基于PLC的數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修

陳慶偉

比澤爾制冷技術(shù)（中國(guó)）有限公司

基于PLC的數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修

陳慶偉

比澤爾制冷技術(shù)（中國(guó)）有限公司

隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化的不斷發(fā)展，基于PLC的數(shù)控機(jī)床在各生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用的越來(lái)越廣泛。然而PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用也給其故障維修診斷和維修帶來(lái)了一些新問(wèn)題，需要維修工作人員采取針對(duì)性的診斷和維修措施?；诖?，本文結(jié)合筆者實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，主要對(duì)基于PLC的數(shù)控機(jī)床及其故障診斷方法展開(kāi)探討，希望能夠?yàn)镻LC數(shù)控機(jī)床檢修提供一定的參考。

PLC技術(shù)；數(shù)控機(jī)床；故障診斷；維修策略

在數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中，PLC系統(tǒng)能夠有效實(shí)現(xiàn)CNC（Com?puterNumericalControl）與機(jī)床間的可靠連接，從而確保機(jī)床可以及時(shí)、穩(wěn)定的接受CNC發(fā)出的控制指令。由數(shù)控機(jī)床的維修實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，PLC系統(tǒng)發(fā)生故障的表現(xiàn)形式多種多樣，且發(fā)生故障的原因也比較多，無(wú)論是機(jī)械方面的原因還是電氣方面的原因，都有可能導(dǎo)致故障的產(chǎn)生，此外操作人員的不良習(xí)慣和機(jī)床保養(yǎng)工作不到位等原因也會(huì)引發(fā)故障。為確保PLC數(shù)控機(jī)床能夠穩(wěn)定、高效的運(yùn)行作業(yè)，我們必須確保故障診斷的及時(shí)、準(zhǔn)確性，這也是本文對(duì)PLC數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修展開(kāi)探討的根本原因。

一、PLC數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)析

數(shù)控機(jī)床中的PLC系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)控制裝置，其通常由CPU、I/O接口、存儲(chǔ)器以及電源等共同組成。由于數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造方法不盡相同，所以PLC系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中一般有兩種存在方式：一是內(nèi)裝型，即生產(chǎn)廠家將PLC系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)充分融合了在一起；二是獨(dú)立行，即PLC系統(tǒng)獨(dú)立于數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)之外，其具備較為完善的軟硬件功能，且可以單獨(dú)完成控制工作任務(wù)。

PLC系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床信息交換的中樞，其能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)與機(jī)床裝置的無(wú)縫交流，這中間不僅包括從PLC系統(tǒng)向機(jī)床發(fā)出的各類(lèi)指令信息（比如說(shuō)S、T功能的應(yīng)答信息），還包括機(jī)床向PLC系統(tǒng)發(fā)出的各類(lèi)信息（比如說(shuō)各項(xiàng)功能代表），這種雙向的信息交流讓PLC數(shù)控機(jī)床更加的智能化、高效化。

二、基于PLC的數(shù)控機(jī)床故障診斷方法

（一）基于PLC的數(shù)控機(jī)床故障表現(xiàn)形式

基于PLC的數(shù)控機(jī)床在發(fā)生故障時(shí)，通常會(huì)有以下三種表現(xiàn)形式：1、通過(guò)CNC報(bào)警能夠直接發(fā)現(xiàn)故障，并且系統(tǒng)會(huì)顯示出故障產(chǎn)生的原因。2、通過(guò)CNC報(bào)警能夠直接發(fā)現(xiàn)故障，但卻無(wú)法反映出故障產(chǎn)生的根本原因。3、故障在CNC中并沒(méi)有任何提示，這時(shí)診斷和維修故障就需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的檢測(cè)了。

（二）基于PLC的數(shù)控機(jī)床故障診斷方法

PLC數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的幾率非常低，即便發(fā)生故障往往也能通過(guò)自診斷檢測(cè)顯示出來(lái)。一般情況下，其故障多發(fā)生在PLC的外部輸入或輸出環(huán)節(jié)，發(fā)生故障時(shí)數(shù)控機(jī)床通常不會(huì)停機(jī)，大多情況下是在故障發(fā)生后才發(fā)現(xiàn)的，故障的發(fā)生會(huì)造成機(jī)床損壞、加工件報(bào)廢或者是生產(chǎn)事故等不良后果。因此，我們必須加強(qiáng)PLC數(shù)控機(jī)床的故障診斷，常用的方法主要有以下幾點(diǎn)。

1、經(jīng)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行故障診斷

當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，通常數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能便可以診斷故障并在CRT上將相關(guān)信息顯示出來(lái)，然后維修工作人員就可以根據(jù)CNC系統(tǒng)所提供的機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)信息并和各運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，便可以迅速完成故障診斷和故障排除了。

2、經(jīng)機(jī)床動(dòng)作順序進(jìn)行故障診斷

數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程中，刀具、托盤(pán)、模具等裝置的自動(dòng)交換動(dòng)作，都有標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作順序和工作程序，因此發(fā)生故障時(shí)，我們可以通過(guò)觀察各部分裝置的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，看其是否在動(dòng)作順序和工作程序上的異常，以此來(lái)判定PLC數(shù)控機(jī)床是否發(fā)生了故障，然后再根據(jù)故障查明原因，并采取針對(duì)性的故障排除措施。

3、經(jīng)PLC梯形圖進(jìn)行故障診斷

維修工作人員還可以在充分了解數(shù)控機(jī)床工作原理、連鎖關(guān)系以及動(dòng)作順序的基礎(chǔ)上，通過(guò)使用CNC系統(tǒng)的自診斷功能或者采用外部編程器，經(jīng)過(guò)PLC梯形圖來(lái)檢驗(yàn)系統(tǒng)的輸入/輸出狀態(tài)，并實(shí)時(shí)查看PLC系統(tǒng)和機(jī)床的運(yùn)行狀況，以此來(lái)綜合判定故障及其發(fā)生的原因。

4、經(jīng)PLC系統(tǒng)的輸入/輸出接口進(jìn)行故障診斷

PLC數(shù)控機(jī)床輸入/輸出接口出的信號(hào)狀態(tài)能夠通過(guò)CRT來(lái)顯示，如果發(fā)生故障時(shí)可以初步確認(rèn)是輸入/輸出信號(hào)存在故障問(wèn)題，在具體診斷時(shí)，便可以通過(guò)查看接口處的信號(hào)狀態(tài)來(lái)判定故障發(fā)生的部位，也可以藉此判定到底是數(shù)控裝置方面發(fā)生了故障還是機(jī)床方面產(chǎn)生了故障。如果數(shù)控系統(tǒng)的各硬件部分不存在故障，不需要查看電路圖或梯形圖，只需要通過(guò)查詢輸入/輸出接口的信號(hào)狀態(tài)便能夠查明故障及其發(fā)生的原因。此外，也可以通過(guò)分析數(shù)控機(jī)床的輸入/輸出狀態(tài)歷史記錄，比較故障狀態(tài)和正常狀態(tài)的差異之處，也能夠迅速查明故障所在；但采用這種方法必須對(duì)控制對(duì)象輸入/輸出接口的故障狀態(tài)和正常狀態(tài)都非常熟悉才行。

5、經(jīng)控制對(duì)象的工作原理進(jìn)行故障診斷

數(shù)控機(jī)床中的PLC控制系統(tǒng)都是基于控制對(duì)象的工作原理進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的，所以說(shuō)PLC控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，我們可以通過(guò)分析控制對(duì)象的工作原理，然后結(jié)合信號(hào)的輸入/輸出狀態(tài)對(duì)故障進(jìn)行分析和診斷，并采取相對(duì)應(yīng)的故障排除措施。

6、經(jīng)動(dòng)態(tài)跟蹤PLC梯形圖進(jìn)行故障診斷

在PLC數(shù)控機(jī)床實(shí)際檢修過(guò)程中，往往還會(huì)存在這樣一種問(wèn)題，那就是部分?jǐn)?shù)控機(jī)床發(fā)生了故障，但查看輸入、輸出信號(hào)以及其它標(biāo)志均顯示正常。這類(lèi)故障的診斷就需要對(duì)PLC梯形圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤了，通過(guò)連續(xù)觀察信號(hào)輸入/輸出狀態(tài)及各項(xiàng)標(biāo)志的瞬間變化，然后再根據(jù)PLC系統(tǒng)的工作原理分析并診斷故障，同時(shí)采取針對(duì)性的故障排除措施。

結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，基于PLC的數(shù)控機(jī)床在日常運(yùn)行過(guò)程中難免會(huì)因?yàn)殡姎夥矫嬖?、機(jī)械方面原因或者人為原因等發(fā)生故障。因此，為了確保數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行和生產(chǎn)活動(dòng)的效率效益，我們必須及時(shí)進(jìn)行故障診斷和維修。在故障診斷和維修過(guò)程中，除自診斷技術(shù)外，信號(hào)狀態(tài)檢測(cè)和按照控制對(duì)象工作原理進(jìn)行故障診斷是最為有效的兩種方式，值得我們推廣應(yīng)用。

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