FANUC系統(tǒng)在設(shè)備維護(hù)方面的開發(fā)應(yīng)用

歐陽艷，黃成生，張林，于海峰，李遠(yuǎn)彬

（上汽通用五菱汽車股份有限公司重慶分公司，重慶，401135）

0 引言

隨著機(jī)械工業(yè)的快速發(fā)展，機(jī)械自動化正朝著機(jī)械智能化的方向發(fā)展，數(shù)控機(jī)床是企業(yè)關(guān)鍵產(chǎn)品的關(guān)鍵設(shè)備，一旦故障停機(jī)，影響和損失將是巨大的。多數(shù)企業(yè)注重機(jī)床的使用效率，不重視機(jī)床的故障診斷維護(hù)，不重視日常生產(chǎn)中診斷和維護(hù)環(huán)境的創(chuàng)造和投入，出現(xiàn)故障時，臨時搶修，不僅降低了機(jī)床的使用效率，而且耽誤了生產(chǎn)周期。為了響應(yīng)節(jié)能降耗的號召，減少人力物力成本的投入，同時也最大限度地提高數(shù)控機(jī)床的使用效益，本文介紹了一個簡易有效的維護(hù)方案。

1 PMC的功能作用

在 FANUC 數(shù)控系統(tǒng)中，PMC（programmable machine controller）是在傳統(tǒng)意義上的PLC基礎(chǔ)上衍生而來的，有別于傳統(tǒng)PLC的基本功能，一些關(guān)于模擬量、運(yùn)動控制等都是有本質(zhì)上的區(qū)別，PMC更傾向于將一些數(shù)控機(jī)床的模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)镚地址，在梯形圖中直接引用，更加簡單和靈活[1]。

2 Fanuc Picture的功能作用

FANUC PICTURE適用于多種FANUC (16i/18i/21i-A/B系列、30i/31i/32i-A/B系列、0i-C/D系列等)系統(tǒng)，開發(fā)環(huán)境為Visual Basic，集成了編譯和鏈接功能，具有較強(qiáng)的圖形顯示和貼圖功能，并且提供腳本編輯功能與簡單的計算功能[2]。

3 伺服電池電量監(jiān)控與報警的開發(fā)

3.1 伺服電池研究背景

FANUC絕對脈沖編碼器供電電池電量下降時，系統(tǒng)會在面板報警提示電池故障，此時APC字符閃爍，需更換電池，如果未及時更換，直到電池電量降低為零，此時拉閘斷電等操作導(dǎo)致伺服軸零點丟失（設(shè)備未斷電但電池為零的情況零點暫時不會丟失），再次開機(jī)后設(shè)備無法正常工作，需再次對對應(yīng)軸進(jìn)行零點重設(shè)與更換電池，從而造成不必要的維修工作與生產(chǎn)時間的浪費。最初的解決辦法是安排專人定期逐臺排查面板電池報警提示信息，發(fā)現(xiàn)有報警信息的機(jī)床，立即更換對應(yīng)機(jī)床的伺服電池。

然而，在龐大的生產(chǎn)車間中，數(shù)控機(jī)床多達(dá)數(shù)百甚至上千臺，安排專人定期逐臺檢查，耗費人力物力，而且在實際生產(chǎn)實踐中，人工排查因為員工個人的因素，排查結(jié)果往往不太可靠，會出現(xiàn)“漏網(wǎng)之魚”，2019年5月至2020年5月一年中，上汽通用五菱重慶分公司發(fā)動機(jī)工廠在安排員工定期排查實踐過程中，仍然發(fā)生2起因伺服電池電量為零導(dǎo)致零點丟失的設(shè)備故障，造成了不必要的人力與生產(chǎn)時間浪費，因此，很有必要開發(fā)伺服電池電量實時監(jiān)控與報警功能，替代專人定期逐臺檢查，降低人力投入，增加可靠性。

3.2 伺服電池電量監(jiān)控與報警的實現(xiàn)

利用Fanuc系統(tǒng)自帶的伺服電池電量監(jiān)控信號F172.7（電量低）和F172.6（電量為零）進(jìn)行PMC程序邏輯設(shè)計，監(jiān)控報警流程如圖1所示。

圖1 伺服電池電量實時監(jiān)控報警處理流程

數(shù)控機(jī)床正常開機(jī)運(yùn)行后，由信號F172.7和F172.6開始檢查伺服電池電量情況，如果電量正常，設(shè)備可以正常運(yùn)行。

當(dāng)檢測到電池電量低后設(shè)備報警，我司現(xiàn)場對應(yīng)工位暗燈板會報警，同時故障音樂響起，呼叫對應(yīng)員工處理，機(jī)床面板提示更換電池或屏蔽報警，員工可根據(jù)實際情況選擇性處理，如更換電池，系統(tǒng)檢測電量OK后報警自動消除，如果當(dāng)前無電池備件或需處理其它更緊急事務(wù)等特殊情況，可臨時屏蔽報警（K12.1）優(yōu)先恢復(fù)生產(chǎn)，等待后續(xù)有條件時處理。為了預(yù)防屏蔽報警后員工忘記處理的情況，特在屏蔽報警后增加了一個計時T，當(dāng)屏蔽后超過約8小時后仍未處理，設(shè)備會再次報警提示更換電池，如無條件處理可再次手動屏蔽K12.1，如此反復(fù)，直到更換電池，檢測電量正常為止。

當(dāng)檢測到電池電量為零時，機(jī)床會報警提示更換電池，并重設(shè)零點等操作。不過，通常在電池電量降低時就已經(jīng)更換電池處理了，幾乎不會出現(xiàn)電池電量為零的情況，不會因此掉零點。我司自新增伺服電池電量監(jiān)控與報警功能以來，至今一年左右的時間，未出現(xiàn)因伺服電池電量為零導(dǎo)致設(shè)備丟零點的故障。

3.3 PMC程序

根據(jù)監(jiān)控報警流程圖，編制PMC程序[3]，如圖2所示。

圖2 PMC梯形圖

以伺服電池電量低為例，未屏蔽報警情況下，F(xiàn)anuc系統(tǒng)檢測到電量低，信號F172.7常開接通，電量為零的信號F172.6常開未接通，常閉接通，屏蔽信號K12.1常開未接通，常閉接通，固定延時3s后二級報警線圈R6650.5接通，系統(tǒng)循環(huán)停止進(jìn)行報警，呼叫支持信號R6445.1接通，呼叫專業(yè)人員信號R7908.1接通，設(shè)備自動呼叫專業(yè)人員響應(yīng)處理，如圖3所示。通過Fanuc Picture編輯的程序，在Fanuc面板上顯示報警信息以及對應(yīng)措施，如圖4所示。

圖3 設(shè)備呼叫專業(yè)人員響應(yīng)處理

屏蔽報警信息后，K信號K12.1常開接通，常閉斷開?？紤]到加工一個循環(huán)約3分鐘，PMC重新掃描一次，每次循環(huán)電池電量狀態(tài)信號F172.7和F172.6都會被重新掃描確認(rèn)一次，即每加工循環(huán)完一次電池電量狀態(tài)信號也會斷開接通一次，使用延時繼電器計時每個循環(huán)開始也會清零重新計，無法計時8h（1個生產(chǎn)班次時間），故摒棄使用延時繼電器，考慮到不必嚴(yán)格執(zhí)行8h延時報警，利用計數(shù)器（SUB5）計時，延時8h左右報警即可。計數(shù)器觸發(fā)信號使用F172.7的特殊符號|P|，該觸點為上升沿觸點，檢測到該觸點狀態(tài)由“0→1”的掃描周期中，將輸出置為“1”，僅保持一個掃描周期。工藝要求每個加工循環(huán)約3分鐘，設(shè)計思路為讓計數(shù)器對一個完整加工循環(huán)進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)150次，也就是加工150個循環(huán)后報警，加工時間累積可達(dá)450分鐘，即7.5h，算上員工推拉工件損耗時間，約8h，即屏蔽報警后在8h左右仍未處理，系統(tǒng)會再次報警呼叫專業(yè)人員處理。如此既可以在無電池備件或有更緊急事務(wù)處理時優(yōu)先屏蔽報警恢復(fù)生產(chǎn)，也可以提醒屏蔽后忘記繼續(xù)處理的情況，提醒頻次在一個班次時間，能夠覆蓋到每一班至少1次。

3.4 Fanuc Picture新增面板報警信息

通過Fanuc Picture軟件編寫面板報警信息[4-5]，如圖5所示，與PMC報警線圈R6650.5關(guān)聯(lián)，PMC中R6650.5接通后，觸發(fā)面板報警提示所編輯的信息，如圖4所示。

圖4 Fanuc面板提示報警信息與措施

圖5 新增Fanuc面板報警信息

4 結(jié)語

通過現(xiàn)有工具和手段，新增伺服電池電量監(jiān)控與報警功能，同時在機(jī)床上實際調(diào)試，最終該方案達(dá)到了設(shè)計要求。本文給出的設(shè)計方法不僅提高了設(shè)備維護(hù)效率，降低了停機(jī)風(fēng)險，而且通過這一方案的成功實施，為設(shè)備維護(hù)人員在日常維護(hù)中，提供了一種維護(hù)方案和解決思路。