计算机在数控设备管理与维修中的应用

作者：杭州先进齿轮箱集团 李科花

欢迎访问e展厅 展厅 7 工业PC/工控机展厅 DCS卡, 平板电脑, 工控板, 单板机, 监控系统, ... 1．前言 数控设备以其高精度、高效率、编程灵活、能实现自动加工等优点在我厂得到大量应用。我厂现有几十台数控设备，其中有日本MAZRK加工中心、匈牙利YBM-90加工中心、意大利数控剃齿机、瑞士STUDER数控磨床等，所配数控系统有德国西门子公司的SINUMERIK系列3、8、81OT、840NC，美国AB-8400NC。日本FANUC 3T、OT NC，日本三菱公司的M32、M520系列NC等。为确保这么多数控设备和系统的正常使用，其管理和维修水平必须跟上。经过几年的技术准备，我们数控技术科开发了用个人计算机为辅助的数控设备与故障诊断维修系统。利用该系统可与数控设备在线联机，可对机床参数（包括TOOL-DATA、FIX-DATA、AMP-DATA、PLC-DATA等）加工程序、PLC程序进行输入和输出，也可作离线的编辑、修改、存贮、备份等，还可对机床作实时监控，及时发现故障点，进行维修。 2．正文 2.1 计算机的软硬件配置 系统的硬件配置： 1）386以上个人计算机（为方便车间现场使用，我们选用笔记本式386 AST个人计算机） 2）24针式打印机 3）专用接口、专用电缆等 系统的软件配置： 1）MS-DOS6．22操作系统软件 2）与数控设备NC通讯的系统数据软件V24、PCIN、PCIO等 3）与数控设备PLC通讯的专用软件：包括与FANUC PMC通讯的数据软件与系统软件FAPT LADDER；与SINUMERIK S-5系列PLC（S5-100U、135U、115U等）通讯的系统数据软STEP5、GRAPH5等。 2.2 计算机在数控设备管理与维修中的具体应用方法 计算机系统只有在与数控设备的NC与PLC实现联机后，才能实现有效的管理与维修功能。 2.2.1 计算机与数控设备NC的通讯方式及实现的功能 我们所用笔记本式AST计算机有9针的RS-232标准串行接口，而数控设备NC装置上一般只有25针的RS-232s标准接口，两者之间须经专用电缆相连，才能通过专用软件的设置，进行相互信息交换。 NC与计算机（PC）的RS-232接口连接电缆信号关系图如下所示： 对于FANUC NC系列3T、OT等，有的设备只备有M5专用接口，须电缆转换成标准RS-232串行口，才能与计算机通讯。其转换电缆信号连接图如下： 现在国际上已有较完善的系统软件和数据软件用于计算机与数控设备的NC之间的通讯，目前常用的有：V24、PCIN、PCIO、PCCS等几种。我们常用的是德国西门子公司的AG通讯软件PCIO。 PCIO软件拥有软键及丰富的菜单单元，操作简单迅速，功能齐全。 NC通讯软件主要能实现以下功能： 1）串行口初始化设定接口号、波特率、数据位、停止位、校验位等参数。在计算机通讯软件中设置的这些参数必须与数控设备NC内部装置的参数相一致，NC与计算机之间才能顺利联机，进行通讯。 2）将数控设备NC内部数据送人至计算机内存。 3）将计算机内存数据输出至NC中。 4）对机床参数、加工程序等数据进行编辑、打印、删除等。 如果电缆信号连接准确，能正确运用接口通讯软件，计算机与数控设备的NC之间的信息就能顺利交换，通过PCIO系统数据软件即可对机床参数、加口工程序等进行输入／输出、编辑、存贮、备份等操作。 2.2.2 计算机与数控设备PLC的通讯方式及实现的功能 数控设备的pLC有两类：一类是专为实现数控机床顺序控制而设计制造的“内装型”（BUTLT一IN TYPE）PLC；另一类是标准的“独立型（STAND一ALONE TYPE）PLC。 目前我厂带内装式PLC的NC系统有FANUC 3T，OT等系统；SIEMENS公司的sINUMERIK810；AB公司的AB一84oo系统等。带独立型PLC的NC系统有SINUMERIK3，8系统，其PLC为SIMATICS5一100U,135U等。计算机须通过专用的接口和电缆与PLC相连，通过运用专用的系统软件和数据软件，才能与PLC进行数据交换与处理。计算机可对PLC作“在线”或“离线”式编程、传送、调试、机床状态监控等。 计算机与FANUC PMC的通讯有专门的系统软件和数据软件FAPT LADDER，和专用接口。（篇幅有限，这里不作详细介绍）通讯。我们将计算机上所用的ABC开关转换器改制成接口转换器，此转换器与PLC接口和计算机RS一232接口之间的电缆连接方式如下图所示： A口接AS511板，对于SINUMERIK S5独立型pLC系列，须经AS511转换板才能与计算机通讯。 B口接SINUMERIK 810系统的25针标准RS232串行口。810NC内部有软件可自行设置转换，可与ABC转换器直接相联。西门子S5系列PLC与计算机的通讯软件有STEP5、GRAPH5等。STEP5是一种功能齐全的系统数据软件，有丰富的软键和菜单单元，操作简便。 计算机与数控系统的pLC之间的通讯主要可实现以下功能： 1）利用键盘或软盘将pLC程序输入计算机中。计算机可将所有PLC程序存于软盘或打印成程序单、梯形图。 2）在液晶显示器上可显示PLC顺序程序。可通过键盘或光笔等进行编辑，并对编辑出现的程序错误进行诊断，并将诊断结果显示出来。 3）计算系统与PLC联机后，可将计算机内的程序送至CNC装置的PMC一RAM板中。也可将机床内RAM板上PLC程序送至计算机。 4）可以对PLc的运行状态进行监控，根据计算机的显示来分析PLC程序，分析机床的各种状态情况如温度是否过高，电磁阀是否动作等，及时发现故障点，尽快进行维修。 2.3 应用实例 利用计算机，我们将所有数控设备的机床参数、加工程序等进行备份、打印，建立档案，专门管理；还将部分PLC程序进行计算机备案，这对数控设备的维修、管理带来很多便利。 杭维柯变速器厂的青海加工中心，其NC为美国AB8400系统，一次由于电池故障，所有存于RAM板中的机床参数、加工程序全部丢失。此机床承担加工依维柯变速器壳体任务，任务急，而参数、程序量大，如象以前一样由手工面板输入，须几天时间，严重影响生产进程。但我们利用此计算机系统进行输入，只用了十几分钟时间，便将以前备份好的机床数据、加工程序等重新输回机床的NC中。这样大大减少了停机时间，提高了设备的使用效率。 一台数控磨床出现故障：机床不能启动，程序被锁住不能运行。此磨床的NC系统为sIMERIK810 CNC。经检查，外围线路均完好，故判断故障出自NC内部。由于机床无法启动，我们对机床进行数据大清，将原有机床NC内的机床参数、加工程序等全部清除，然后将以前备份好的数据用计算机送至NC能正常启动了，但机床的润滑、磨头等仍不能动作。我们再用计算机对机床的PLC程序进行分析，与原来备份好的PLC程序作了比较，发现机床的PLC程序出错，我们对其作了一一修改，重新输入后，终于使机床恢复动作。这样我们在计算机系统的帮助下，使机床全部恢复正常。 结束语 实践证明，利用计算机对数控设备进行辅助的管理与维修，方法简便，诊断维修效率高，使数控设备的管理与维修水平上了一个台阶，同时也可解决一些用常规方法无法处理的设备故障问题，减少了维修费用及停工时间，提高了设备的使用效率。(end)

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