基于Excel 的FANUC 系統(tǒng)參數(shù)診斷
2019-2-20 來(lái)源：沈陽(yáng)機(jī)床股份有限公司 作者： 佟 冬 閔 立
對(duì)于數(shù)控機(jī)床，最常見(jiàn)也是最難解決的問(wèn)題就是由于錯(cuò)誤設(shè)定NC 參數(shù)而引起的機(jī)床異常，這種錯(cuò)誤通常是由誤操作引起，很難發(fā)覺(jué)，機(jī)床也沒(méi)有任何報(bào)警，但運(yùn)行時(shí)卻會(huì)表現(xiàn)異常。數(shù)控系統(tǒng)的NC 參數(shù)通常多至4 千~8 千，如何從如此眾多的參數(shù)中找到設(shè)定錯(cuò)誤的參數(shù)就變得十分棘手。基于這種情況， 可以巧妙利用Excel 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，來(lái)對(duì)NC 參數(shù)進(jìn)行診斷。
1 . 導(dǎo)入NC參數(shù)
想要診斷NC 參數(shù)，首先是要將NC 參數(shù)的輸出文件導(dǎo)入Excel 中， 可以使用“導(dǎo)入數(shù)據(jù)”功能，選擇數(shù)據(jù)來(lái)源是文本即可。對(duì)應(yīng)程序代碼如下：
2. 參數(shù)診斷
為了更加方便地診斷參數(shù)，需要將所有的軸參數(shù)、主軸參數(shù)和通道參數(shù)進(jìn)行分別提取，放在不同列中，便于分類(lèi)進(jìn)行診斷，這里使用Excel自有的函數(shù)功能即可實(shí)現(xiàn)。
首先， 提取各軸及通道參數(shù)，如提取X 軸數(shù)據(jù)為：
提取參數(shù)后部分如表2 所示。
將提取的參數(shù)進(jìn)行匯總比較，軸參數(shù)分類(lèi)成X 軸參數(shù)、Y 軸參數(shù)、Z 軸參數(shù)、四軸參數(shù)、主軸參數(shù)及通道參數(shù)，在這里將通道參數(shù)及主軸參數(shù)匯總到B 軸參數(shù)列表中，X 軸參數(shù)匯總公式
參數(shù)匯總后如表3 所示。
在比較參數(shù)時(shí)遇到如下問(wèn)題： 不同型號(hào)的機(jī)床電動(dòng)機(jī)不同，意味著參數(shù)不同，不可簡(jiǎn)單進(jìn)行參數(shù)比較，需要將待診斷的NC 參數(shù)文件的電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行提取、模糊匹配、注入以及再比較。也就是說(shuō)，通過(guò)模糊匹配調(diào)出待診斷NC 參數(shù)文件中真實(shí)的電動(dòng)機(jī)代碼，再?gòu)臉?biāo)準(zhǔn)庫(kù)中調(diào)出相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)參數(shù)注入到標(biāo)準(zhǔn)NC 參數(shù)列表中，然后與待診斷NC 參數(shù)文件進(jìn)行比較，電動(dòng)機(jī)參數(shù)一致后，在診斷時(shí)受到的干擾就大大減少了。電動(dòng)機(jī)固有參數(shù)， 顧名思義就是指電動(dòng)機(jī)的特征參數(shù)，絕大部分都是只讀參數(shù)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)固有參數(shù)的參數(shù)值就可以確定電動(dòng)機(jī)的具體型號(hào)。筆者做過(guò)統(tǒng)計(jì)，伺服軸的參數(shù)是101 個(gè)，主軸參數(shù)是69 個(gè)。
很多時(shí)候，電動(dòng)機(jī)代碼參數(shù)與實(shí)際電動(dòng)機(jī)并不一致，所以要利用電動(dòng)機(jī)固有參數(shù)進(jìn)行模糊匹配，匹配度最高的即是真實(shí)電動(dòng)機(jī)代碼。
由于電動(dòng)機(jī)固有參數(shù)有一小部分是可以修改的，所以這里要用到模糊匹配方法找到待診斷的NC 參數(shù)文件中電動(dòng)機(jī)的真實(shí)代碼。本文所用到的模糊匹配屬于一維模糊匹配，方法很簡(jiǎn)單，是將所有的電動(dòng)機(jī)參數(shù)文件匯總，然后逐組進(jìn)行調(diào)用并與待診斷的NC 參數(shù)文件中電動(dòng)機(jī)固有參數(shù)進(jìn)行比較，然后將匹配率最高的電動(dòng)機(jī)代碼返回給標(biāo)準(zhǔn)NC 參數(shù)文件。
通過(guò)模糊匹配的方法獲取到待診斷NC 參數(shù)文件的真實(shí)電動(dòng)機(jī)代碼，然后再將匯總的電動(dòng)機(jī)
參數(shù)調(diào)用出來(lái)注入到已經(jīng)提取到的標(biāo)準(zhǔn)NC 參數(shù)列表中。這樣一來(lái)，待診斷NC 參數(shù)文件與標(biāo)準(zhǔn)
NC 參數(shù)文件電動(dòng)機(jī)方面的參數(shù)就是一致的了，如果待診斷的NC 參數(shù)文件與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)參數(shù)不
一致，則用紫色對(duì)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)注，作為特別提醒予以重點(diǎn)關(guān)注。
之后，將有問(wèn)題的NC 參數(shù)文件同標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)文件進(jìn)行比較，即可找到異常參數(shù)，將不同的參
數(shù)標(biāo)記成數(shù)字255，255 是紅色的數(shù)字代碼，然后進(jìn)行單獨(dú)提取。如X 軸參數(shù)比較公式:
比較參數(shù)后如表4 所示。
最后將提取出來(lái)的異常參數(shù)根據(jù)參數(shù)重要性進(jìn)行歸類(lèi)并標(biāo)示顏色，方便以后在界面上進(jìn)行標(biāo)識(shí)。顏色標(biāo)識(shí)歸類(lèi)的公式為：
根據(jù)參數(shù)的重要性將異常參數(shù)定義成不同數(shù)值， 分別為49152、65535、16711935 及
16776960。再根據(jù)不同軸數(shù)、不同NC 型號(hào)建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)NC 參數(shù)庫(kù)，在診斷NC 參數(shù)文件時(shí)就可以進(jìn)行相應(yīng)選擇并調(diào)用與之相同的NC 參數(shù)進(jìn)行比較診斷了。
3. 診斷界面
在Excel 的開(kāi)發(fā)選項(xiàng)中提供了VB 界面，方便將數(shù)據(jù)以界面的方式展現(xiàn)出來(lái)。在Excel 界面下，按Alt+F11，顯示VBA 編程頁(yè)面。可以根據(jù)實(shí)際功能進(jìn)行頁(yè)面設(shè)計(jì)及功能定義。設(shè)計(jì)好診斷界面后，將Excel 中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到界面中，并根據(jù)參數(shù)重要性進(jìn)行顏色上的區(qū)分顯示如表5 所示。
由于異常參數(shù)的重要性是根據(jù)顏色的不同來(lái)確定的，所以在查找問(wèn)題參數(shù)時(shí)，可以根據(jù)顏色來(lái)進(jìn)行，在這里將綠色標(biāo)識(shí)的參數(shù)號(hào)定義為對(duì)機(jī)床無(wú)影響參數(shù)，黃色為優(yōu)化參數(shù)，藍(lán)色為有影響參數(shù)，紫色為電動(dòng)機(jī)固有參數(shù)。優(yōu)先考慮的順序?yàn)樽仙⑺{(lán)色、黃色，綠色不考慮。如圖1 所示。
為更加方便查找問(wèn)題，可以將診斷結(jié)果進(jìn)行過(guò)濾。當(dāng)主軸出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，只看主軸部分的異常參數(shù)，當(dāng)伺服軸出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，只看伺服軸部分參數(shù)，這樣更加方便快捷。為驗(yàn)證Excel 處理數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間，在程序的首行和末行添加上時(shí)間功能。顯示結(jié)果如圖2 所示。僅需7s 就能輕松診斷出異常的NC參數(shù)，其效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于操作人員手動(dòng)查詢(xún)效率。
4. 結(jié)語(yǔ)
本文將Excel 的VBA 應(yīng)用到FANUC 的NC數(shù)據(jù)處理上，使得機(jī)床調(diào)試更加方便快捷。由于數(shù)控系統(tǒng)的版本和機(jī)床制造廠(chǎng)家的設(shè)置不同，切莫生搬硬套文中的導(dǎo)入方法和函數(shù)公式，要參照機(jī)床說(shuō)明書(shū)的具體要求導(dǎo)出數(shù)據(jù)表格，正確利用Excel 的自動(dòng)處理功能來(lái)診斷NC 參數(shù)。
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