數(shù)控機(jī)床PLC相關(guān)故障診斷維修方法分析

摘 要：近年來(lái)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)逐漸增長(zhǎng)及科學(xué)技術(shù)水平日益提高的背景下，越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用于工業(yè)當(dāng)中，其中在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域便廣泛應(yīng)用了PLC技術(shù)。PCL技術(shù)的應(yīng)用，為控制數(shù)控機(jī)床起到了至關(guān)重要的作用。本文筆者重點(diǎn)對(duì)PLC技術(shù)應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床故障診斷當(dāng)中的方法及步驟進(jìn)行了分析，并結(jié)合實(shí)際案例證明PLC技術(shù)應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床故障診斷過(guò)程中的有效性。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；PLC；故障診斷；維修方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.118

PLC作為現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的一部分，在CNC與機(jī)床之間發(fā)揮控制功能。在實(shí)踐應(yīng)用中，它能夠響應(yīng)輸入的離散信息，并在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算，最后作出針對(duì)性的動(dòng)作。數(shù)控機(jī)床中的PLC能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)潛在故障，并對(duì)故障產(chǎn)生原因予以診斷，為維修人員維修提供支持。文章從PLC技術(shù)內(nèi)涵及信息交換方式入手，并對(duì)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床PLC故障診斷及維修進(jìn)行分析和研究。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用和普及。在實(shí)踐中，PLC能夠?qū)?shù)控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各環(huán)節(jié)存在的故障，且能夠節(jié)省更多維修成本，對(duì)于現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展具有重要意義。

1 PLC概述

PLC是數(shù)控系統(tǒng)的一部分，是裝置與數(shù)控系統(tǒng)一體化的產(chǎn)物，具有高效性、便捷性等優(yōu)勢(shì)。PLC在應(yīng)用中，是數(shù)控系統(tǒng)邏輯控制的通道，且是系統(tǒng)反饋的必經(jīng)之路，對(duì)于數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展具有推動(dòng)作用。除此之外，PLC能夠?yàn)闄C(jī)床故障診斷提供極大的支持，節(jié)約更多成本。數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部處理信息主要由兩類(lèi)構(gòu)成，一是控制坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)連續(xù)數(shù)字信息，由CNC系統(tǒng)負(fù)責(zé)，二是控制刀具更換、主軸啟停等離散信息，主要由PLC實(shí)現(xiàn)。數(shù)控系統(tǒng)中的PLC信息交換，建立在PLC技術(shù)基礎(chǔ)之上，為CNC、PLC等主體之間信息傳遞提供平臺(tái)。其中PLC與CNC之間信息交換具有雙向性特點(diǎn)，其中前者向后者傳輸?shù)男畔?，主要涉及M、S、T功能應(yīng)答信息。后者向前者傳遞的信息，功能代碼為M、S、T及手動(dòng)等信息，范圍更廣。

2 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床PLC故障診斷及維修

2.1 根據(jù)報(bào)警號(hào)

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，能夠?qū)⒐收闲畔@示在CRT上，借助報(bào)警號(hào)診斷故障，是較為常見(jiàn)的診斷方式之一。如若機(jī)床產(chǎn)生故障，且顯示相應(yīng)信號(hào)，那么維修人員要根據(jù)此查閱手冊(cè)，對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行分析和診斷，以此來(lái)排除和檢修故障。如針對(duì)SINUMERIK820數(shù)控系統(tǒng)加工中心來(lái)說(shuō)，顯示器上顯示7035號(hào)信息，查閱手冊(cè)后確定為工作臺(tái)分度盤(pán)不回落。針對(duì)該問(wèn)題，人員可以手動(dòng)處理YV06電磁閥，觀察工作提分度盤(pán)是否能夠回落，以此來(lái)判斷故障具體位置。

2.2 根據(jù)工作原理

通常情況下，數(shù)控機(jī)床PLC程序是針對(duì)其控制對(duì)象工作原理設(shè)計(jì)的。因此可以根據(jù)此判斷故障位置及原因。如針對(duì)裝有FANUCOTC系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床來(lái)說(shuō)，踩下腳踏開(kāi)關(guān)，工件無(wú)法卡住。對(duì)于該故障，我們以機(jī)床工作原理為基礎(chǔ)，首次落下腳踏，工件應(yīng)卡緊，二次要松開(kāi)。但是腳踏踩下后，輸入的X2.2始終表現(xiàn)為“0”，可以判斷腳踏開(kāi)關(guān)故障。所以，為了保證機(jī)床工作狀態(tài)平穩(wěn)正常，在維修過(guò)程中要注意及時(shí)更換腳踏開(kāi)關(guān)。同時(shí)，還需要對(duì)各機(jī)構(gòu)動(dòng)作進(jìn)行充分了解，包括啟動(dòng)、定值及松開(kāi)等。

2.3 根據(jù)動(dòng)作順序

對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，其中刀具、托盤(pán)等裝置在動(dòng)作交換時(shí)，會(huì)按照預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行。因此在故障排查中，可以根據(jù)動(dòng)作順序判斷是否存在故障。如針對(duì)某立式加工中心自動(dòng)換刀控制情況來(lái)看，當(dāng)?shù)侗燮揭频教囟ㄎ恢脮r(shí)，沒(méi)有拔刀動(dòng)作。結(jié)合動(dòng)作順序分析故障，主要是由主軸處于抓刀狀態(tài)，換刀臂無(wú)法下移；或者換刀臂升降電磁閥狀態(tài)不變，導(dǎo)致下個(gè)環(huán)節(jié)沒(méi)有接收到指定指令引發(fā)故障。

2.4 根據(jù)PLC的I/O狀態(tài)

一般來(lái)說(shuō)，如果不是硬件故障，可以直接查詢接口狀態(tài)判斷故障產(chǎn)生的原因。如針對(duì)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)防護(hù)門(mén)關(guān)閉不上，且自動(dòng)加工無(wú)法順利開(kāi)展故障但并沒(méi)有顯示。以PLC的I/0狀態(tài)為依據(jù)，對(duì)故障進(jìn)行診斷?；跀?shù)控機(jī)床當(dāng)中，CNC系統(tǒng)、PLC及機(jī)床間是經(jīng)I/0接口實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞的。按照這一思路進(jìn)行分析最后判定中間繼電器損壞依法的故障，故可以更換該設(shè)備，盡快排除故障，從而確保系統(tǒng)能夠再次恢復(fù)到正常狀態(tài)，投入到產(chǎn)品生產(chǎn)中。

2.5 根據(jù)PLC梯形圖

參考PLC梯形圖判斷故障，能夠高效解決數(shù)控機(jī)床外圍故障，提高系統(tǒng)運(yùn)行有效性。在實(shí)踐中，為了確保故障診斷準(zhǔn)確，維修人員要熟悉機(jī)床工作原理，其中，CPU屬于PLC的核心部分，它的主要功能是對(duì)用戶程序及數(shù)據(jù)進(jìn)行接收及輸入，并對(duì)各類(lèi)信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行查詢，診斷無(wú)誤之后，PLC便開(kāi)始運(yùn)行。如針對(duì)配備SINUMERIK810數(shù)控系統(tǒng)雙工來(lái)看，機(jī)床在AUTOMATIC方式運(yùn)行下，工件在1工位時(shí)，能夠完成加工2時(shí)，主軸尚未退到指定位置，并出現(xiàn)停轉(zhuǎn)情況。對(duì)此通過(guò)對(duì)主軸傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，并未發(fā)現(xiàn)其中問(wèn)題。然后配合梯形圖，能夠發(fā)現(xiàn)刀具液壓卡緊力在波動(dòng)，調(diào)整液壓后，能夠確保其保持到正常狀態(tài)，以此來(lái)有效排除故障。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上文所述，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，PLC憑借自身靈活、高效等優(yōu)勢(shì)在實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用。在現(xiàn)實(shí)中，基于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、提高生產(chǎn)效率等目的，維修人員要加強(qiáng)對(duì)數(shù)控機(jī)床各部分的了解。堅(jiān)持針對(duì)性原則，參考PLC梯形圖、數(shù)控機(jī)床工作原理等判斷系統(tǒng)潛在的故障，確定故障所在位置及其原因，并在此基礎(chǔ)上采取合理的措施加以調(diào)整和優(yōu)化，不斷提高數(shù)控機(jī)床運(yùn)行有效性，確保產(chǎn)品生產(chǎn)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從而促進(jìn)現(xiàn)代制造業(yè)持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：司昌練（1960-），男，陜西乾縣人，本科，講師，研究方向：電氣控制。