如果在报警出现的时候不能准确快速地判断故障点，片刻后故障就会消失，维修人员便无从下手。所以总结提炼数控机床的特色诊断方法，快速提高调试、维修人员综合技能水平就显得尤为重要。
某公司的一台FANUC数控系统的超高压水切割机，设备采用的是GE FANUC Series 310i-MODEL A5 的数控系统，在切割过程中不定期出现关于双安全检测报警，报警显示：SV1068 DUAL CHECK SAFETY ALARM，机床的所有控制轴均不能运行。设备重新启动或等待片刻报警又会消失，这样不稳定的状态给现场维修人员带来极大困惑和麻烦。
上述故障源头难以辨别，需要通过PMC程序诊断故障，通过查看这台设备的电气控制原理图可以分析出，设备的PMC属于双安全检测PMC，在设备处于运行过程中，双安全检测系统就启动双安全检测功能。
在双安全检测时，就会使用到双安全检测通道(I/O link#3)，所以电气控制柜里可以看到一块I/O link分配器，如图1所示，即由系统的JD51A输出接到I/O link分配器的JD51B，第一通道(I/O link#1)接I/O link分配器的JD44A-1,双安全检测通道(I/O link#3)接I/O link分配器的JD1A，两个通道分别独立接在PMC1和DCS-PMC两块I/O模块上，I/O模块信息为：A02B-0236-C211(基本模块)，A02B-0236-C212(扩展模块)。
图1 I/O link分配器
双安全检测PMC，即PMC1与DCS-PMC为相互独立又彼此联系的控制单元，他们的输入输出及中间继电器均独立使用，互不影响；
两个独立的PMC操作页面；
同时在PMC扫描上有着先后扫描关系。电气控制电路里的每一个元器件都会使用两对相同的触点，将触点分别接入PMC1和DCS-PMC两个I/O模块上，并分别通过I/O link#1和I/O Link#3两个通道经过通道分配器反馈给系统。
注意：双安全检测功能除了硬件的连接外，还需要参数的设置，其中打开双安全检测功能为：参数1902#6=1；
禁用双安全检测功能为：参数1902#6=0。
了解了双安全检测的硬件连接及运行原理后，就可以通过FANUC系统双安全检测诊断页面，诊断检测PMC1和DCS-PMC交互信号的状态，如图2所示，可以检测出X008#4的PMC信号为1，而DCS-PMC信号为0，这就是导致出现双安全检测报警的直接原因。
图2 PMC1和DCS-PMC信号状态图
对照电气控制原理图3，机床共使用两个*ESP开关，且每个*ESP开关使用两对触点，两个*ESP开关分别安装在操作面板和外部护栏上，用万用表分别检测两个*ESP开关的两对触点，测量出外部护栏上的*ESP开关其中一对触点接触不良，更换*ESP开关，故障消除。
图3 电气控制原理图
急停信号有X硬件信号和G软件信号两种，急停功能主要信号有X8.4、G8.4、G70.7、G71.1。急停硬件信号地址X8.4，如图4急停信号控制图所示，CNC直接读取由机床发出的信号X8.4 和由PMC向CNC发出的输出信号，几个信号任意一个为0，系统就立即进入急停状态，急停另一只回路与伺服放大器连接，急停断开时，伺服放大器MCC断开，同时伺服电动机制动，移动中的轴停止。
图4 急停信号控制图
在机床的PMC程序中，第一级程序里要编写急停程序，为在出现不确定因素的时候拍下急停，立即切断控制电源，设备能够立即停止。如图5所示，当急停断开时，PMC给CNC 的急停信号G8.4断开，机床就绪信号G70.7断开，第一串行主轴急停信号G71.1断开。
图5 急停PMC控制程序
由于*ESP开关接了两对触点，只是其中的一对触点接触不良，按压*ESP开关系统也会出现“急停报警”的显示画面，这样就会误导维修人员，*ESP开关没有故障，整个诊断思路就会陷入混乱状态。所以就要分析理解机床的双安全检测功能，并会应用双安全检测诊断画面，通过诊断画面检测信号状态，最终定位故障点。
通过对FANUC系统双安全检测功能的原理描述、一个简单的故障案例分析、扩展知识的讲解，让维修人员从基础知识到特殊的诊断方法进行一个系统的学习，让更多从事数控机床和智能生产线调试、维修的工友们可以很容易地理解急停功能及双安全检测功能，并在日常的调试、维修工作中运用起来，大幅度提升工作效率和准确率。
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