PLC在數(shù)控機(jī)床故障維修中的應(yīng)用與實(shí)踐研究

王鑫俊

摘 要：在數(shù)控機(jī)床故障維修中，PLC的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注與重視，可以作為NC與機(jī)床之間的銜接橋梁，不僅能夠接受NC的控制指令，還可以按照機(jī)床的控制信號(hào)，對(duì)內(nèi)部程序的順序進(jìn)行分析，為機(jī)床下發(fā)指令，以便于實(shí)施電磁閥結(jié)構(gòu)、繼電器結(jié)構(gòu)、指示燈結(jié)構(gòu)的控制工作，并為NC發(fā)送狀態(tài)信號(hào)數(shù)據(jù)信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，采取有效措施解決問題，提升機(jī)床故障維修效果。

關(guān)鍵詞：PLC；數(shù)控機(jī)床故障維修；應(yīng)用措施

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）05-0141-02

Abstract： The application of PLC in NC machine tool fault maintenance has been paid more and more attention. It can be used as a bridge between NC and machine tool， and can not only accept NC control instructions. According to the control signal of the machine tool， the sequence of the internal program can be analyzed， and instructions can be issued for the machine tool， so as to implement the control work of the structure of the solenoid valve， the structure of the relay and the structure of the indicator lamp， and send the status signal data information for NC， find out the existing problems in time， take effective measures to solve the problem， and improve the machine tool fault maintenance effect.

Keywords： PLC； maintenance of NC machine tools； application measures

企業(yè)應(yīng)用PLC方式開展數(shù)控機(jī)床故障維修工作，應(yīng)明確各類信號(hào)的控制特點(diǎn)與要求，對(duì)其進(jìn)行合理的管理與控制，協(xié)調(diào)工作之間的關(guān)系，創(chuàng)新管理工作形式，滿足當(dāng)前的發(fā)展需求，達(dá)到預(yù)期的控制目的。

1 數(shù)控機(jī)床故障特點(diǎn)分析

在應(yīng)用PLC之前，需針對(duì)數(shù)控機(jī)床故障特點(diǎn)進(jìn)行合理的分析，以便于提升維修工作效果，滿足當(dāng)前的發(fā)展需求。具體故障特點(diǎn)表現(xiàn)為：第一，由于數(shù)控機(jī)床的表面幾何形狀存在偏差，且粗糙度較高，在使用一段時(shí)間之后，會(huì)在摩擦作用的影響之下，出現(xiàn)電器元件的負(fù)荷沖擊問題，嚴(yán)重影響其使用效果，很容易發(fā)生故障問題。通常情況下，此類故障沒有規(guī)律可循，多發(fā)生于電氣結(jié)構(gòu)與液壓結(jié)構(gòu)中。第二，數(shù)控機(jī)床在經(jīng)歷磨合之后，會(huì)進(jìn)入較為穩(wěn)定的工作時(shí)期，故障發(fā)生率較低，但是，受到人為因素的影響，經(jīng)常發(fā)生故障問題，主要因?yàn)楣ぷ魅藛T的誤操作率較高，不能保證自身工作行為的正確性，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床設(shè)備的運(yùn)行受到嚴(yán)重影響。第三，在數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)衰退時(shí)期，零部件開始出現(xiàn)磨損與老化的現(xiàn)象，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的故障問題。在此期間，很多故障具備一定規(guī)律，形成漸變性的故障問題，可以利用合理的檢查方式排除故障問題。由于數(shù)控機(jī)床自身具備一定的復(fù)雜性特點(diǎn)，導(dǎo)致故障診斷工作與處理內(nèi)容較為特殊，不能保證檢測(cè)效果與處理水平。因此，在使用PLC方式開展維修工作的過程中，相關(guān)部門應(yīng)根據(jù)數(shù)控機(jī)床故障維修特點(diǎn)與要求實(shí)施工作，對(duì)其進(jìn)行全面的管理與維護(hù)，優(yōu)化相關(guān)管理機(jī)制，滿足當(dāng)前的發(fā)展需求。

2 PLC在數(shù)控機(jī)床故障維修中的思路

（1）數(shù)據(jù)故障進(jìn)行診斷。在診斷故障的過程中，可將PLC程序作為重點(diǎn)內(nèi)容，將其與數(shù)控機(jī)床聯(lián)系在一起，在實(shí)際檢測(cè)與診斷期間，根據(jù)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與相關(guān)功能，對(duì)動(dòng)作文本與報(bào)警文本進(jìn)行編制，以此實(shí)現(xiàn)監(jiān)控工作。如果數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)異常狀況，就會(huì)發(fā)出警報(bào)，可以將其作為維修信息與依據(jù)，保證數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的維修效果。

例如：某企業(yè)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中的環(huán)刀系統(tǒng)在運(yùn)行期間，環(huán)刀指令沒有動(dòng)作，機(jī)械設(shè)備的臂部停留在中間的區(qū)域，PLC發(fā)出了警告信號(hào)。在觀察信號(hào)之后可以得知，環(huán)刀系統(tǒng)的檢測(cè)信號(hào)為0，刀庫中的環(huán)刀位置不符合相關(guān)要求。根據(jù)相關(guān)檢測(cè)內(nèi)容，使用PLC開展輔助維修工作，將信號(hào)輸送到PLC相關(guān)輸入口中，采取終端方式對(duì)刀具進(jìn)行更換。在此期間，通過科學(xué)的檢查方式可以發(fā)現(xiàn)，開關(guān)五信號(hào)的主要原因就是液壓與機(jī)械設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量較低，不能保證實(shí)際管理與處理效果，且開關(guān)失靈的問題較為嚴(yán)重，不能保證管理水平。

因此，企業(yè)針對(duì)道路附近的開關(guān)進(jìn)行檢查，利用金屬片對(duì)開關(guān)的感應(yīng)情況進(jìn)行檢測(cè)，排除開關(guān)失靈的問題。在檢查中發(fā)現(xiàn)開關(guān)的運(yùn)行處于正常狀態(tài)，主要故障原因就是機(jī)械臂的位置不符合規(guī)定。在機(jī)械檢查的過程中，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)臂縮回的動(dòng)作，電磁閥的控制效果較差，在手動(dòng)電磁閥之后，將機(jī)械臂退回到位置中，使得機(jī)械設(shè)備恢復(fù)正常。在此期間，需針對(duì)電磁閥的環(huán)刀位置進(jìn)行分析，明確定位功能與使用特點(diǎn)，從而排除了機(jī)械設(shè)備阻滯問題。在分析中可以得知，PLC的應(yīng)用，需針對(duì)信號(hào)輸入情況進(jìn)行分析，保證輸入動(dòng)作的準(zhǔn)確性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，采取合理的措施解決問題。同時(shí)，在數(shù)控機(jī)床連續(xù)運(yùn)行期間，應(yīng)按照維修手冊(cè)相關(guān)要求，針對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行全面的維修，在操作觀察期間，提升刀庫操作管理水平，協(xié)調(diào)各方面工作之間的關(guān)系，創(chuàng)建多元化的管理機(jī)制，以便于增強(qiáng)數(shù)控機(jī)床故障維修效果，優(yōu)化各方面發(fā)展機(jī)制與工作體系，完成當(dāng)前的操作任務(wù)，排除數(shù)控機(jī)床的故障問題[1]。endprint

（2）動(dòng)作故障診斷分析。在數(shù)控機(jī)床故障診斷期間，可根據(jù)動(dòng)作順序等開展診斷工作，利用自動(dòng)交換動(dòng)作的順序完成相關(guān)任務(wù)，對(duì)機(jī)械裝置的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行觀察，在正常動(dòng)作的對(duì)比之下，明確是否出現(xiàn)故障問題，發(fā)現(xiàn)可疑現(xiàn)象，明確故障原因，以此提升維修工作的可靠性與有效性。

例如：某企業(yè)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行期間，使用的為立式的加工系統(tǒng)，其中的自動(dòng)環(huán)刀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了故障問題。主要的故障現(xiàn)象為：換刀臂結(jié)構(gòu)在平移到位之后，沒有執(zhí)行拔刀動(dòng)作。在此期間，使用PLC方式對(duì)其檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)主軸保持著要交換的動(dòng)作，換刀臂運(yùn)行期間，刀庫已經(jīng)針對(duì)新刀具進(jìn)行了定位處理。通常情況下，刀具自動(dòng)環(huán)刀的順序?yàn)椋簱Q刀臂向左邊移動(dòng)，然后下降，向右邊移動(dòng)，然后上升，向右邊移動(dòng)并抓住主軸中的舊刀具。主軸液壓缸也會(huì)隨之下降，執(zhí)行松刀動(dòng)作，換刀臂也會(huì)下降，從主軸位置中拔出刀具，然后對(duì)刀具進(jìn)行更換，按照原來的順序返回。在實(shí)際處理的過程中，換刀臂會(huì)平移到了指定位置，但是沒有做出拔刀的動(dòng)作。在檢測(cè)期間可以發(fā)現(xiàn)，相關(guān)系統(tǒng)未能輸入松刀方面的電磁閥信息數(shù)據(jù)，且主軸還處在抓刀的動(dòng)作，換刀臂不能向下移動(dòng)。且在松刀的時(shí)候，沒有保證動(dòng)作順序符合相關(guān)規(guī)定。對(duì)于電磁閥而言，雖然沒有發(fā)生故障問題，但是在給予信號(hào)之后沒有發(fā)出動(dòng)作。因此，診斷人員針對(duì)間隙情況與信號(hào)輸出情況進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)其中存在動(dòng)作障礙問題[2]。

（3）對(duì)象工作原理的分析措施。對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，在使用PLC開展維修工作的過程中，應(yīng)明確主要的原理與控制行為，建立多元化的檢查方案，全面提升診斷與維修工作水平，滿足當(dāng)前的實(shí)際應(yīng)用需求。為了更好的實(shí)施診斷與管理工作，需針對(duì)數(shù)控機(jī)床的對(duì)象工作原理進(jìn)行分析，明確工作原理方面的誤差與問題，確保各方面工作符合規(guī)定[3]。

（4）I/O狀態(tài)的分析措施。在實(shí)際診斷與維修的過程中，需根據(jù)I/O狀態(tài)的實(shí)際情況進(jìn)行分析，利用科學(xué)方式對(duì)其處理，明確接口的運(yùn)行狀態(tài)，利用科學(xué)方式解決問題，創(chuàng)建多元化的分析與管理機(jī)制，提升維修管理水平，加大工作力度，協(xié)調(diào)各方面工作之間的關(guān)系，營(yíng)造良好的數(shù)據(jù)處理環(huán)境[4]。

（5）梯形圖的診斷措施。在使用PLC實(shí)施診斷工作期間，可利用梯形圖的方式對(duì)其處理，以便于明確并解決數(shù)控機(jī)床的故障問題。在使用PLC梯形圖方式的時(shí)候，應(yīng)根據(jù)具體內(nèi)容進(jìn)行研究，明確工作原理與動(dòng)作順序情況，協(xié)調(diào)聯(lián)鎖之間的關(guān)系，然后針對(duì)系統(tǒng)中的自動(dòng)診斷功能與機(jī)外編程功能進(jìn)行分析，促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)化，增強(qiáng)管理工作效果。在診斷工作中，需明確具體的故障原因，提升管理效果[5]。

3 PLC在數(shù)控機(jī)床故障維修中的具體應(yīng)用措施

在數(shù)控機(jī)床故障維修工作中，應(yīng)合理使用PLC方式對(duì)其處理，通過現(xiàn)代化的管理方式對(duì)其處理。例如：某企業(yè)數(shù)控機(jī)床的主軸抵擋檢測(cè)開關(guān)損壞，導(dǎo)致出現(xiàn)抵擋故障的現(xiàn)象，在系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警之后，可明確發(fā)生了主軸掛擋的錯(cuò)誤現(xiàn)象，在全面調(diào)查之后，針對(duì)開關(guān)輸入信號(hào)進(jìn)行了全面的檢查，并更換開關(guān)裝置設(shè)備，使得掛擋處于正常狀態(tài)。當(dāng)前，在實(shí)際運(yùn)行期間，出現(xiàn)偶爾停車的現(xiàn)象，但是，相關(guān)系統(tǒng)并沒有發(fā)出警報(bào)信息，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床的使用效率降低。因此，使用PLC方式對(duì)其進(jìn)行維修，體現(xiàn)技術(shù)的積極作用。

（1）維修之前的檢查措施。在維修之前，需針對(duì)數(shù)控機(jī)床主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)偶爾會(huì)做出報(bào)警提示。可以初步診斷數(shù)控機(jī)床的故障與主軸的實(shí)際運(yùn)行情況產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，并對(duì)其進(jìn)行合理的分析，在排除故障的過程中，通過潤(rùn)滑壓力開關(guān)的檢測(cè)，明確具體情況。在此期間，又針對(duì)故障原因進(jìn)行排查，將PLC作為故障控制的主要途徑，針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)數(shù)據(jù)等進(jìn)行合理的分析與了解，通過自動(dòng)報(bào)警的方式針對(duì)信號(hào)進(jìn)行激活處理，形成報(bào)警響應(yīng)，直接或是間接的切斷坐標(biāo)與主軸伺服[6]。

（2）做好故障診斷工作。在故障診斷期間，應(yīng)用PLC控制程序完成相關(guān)任務(wù)，對(duì)主軸程序進(jìn)行全面的分析，明確主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)操作情況，并根據(jù)信號(hào)流程實(shí)施診斷工作，提升自身管理水平。在對(duì)力矩電動(dòng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行檢查期間，應(yīng)明確電動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)是否正常。在數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)檢查中，應(yīng)明確力矩電動(dòng)機(jī)的主軸是否正常，且保證安裝的規(guī)范性。在測(cè)量系統(tǒng)分析工作中，應(yīng)明確增量檢測(cè)裝置的應(yīng)用特點(diǎn)與要求，全面分析具體內(nèi)容，提升檢測(cè)裝置的應(yīng)用效果。在電氣安裝結(jié)構(gòu)實(shí)際檢測(cè)期間，需針對(duì)動(dòng)力線情況進(jìn)行分析，明確地線的情況，并了解過熱檢測(cè)設(shè)備的連接情況。另外，需針對(duì)測(cè)量電纜結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的分析，明確是否正常，并對(duì)其進(jìn)行合理的分析[7]。

（3）做好硬件連接工作。在硬件連接中，需針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行檢測(cè)，明確力矩電動(dòng)裝置的反饋情況，針對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，協(xié)調(diào)信號(hào)之間的關(guān)系，開展集中管理與控制等工作。同時(shí)，需做好驅(qū)動(dòng)與電動(dòng)裝置的配置工作，根據(jù)PLC的應(yīng)用特點(diǎn)與要求對(duì)其嚴(yán)格分析，創(chuàng)建多元化的管理機(jī)制，全面提升維修質(zhì)量[8]。

4 結(jié)束語

數(shù)控機(jī)床企業(yè)在維修工作中，應(yīng)明確PLC的應(yīng)用特點(diǎn)與要求，創(chuàng)建多元化的管理機(jī)制，明確各方面工作特點(diǎn)與要求，對(duì)其進(jìn)行合理的分析與控制，創(chuàng)建多元化與現(xiàn)代化的管理機(jī)制。

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