PLC控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床維修中的應(yīng)用

張素芳 李海松 仝寶意

[摘 ? ?要] ?在對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備進(jìn)行維修的過(guò)程中，要想對(duì)各項(xiàng)故障問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確的定位和徹底的解決，就要對(duì)原有的維修技術(shù)進(jìn)行全面的更新。當(dāng)前在開展維修工作時(shí)，已經(jīng)引進(jìn)了比較先進(jìn)的PLC控制技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的使用存在較多的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的多發(fā)性故障問(wèn)題進(jìn)行全面的分析，并且通過(guò)各個(gè)層面對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行處理。在對(duì)故障點(diǎn)的異常情況進(jìn)行解決時(shí)，可以保證數(shù)控機(jī)床設(shè)備與配套設(shè)施的充分連接，為維修工作的開展提供了有效的技術(shù)支撐。文章就PLC控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床維修中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)的分析和探討。

[關(guān)鍵詞]PLC控制技術(shù);數(shù)控機(jī)床維修;應(yīng)用;分析探討

[中圖分類號(hào)]TG659;TP273 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2022）03–00–03

Application of PLC Control Technology in NC Machine Tool Maintenance

Zhang Su-fang，Li Hai-song，Tong Bao-yi

[Abstract]In the process of NC machine tool equipment maintenance， in order to accurately locate and completely solve various fault problems， it is necessary to comprehensively update the original maintenance technology. At present， when carrying out maintenance work， more advanced PLC control technology has been introduced. The use of this technology has many advantages. It can comprehensively analyze the multiple faults of NC machine tool equipment， and deal with the faults at all levels. When solving the abnormal situation of the fault point， it can ensure the full connection between the NC machine tool equipment and supporting facilities， and provide effective technical support for the development of maintenance work. This paper analyzes and discusses the application of PLC control technology in the maintenance of NC machine tools.

[Keywords]PLC control technology; CNC machine tool maintenance; application; analysis and discussion

PLC控制技術(shù)在實(shí)踐的過(guò)程中，已經(jīng)發(fā)展得更加成熟，將在各個(gè)領(lǐng)域中都存在一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。利用這項(xiàng)技術(shù)開展數(shù)控機(jī)床設(shè)備的維修工作，可以對(duì)機(jī)床設(shè)備進(jìn)行全過(guò)程的調(diào)控，并且對(duì)機(jī)床設(shè)備運(yùn)行期間存在的異常情況進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別和消除。還可以在最短的時(shí)間內(nèi)，對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行全面的處理，不會(huì)對(duì)機(jī)床設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。在進(jìn)行PLC控制技術(shù)應(yīng)用時(shí)，可以采用精細(xì)化的調(diào)控形式，確保機(jī)床設(shè)備在使用時(shí)，能夠始終保持與配套設(shè)施的協(xié)調(diào)運(yùn)行。這種控制技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于相關(guān)企業(yè)的發(fā)展，存在重要的意義。

1 PLC控制技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

利用PLC控制技術(shù)開展數(shù)控機(jī)床設(shè)備的維修工作流程如圖1所示，第一種是根據(jù)PLC控制技術(shù)和CNC技術(shù)研發(fā)出的軟件，這種智能化的軟件在使用時(shí)，操作比較的方便，可以對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備維修過(guò)程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面的提取，并且利用內(nèi)部的信號(hào)對(duì)所有的資源進(jìn)行全面的共享。在對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸時(shí)，還存在儲(chǔ)存的功能，在一定程度上降低了數(shù)據(jù)信息的丟失和傳輸危險(xiǎn)性。在進(jìn)行PLC控制設(shè)備應(yīng)用時(shí)，需要選擇一些比較正規(guī)的生產(chǎn)商進(jìn)行設(shè)備的制作。與智能化的控制軟件相比較，這種設(shè)備在使用時(shí)存在較多的優(yōu)勢(shì)，不依附于CNC系統(tǒng)，就可以自動(dòng)地完成數(shù)控機(jī)床設(shè)備的檢測(cè)和維修等工作。雖然不同類型的設(shè)備在使用時(shí)，存在性能和配置的差異，但在實(shí)際使用的過(guò)程中，都存在一定的優(yōu)勢(shì)。

2 數(shù)控機(jī)床設(shè)備的常見故障問(wèn)題

2.1 操作故障問(wèn)題

在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床設(shè)備使用時(shí)，需要促進(jìn)機(jī)床設(shè)備與配套設(shè)施的有效磨合，才能進(jìn)一步提高設(shè)備的應(yīng)用穩(wěn)定性。機(jī)床設(shè)備在正常運(yùn)行階段，不會(huì)對(duì)內(nèi)部的元器件產(chǎn)生較大的負(fù)荷影響。但因?yàn)椴煌ぷ魅藛T的能力存在一定的差異，在進(jìn)行設(shè)備操作的過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)一定的失誤問(wèn)題。這種人為的影響因素，會(huì)降低設(shè)備的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性。因?yàn)樵谶M(jìn)行人工操作時(shí)，操作者會(huì)受到自身狀態(tài)和精力的影響，一旦出現(xiàn)失誤問(wèn)題，都會(huì)對(duì)設(shè)備的正常使用產(chǎn)生不良影響。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行智能化操作時(shí)，整體的失誤率比較低。但如果企業(yè)采用了人工操作形式，且沒(méi)有對(duì)工作人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)和教育，導(dǎo)致工作人員在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)存在比較嚴(yán)重的失誤問(wèn)題，但又無(wú)法對(duì)自身的行為是否規(guī)范進(jìn)行正確的判斷，這種問(wèn)題的出現(xiàn)會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的使用產(chǎn)生較大的影響。

2.2 元器件負(fù)荷故障問(wèn)題

在對(duì)機(jī)床設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，因?yàn)椴煌a(chǎn)商選擇的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)存在一定的差異。在進(jìn)行生產(chǎn)工藝使用時(shí)，也可能出現(xiàn)一定的失誤，導(dǎo)致制造出來(lái)的機(jī)床設(shè)備參數(shù)之間存在較大的偏差，不同批次的設(shè)備質(zhì)量和性能都存在一定的差異。如果在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床設(shè)備生產(chǎn)的過(guò)程中，設(shè)備的粗糙度比較高，就會(huì)與內(nèi)部的元器件產(chǎn)生較大的摩擦。在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中，就會(huì)對(duì)內(nèi)部的元器件產(chǎn)生較大的負(fù)荷沖擊。元器件屬于數(shù)控機(jī)床設(shè)備使用期間非常重要的內(nèi)部組成成分，一旦內(nèi)部元器件的性能不斷降低，會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生不良影響，嚴(yán)重者甚至?xí)l(fā)故障和安全問(wèn)題。在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床設(shè)備使用時(shí)，元器件的負(fù)荷沖擊屬于不可控的影響因素，且這種故障問(wèn)題的發(fā)生不存在科學(xué)規(guī)律，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)于機(jī)床設(shè)備的液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)中。在對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行排查時(shí)，也存在一定的難度，且無(wú)法對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行徹底的解決。

2.3 零件老化故障問(wèn)題

機(jī)床設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間的高負(fù)荷運(yùn)行之后，內(nèi)部的元件會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，導(dǎo)致元件的老化問(wèn)題變得更加嚴(yán)重。在對(duì)這一故障問(wèn)題進(jìn)行檢查時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題的發(fā)生存在一定的規(guī)律。雖然這種故障問(wèn)題的發(fā)生會(huì)遵循某個(gè)規(guī)律但利用這種規(guī)律對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行排查和處理時(shí)，無(wú)法對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)一的解決。因?yàn)樾枰獙?duì)機(jī)床設(shè)備進(jìn)行定期的防護(hù)和檢修，才能對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理。當(dāng)前設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造更加復(fù)雜，也引進(jìn)了一些新型的材料和構(gòu)件，導(dǎo)致在對(duì)這種零件老化故障問(wèn)題進(jìn)行處理時(shí)，檢修難度正在不斷增加。且多發(fā)性機(jī)床設(shè)備故障問(wèn)題存在多元化的特點(diǎn)，難以

在每次故障排查的過(guò)程中對(duì)隱形的缺陷問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別。利用PLC控制技術(shù)，對(duì)設(shè)備的故障問(wèn)題進(jìn)行排查和診治，雖然能夠?qū)收蠁?wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確定位和快速消除，但在具體實(shí)施時(shí)也會(huì)受到較多因素的影響，容易出現(xiàn)其他問(wèn)題。

3 PLC控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床維修中的應(yīng)用措施

3.1 提高工作診斷的效率

在對(duì)機(jī)床設(shè)備的故障問(wèn)題進(jìn)行診斷的過(guò)程中，主要是對(duì)數(shù)據(jù)信息的異常情況進(jìn)行診斷。利用PLC控制技術(shù)對(duì)機(jī)床設(shè)備進(jìn)行全方位的管理，需要構(gòu)建綜合控制系統(tǒng)，將其與機(jī)床設(shè)備進(jìn)行有效的連接，并且形成統(tǒng)一的整體。在對(duì)機(jī)床設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)機(jī)床的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息存在異常情況，就要對(duì)這些異常的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和判斷，從而對(duì)故障問(wèn)題的發(fā)生區(qū)域和具體的發(fā)生情況進(jìn)行全方位的了解。將PLC控制系統(tǒng)與機(jī)床設(shè)備進(jìn)行連接，需要了解系統(tǒng)的主要架構(gòu)和具體的應(yīng)用作用以及設(shè)備運(yùn)行期間的主要特征，才能促進(jìn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)際上PLC控制系統(tǒng)，具備精確的檢測(cè)功能，可以對(duì)設(shè)備運(yùn)行期間所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和提取。在監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)存在故障問(wèn)題，就要立即對(duì)故障數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收入，從而為后期維修工作的開，提供有效的數(shù)據(jù)支持。利用這些數(shù)據(jù)信息，維修人員可以快速對(duì)故障發(fā)生區(qū)域進(jìn)行定位，并且制定科學(xué)有效的維修方案，對(duì)故障進(jìn)行妥善的處理。利用這項(xiàng)技術(shù)對(duì)機(jī)床設(shè)備進(jìn)行管理，可以在最短的時(shí)間內(nèi)，對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行定位和排除，保證機(jī)床設(shè)備能夠始終保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)（圖2）。

在對(duì)動(dòng)作故障問(wèn)題進(jìn)行診斷時(shí)，需要提取動(dòng)作故障信息，從而對(duì)設(shè)備運(yùn)行期間產(chǎn)生的故障問(wèn)題進(jìn)行全面的排查。這項(xiàng)工作在開展時(shí)，具備一定的時(shí)效性特征，可以將自控動(dòng)作信息作為維修方案的數(shù)據(jù)參考。在對(duì)動(dòng)作故障問(wèn)題進(jìn)行排查時(shí)，首先要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并且對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面的記錄。在此基礎(chǔ)上，將故障數(shù)據(jù)信息，與設(shè)備正常運(yùn)行期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)的對(duì)比，從而對(duì)是否存在故障問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)的判斷。在進(jìn)行數(shù)據(jù)信息對(duì)比的過(guò)程中，可以對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和使用，提高了數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用價(jià)值。在進(jìn)行故障問(wèn)題處理時(shí)，需要借助相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，對(duì)故障問(wèn)題的發(fā)生區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別，并且對(duì)影響設(shè)備正常運(yùn)行的各項(xiàng)因素進(jìn)行全面的分析和控制。這種精確的診斷模式，可以為專業(yè)技術(shù)人員維修工作的開展提供清晰的指導(dǎo)，進(jìn)一步提高了維修工作的質(zhì)量。還可以縮減維修工作的時(shí)間，從而為設(shè)備的高效運(yùn)行提供有效的支持。

3.2 加強(qiáng)維修環(huán)節(jié)的管理

在對(duì)機(jī)床設(shè)備的故障問(wèn)題進(jìn)行排查之前，先要做好前期的準(zhǔn)備工作，要保證各項(xiàng)基礎(chǔ)條件完善，才能保證各項(xiàng)工作的有序進(jìn)行。在對(duì)機(jī)床設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析時(shí)，首先要對(duì)機(jī)床設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面的了解。如果機(jī)床設(shè)備在運(yùn)行期間已經(jīng)發(fā)出了相應(yīng)的警示信息，維修人員需要對(duì)主軸區(qū)域是否存在明顯的故障問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)的判斷，還要對(duì)故障問(wèn)題的發(fā)生區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的判定，才能為后期維修工作的開展奠定良好的基礎(chǔ)。在對(duì)機(jī)床設(shè)備主軸區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，可以借助潤(rùn)滑壓力開關(guān)對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的判定。在進(jìn)行PLC控制技術(shù)應(yīng)用時(shí)，可以對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精確的識(shí)別和消除。但要保證前期的基礎(chǔ)工作完善，并且預(yù)定提示模式，這樣才能提高維修工作的開展效率。如果發(fā)現(xiàn)機(jī)床設(shè)備內(nèi)部存在故障問(wèn)題，PLC控制系統(tǒng)需要第一時(shí)間發(fā)出相應(yīng)的提示信息，還要保證數(shù)據(jù)信息能夠第一時(shí)間被維修人員捕捉到。

前期準(zhǔn)備工作完成之后，需要對(duì)機(jī)床設(shè)備故障問(wèn)題進(jìn)行正式的排查。因?yàn)橹鬏S區(qū)域?qū)儆诠收蠁?wèn)題的多發(fā)區(qū)域，利用PLC控制技術(shù)，對(duì)這一區(qū)域進(jìn)行分析和判斷的過(guò)程中，需要借助控制信號(hào)，縮短故障問(wèn)題的識(shí)別時(shí)間。利用PLC控制技術(shù)，對(duì)主軸區(qū)域的構(gòu)件是否穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行判斷時(shí)，需要對(duì)控制系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)構(gòu)件的運(yùn)行特征進(jìn)行全面了解，在此基礎(chǔ)上對(duì)異常的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和判定。在對(duì)主軸區(qū)域的故障問(wèn)題進(jìn)行判斷時(shí)，動(dòng)力線構(gòu)件的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)對(duì)這項(xiàng)工作的開展產(chǎn)生較大的影響。

3.3 采用智能化的硬件連接形式

在對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備進(jìn)行維修時(shí)，要想對(duì)維修工作的開展質(zhì)量進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，就要保證機(jī)床設(shè)備能夠與硬件系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的連接，確保機(jī)床設(shè)備內(nèi)部的所有故障已經(jīng)被全面消除。在對(duì)機(jī)床設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制時(shí)，需要提取均衡化的系統(tǒng)信號(hào)，促使機(jī)床設(shè)備管理工作向著智能化方向發(fā)展。在對(duì)均衡化的信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，可以促進(jìn)設(shè)備之間的充分連接。但是在將PLC控制系統(tǒng)與機(jī)床設(shè)備進(jìn)行連接時(shí)，需要提高設(shè)備之間的適配性，才能充分利用PLC控制系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)和管理。在對(duì)機(jī)床設(shè)備進(jìn)行維修時(shí)，需要對(duì)不同類型硬件之間的連接性能進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，確保硬件之間能夠順利連接，才能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的協(xié)同化管理。在對(duì)電動(dòng)設(shè)備的連接情況進(jìn)行管理時(shí)，也需要充分借助PLC控制技術(shù)，對(duì)連接的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)。還需要做好硬件系統(tǒng)的定期更新，促進(jìn)機(jī)床設(shè)備的高效運(yùn)行。實(shí)際上，當(dāng)前在進(jìn)行硬件連接的過(guò)程中，已經(jīng)采用了高精度的控制形式，也可以通過(guò)對(duì)硬件之間的連接狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)，從而判斷機(jī)床設(shè)備是否存在故障問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

將PLC控制技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床設(shè)備的維修過(guò)程中，可以縮短維修工作的時(shí)間，提高機(jī)床設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性，且這項(xiàng)技術(shù)在使用時(shí)具備無(wú)可替代的作用。在實(shí)施此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，可以采用層次化的管理形式，提高機(jī)床設(shè)備的作業(yè)效率，降低工作人員的壓力。在對(duì)機(jī)床設(shè)備與配套設(shè)施進(jìn)行連接時(shí)，可以進(jìn)一步縮短連接的時(shí)間。將這項(xiàng)技術(shù)與傳統(tǒng)的維修工作進(jìn)行全方位的融合，可以進(jìn)一步提高機(jī)床工作的開展水平，從而對(duì)機(jī)床設(shè)備內(nèi)部存在的復(fù)雜故障問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和解決，促進(jìn)機(jī)床設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 高關(guān)勝，張鋒.故障診斷技術(shù)在數(shù)控機(jī)床維修中的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用[J].品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2022（1）：52-54.

[2] 閻磊.PLC控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床維修中的應(yīng)用分析[J].設(shè)備管理與維修，2021（15）：36-37.

[3] 聶篤偉.數(shù)控機(jī)床維修中PLC控制技術(shù)應(yīng)用[J].河北農(nóng)機(jī)，2021（7）：116-117.

[4] 王勇，崔勇，黃華棟.談如何建設(shè)高水平數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（7）：223-225.

[5] 排如克·努爾敦.數(shù)控機(jī)床維修中PLC控制技術(shù)應(yīng)用分析[J].中國(guó)設(shè)備工程，2020（23）：59-61.

[6] 朱蘭芬，徐燕.西門子數(shù)控機(jī)床維修工PLC技術(shù)資源開發(fā)的研究與思考[J].科技風(fēng)，2020（22）：60.