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基于Excel 的FANUC 系统参数诊断
2019-2-20  来源:沈阳机床股份有限公司  作者: 佟 冬 闵 立

  
      对于数控机床,最常见也是最难解决的问题就是由于错误设定NC 参数而引起的机床异常,这种错误通常是由误操作引起,很难发觉,机床也没有任何报警,但运行时却会表现异常。数控系统的NC 参数通常多至4 千~8 千,如何从如此众多的参数中找到设定错误的参数就变得十分棘手。基于这种情况, 可以巧妙利用Excel 强大的数据处理能力,来对NC 参数进行诊断。
  
      1 . 导入NC参数
  
      想要诊断NC 参数,首先是要将NC 参数的输出文件导入Excel 中, 可以使用“导入数据”功能,选择数据来源是文本即可。对应程序代码如下:
  
       
  
             
  
  
      2. 参数诊断
  
      为了更加方便地诊断参数,需要将所有的轴参数、主轴参数和通道参数进行分别提取,放在不同列中,便于分类进行诊断,这里使用Excel自有的函数功能即可实现。
  
      首先, 提取各轴及通道参数,如提取X 轴数据为:
  
       
  
      提取参数后部分如表2 所示。
  
  
      将提取的参数进行汇总比较,轴参数分类成X 轴参数、Y 轴参数、Z 轴参数、四轴参数、主轴参数及通道参数,在这里将通道参数及主轴参数汇总到B 轴参数列表中,X 轴参数汇总公式
  
       
  
      参数汇总后如表3 所示。
   
  
      在比较参数时遇到如下问题: 不同型号的机床电动机不同,意味着参数不同,不可简单进行参数比较,需要将待诊断的NC 参数文件的电动机参数进行提取、模糊匹配、注入以及再比较。也就是说,通过模糊匹配调出待诊断NC 参数文件中真实的电动机代码,再从标准库中调出相应的电动机参数注入到标准NC 参数列表中,然后与待诊断NC 参数文件进行比较,电动机参数一致后,在诊断时受到的干扰就大大减少了。电动机固有参数, 顾名思义就是指电动机的特征参数,绝大部分都是只读参数。根据电动机固有参数的参数值就可以确定电动机的具体型号。笔者做过统计,伺服轴的参数是101 个,主轴参数是69 个。 
  
     很多时候,电动机代码参数与实际电动机并不一致,所以要利用电动机固有参数进行模糊匹配,匹配度最高的即是真实电动机代码。
  
     由于电动机固有参数有一小部分是可以修改的,所以这里要用到模糊匹配方法找到待诊断的NC 参数文件中电动机的真实代码。本文所用到的模糊匹配属于一维模糊匹配,方法很简单,是将所有的电动机参数文件汇总,然后逐组进行调用并与待诊断的NC 参数文件中电动机固有参数进行比较,然后将匹配率最高的电动机代码返回给标准NC 参数文件。
  
     通过模糊匹配的方法获取到待诊断NC 参数文件的真实电动机代码,然后再将汇总的电动机
参数调用出来注入到已经提取到的标准NC 参数列表中。这样一来,待诊断NC 参数文件与标准
NC 参数文件电动机方面的参数就是一致的了,如果待诊断的NC 参数文件与标准电动机参数不
一致,则用紫色对参数进行标注,作为特别提醒予以重点关注。
  
     之后,将有问题的NC 参数文件同标准参数文件进行比较,即可找到异常参数,将不同的参
数标记成数字255,255 是红色的数字代码,然后进行单独提取。如X 轴参数比较公式:
  
      
  
     比较参数后如表4 所示。
  
  
     最后将提取出来的异常参数根据参数重要性进行归类并标示颜色,方便以后在界面上进行标识。颜色标识归类的公式为:
  
     
  
     根据参数的重要性将异常参数定义成不同数值, 分别为49152、65535、16711935 及
16776960。再根据不同轴数、不同NC 型号建立相应的标准NC 参数库,在诊断NC 参数文件时就可以进行相应选择并调用与之相同的NC 参数进行比较诊断了。
  
      3. 诊断界面
  
      在Excel 的开发选项中提供了VB 界面,方便将数据以界面的方式展现出来。在Excel 界面下,按Alt+F11,显示VBA 编程页面。可以根据实际功能进行页面设计及功能定义。设计好诊断界面后,将Excel 中的数据导入到界面中,并根据参数重要性进行颜色上的区分显示如表5 所示。
  
  
      由于异常参数的重要性是根据颜色的不同来确定的,所以在查找问题参数时,可以根据颜色来进行,在这里将绿色标识的参数号定义为对机床无影响参数,黄色为优化参数,蓝色为有影响参数,紫色为电动机固有参数。优先考虑的顺序为紫色、蓝色、黄色,绿色不考虑。如图1 所示。
  
  
     为更加方便查找问题,可以将诊断结果进行过滤。当主轴出现问题时,只看主轴部分的异常参数,当伺服轴出现问题时,只看伺服轴部分参数,这样更加方便快捷。为验证Excel 处理数据所需要的时间,在程序的首行和末行添加上时间功能。显示结果如图2 所示。仅需7s 就能轻松诊断出异常的NC参数,其效率要远远高于操作人员手动查询效率。
  
  
      4. 结语
  
     本文将Excel 的VBA 应用到FANUC 的NC数据处理上,使得机床调试更加方便快捷。由于数控系统的版本和机床制造厂家的设置不同,切莫生搬硬套文中的导入方法和函数公式,要参照机床说明书的具体要求导出数据表格,正确利用Excel 的自动处理功能来诊断NC 参数。
 





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