哈爾濱中天數(shù)控工具有限責(zé)任公司
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摘要：西門子840Dsl和828D系統(tǒng)配置了具有信號(hào)跟蹤的Trace功能界面。Trace功能可以監(jiān)控和跟蹤包括PLC、NC及驅(qū)動(dòng)等多種變量，且能靈活方便地顯示為圖表形式，在診斷方面具有不可替代的作用。這里介紹了Trace功能的使用方法及其意義，擴(kuò)展了西門子數(shù)控設(shè)備的故障診斷方法。
在840Dsl和828D數(shù)控系統(tǒng)中，Operate軟件中的N C/P L Ctrace 功能可用于跟蹤指定時(shí)間內(nèi)的變量狀態(tài)，并且將跟蹤的結(jié)果以圖表的形式顯示在屏幕上。數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)器和PLC的處理速度很快，最大的也在毫秒級(jí)。因此，通過肉眼觀察診斷畫面變量快速、突然的變化幾乎是不可能的。Trace功能彌補(bǔ)了這方面的不足，在一些特殊的診斷應(yīng)用中具有突出的效果。
1. 脈沖信號(hào)干擾的診斷
在實(shí)際的機(jī)床調(diào)試中，往往會(huì)遇到這種情況：編制一段PLC程序，在邏輯上沒有問題，通過電腦上的軟件模擬也沒有問題，即使在機(jī)床的實(shí)際運(yùn)行中，大多數(shù)時(shí)間也都是正常的，然而卻偶爾發(fā)生邏輯結(jié)果出錯(cuò)的情況，導(dǎo)致故障發(fā)生。
這種偶發(fā)的故障由于在邏輯上找不到問題，因此較難排除，Trace功能則能有效地解決這個(gè)問題。
圖 1
圖1所示是一段簡(jiǎn)單的單按鍵控制雙穩(wěn)態(tài)邏輯的PLC程序。通過邏輯分析可以看出，通過按鍵DB9010.DBX1.7的操作或通過M92/M93代碼的執(zhí)行，可以實(shí)現(xiàn)夾具動(dòng)作的切換，而M1.3（即液壓系統(tǒng)壓力到達(dá)）作為夾具動(dòng)作的條件，M150.4和M150.5用來存儲(chǔ)中間狀態(tài)。從邏輯上看是沒有問題的，然而在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了如下現(xiàn)象：
M92/M93 自動(dòng)執(zhí)行時(shí)動(dòng)作正常；手動(dòng)執(zhí)行時(shí)，動(dòng)作切換后馬上又自行切換回原狀態(tài)，且慢按按鈕更容易出現(xiàn)故障。
通過Trace功能查看信號(hào)變化：
（1）進(jìn)入Trace界面，選擇跟蹤變量（見圖2）。顯示如圖3所示畫面。
輸入需要跟蹤的變量，并選擇需要顯示的顏色：
M1.3 --------------------------紅色
DB9010.DBX1.7------------ 藍(lán)色
M150.4-----------------------灰色
M150.5-----------------------綠色
?。?）設(shè)置跟蹤條件。跟蹤的方式有兩種：限時(shí)跟蹤和通過變量值控制跟蹤。限時(shí)跟蹤是以系統(tǒng)采樣周期為基礎(chǔ)時(shí)鐘的，最精確的采樣時(shí)間只有10s，如果想延長跟蹤時(shí)間，只能通過隔幾個(gè)掃描周期采樣一次的方式，但是延時(shí)能力有限；根據(jù)變量值控制跟蹤的方式可以通過變量值變化來控制，以本例來說，設(shè)置了一個(gè)全局變量“_TRACE_ON”的
變化作為控制信號(hào)，當(dāng)_TRACE_ON=1時(shí)，跟蹤啟動(dòng)，_TRACE_ON=0時(shí)結(jié)束，_TRACE_ON的數(shù)值可在“參數(shù)”→“用戶變量”→“全局用戶變量”中直接操作賦值。設(shè)置畫面如圖4所示。
?。?）啟動(dòng)跟蹤并顯示結(jié)果。在“參數(shù)”→“用戶變量”界面中將R0修改為1，同時(shí)通過按鍵反復(fù)動(dòng)作夾具，當(dāng)出現(xiàn)故障問題時(shí)，將R0置0，同時(shí)觀察跟蹤曲線如圖5所示。
從圖5可以看出，機(jī)床實(shí)際運(yùn)行時(shí)，來自系統(tǒng)壓力的信號(hào)有脈沖式的波動(dòng)，當(dāng)按住按鍵的時(shí)間較長時(shí)，一旦遇到壓力信號(hào)的波動(dòng)，就會(huì)引發(fā)狀態(tài)的又一次切換，即符合上述故障現(xiàn)象，在重新校準(zhǔn)了壓力繼電器后，故障排除。
2. 軸運(yùn)行狀態(tài)的診斷
本公司生產(chǎn)的一種雙通道曲軸主軸頸加工車床SUC8117j，在進(jìn)行激光測(cè)量螺距時(shí)發(fā)現(xiàn)，二通道的X軸螺距誤差相對(duì)較大，補(bǔ)償值較大，而一通道的X軸則很好。該車床采用對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，兩側(cè)的X軸不應(yīng)有較大差距，為了提高機(jī)床的精度，幫助操作人員縮小可能存在的問題范圍，采用了Trace 功能監(jiān)控的方法檢查機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)。
首先機(jī)床運(yùn)行軸進(jìn)給程序：
AA:
G1 G90 X0 F1000
G4F2
X-50
G4F2
X-100
G4F2
X-150
…
GOTOB AA
程序可使 X 軸反復(fù)間歇運(yùn)行，同時(shí)應(yīng)用Trace功能監(jiān)控驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩實(shí)際值參數(shù)r0080，對(duì)比兩個(gè)軸的轉(zhuǎn)矩如圖6所示。
可以看到在名義負(fù)載相同的情況下，兩個(gè)X軸的轉(zhuǎn)矩值相差較大，說明實(shí)際負(fù)載有一定的差值，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)拉罩中支架發(fā)生了形變，更換拉罩解決了問題。
3. 結(jié)語
應(yīng)用Trace功能可以方便地監(jiān)控除了上述兩個(gè)例子外的其他多種變量：方式組、通道、軸、PLC報(bào)警及全局用戶變量等；圖表的形式可以縮放比例、調(diào)整顯示布局，十分方便直觀。但很多制造商和用戶對(duì)Trace功能還很不熟悉，因此推廣使用Trace功能進(jìn)行機(jī)床特殊信號(hào)的監(jiān)控、診斷具有一定的實(shí)際意義。
來源：沈陽機(jī)床成套設(shè)備有限責(zé)任公司 作者：孫 波
