數(shù)控機(jī)床故障診斷中PLC的應(yīng)用

高冕

摘 要：PLC作為連接數(shù)字控制系統(tǒng)與機(jī)床的“紐帶”，在提升數(shù)控機(jī)床運(yùn)行效率方面發(fā)揮著重要的作用。文章以數(shù)控機(jī)床故障診斷中PLC的應(yīng)用為研究對(duì)象，首先對(duì)數(shù)控技術(shù)機(jī)床PLC功能進(jìn)行了探討分析，隨后討論了數(shù)控機(jī)場(chǎng)PLC故障診斷表現(xiàn)形式，最后提出了一些PLC在數(shù)控機(jī)床故障結(jié)合診斷中的應(yīng)用方法與步驟，以供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;故障診斷;PLC;應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）09-0061-02

0 引言

在數(shù)控系統(tǒng)飛速發(fā)展的當(dāng)下，機(jī)床電氣部分的故障問(wèn)題發(fā)生概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)比數(shù)控系統(tǒng)部分故障發(fā)生概率要高，而機(jī)床電氣部分的故障問(wèn)題發(fā)又能夠通過(guò)PLC程序上反映出來(lái)，因此有必要加強(qiáng)PLC在數(shù)控機(jī)床故障診斷中的應(yīng)用，對(duì)于保障機(jī)床穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。

1 數(shù)控技術(shù)機(jī)床PLC功能

控制操控面板。機(jī)床操控人員主要通過(guò)數(shù)控機(jī)床操控面板來(lái)控制機(jī)床，主要由顯示屏、指示燈、手持單元等組成。通過(guò)在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用PLC，能夠更好的控制數(shù)控機(jī)床的操控面板，在實(shí)際控制是，主要是在控制信號(hào)的幫助下，完成指令到數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的傳達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床操控面板控制目的。在具體控制上，主要體現(xiàn)為T(mén)、S、M功能，其中通過(guò)應(yīng)用T功能，能夠集中控制管理刀庫(kù)，順利完成道具交換過(guò)程。

（1）輸出信號(hào)控制。PLC能夠控制機(jī)床輸出信號(hào)，從而在輸出信號(hào)的指示下，由數(shù)控機(jī)床完成先后贏得操操作，可以促使數(shù)控機(jī)床工作效率得到有效提升。（2）開(kāi)關(guān)信號(hào)控制。PLC在具體控制機(jī)床開(kāi)關(guān)信號(hào)過(guò)程中，首先針對(duì)信號(hào)，完成邏輯運(yùn)算，然后將最終運(yùn)算結(jié)果傳輸至控制對(duì)象，可有效減輕系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)擔(dān)。（3）報(bào)警處理控制。PLC在數(shù)控機(jī)床之中，能夠接受機(jī)床系統(tǒng)各個(gè)裝置設(shè)備的故障信號(hào)，例如伺服驅(qū)動(dòng)單元、數(shù)控機(jī)床電氣柜等，若出現(xiàn)數(shù)控機(jī)床故障，在PLC控制下，在數(shù)控系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警信號(hào)與文本的顯示。

2 數(shù)控機(jī)場(chǎng)PLC故障診斷表現(xiàn)形式

從數(shù)控系統(tǒng)顯示上來(lái)看，故障診斷主要表現(xiàn)形式主要表現(xiàn)為以下幾種[1]：

（1）直接通過(guò)故障報(bào)警信號(hào)，迅速完成故障位置的定位。（2）雖然數(shù)控機(jī)床發(fā)出了故障信號(hào)，但由于信號(hào)只能包含故障位置的大致信息，這就導(dǎo)致了信號(hào)在一定程度上存在不準(zhǔn)問(wèn)題，甚至出現(xiàn)誤報(bào)問(wèn)題，對(duì)維修人員正常維修工作造成干擾。因此需要工作人員結(jié)合故障信號(hào)實(shí)際，做好信號(hào)內(nèi)容分析，從而更好的確定故障位置，及時(shí)實(shí)現(xiàn)故障問(wèn)題的解決。（3）在故障診斷表現(xiàn)形式上，還存在一種即系統(tǒng)已經(jīng)存在故障，但沒(méi)有出現(xiàn)任何故障警報(bào)信息，這就需要維修人員結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際顯示的故障現(xiàn)象，通過(guò)手繪技術(shù)圖紙作為故障信息分析依據(jù)，結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，完成故障的位置的準(zhǔn)確定位診斷。

另一方面，根據(jù)PLC信號(hào)輸入/輸出信號(hào)劃分，可表現(xiàn)為如下故障表現(xiàn)形式：首先是輸入信號(hào)故障，對(duì)于機(jī)床系統(tǒng)中的PLC控制來(lái)說(shuō)，主要是對(duì)控制順序進(jìn)行控制，若不存在信號(hào)輸入，若缺乏相關(guān)邏輯條件的支持，對(duì)于PLC來(lái)說(shuō)，就無(wú)法執(zhí)行下一步的操作，一般在故障發(fā)生時(shí)，多表現(xiàn)為邏輯條件難以滿足信號(hào)輸入，基于此，可以借助梯形圖，對(duì)具體信號(hào)無(wú)效情況進(jìn)行分析，從而有效解決故障問(wèn)題。然后是輸出信號(hào)故障，這種故障問(wèn)題主要針對(duì)元件執(zhí)行動(dòng)作而言，若機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)一些零件遭受了損壞，例如接觸器觸頭存在不良接觸，即使信號(hào)成功發(fā)出，但受客觀元件損壞影響，依然無(wú)線實(shí)現(xiàn)具體動(dòng)作執(zhí)行，PLC的順序控制也無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常的工作。

3 PLC在數(shù)控機(jī)床故障結(jié)合診斷中的應(yīng)用方法與步驟

3.1 應(yīng)用PLC對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行故障診斷的方法

在具體應(yīng)用PLC進(jìn)行數(shù)控機(jī)床故障診斷時(shí)[2]：（1）要以故障報(bào)警號(hào)為依據(jù)進(jìn)行診斷，該方法是主要利用的是數(shù)控機(jī)床自診斷功能，是一中較為簡(jiǎn)單直接的方法，一般在出現(xiàn)故障后，在顯示器上會(huì)顯示的報(bào)警信息，然后維修人員再結(jié)合機(jī)床維修手冊(cè)，了解顯示信息上具體傳達(dá)的故障含義，最終成為完成對(duì)故障的定位。（2）利用PLC的I/O狀態(tài)，完成故障的診斷。一般在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中，在PLC、CNC與機(jī)床之間，主要是利用接口傳遞相關(guān)信號(hào)，I/O接口作為信息傳輸?shù)耐ǖ?，在發(fā)生一些故障時(shí)，能夠I/O接口狀態(tài)中體現(xiàn)出來(lái)，因此在對(duì)有關(guān)控制對(duì)象的正常狀態(tài)和故障狀態(tài)進(jìn)行全的熟悉后，再發(fā)生故障問(wèn)題時(shí)，就能夠通過(guò)直接查看I/O接口的工作狀態(tài)，通過(guò)分析結(jié)構(gòu)狀態(tài)的顯示的信息，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障原因的準(zhǔn)確成分，從中我們也可以認(rèn)識(shí)到，這種基于PLC下的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)故障診斷方法具有顯著的經(jīng)驗(yàn)特征。（3）以故障部件工作原理為依據(jù)，完成數(shù)控機(jī)床的故障診斷，通過(guò)上文敘述可知，PLC應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，主要作用是通過(guò)信號(hào)傳輸，來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量的控制，同時(shí)還能夠運(yùn)用順序邏輯，對(duì)實(shí)現(xiàn)控制對(duì)象的控制，以此借助對(duì)控制對(duì)象的工作原理，并結(jié)合在進(jìn)行對(duì)象控制時(shí)，正常動(dòng)作順序行進(jìn)規(guī)律，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的故障診斷，究其原因在于，一旦出現(xiàn)故障，原本的控制對(duì)象邏輯控制順序必然發(fā)生了改變，因此通過(guò)結(jié)合梯形圖，將其與正常邏輯控制順序進(jìn)行對(duì)比，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障發(fā)生位置的準(zhǔn)確定位。（4）借助PLC梯形圖，完成故障診斷，一般而言，用于PLC程序在設(shè)計(jì)時(shí)，主要利用了控制對(duì)象控制原理，而大多數(shù)PLC在進(jìn)行程語(yǔ)言編程時(shí)，主要采用的是梯形圖，從而可以利用梯形圖，并結(jié)合機(jī)床工作原理、邏輯動(dòng)作順序關(guān)系，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸人輸出及標(biāo)志位狀態(tài)的順利查看，從而通過(guò)分析，實(shí)現(xiàn)故障原因的確定。除此之外，如果數(shù)控系統(tǒng)還帶有，對(duì)于帶有梯形圖監(jiān)控功能，那么在進(jìn)行故障診斷時(shí)，直接在線運(yùn)行監(jiān)控程序。就可以對(duì)I/O狀態(tài)變化實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的掌握，從而可以更好更及時(shí)的完成故障的排除。

3.2 應(yīng)用PLC對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行故障診斷步驟

在應(yīng)用PLC進(jìn)行數(shù)控機(jī)床診斷時(shí)，應(yīng)先掌握幾點(diǎn)基礎(chǔ)能力：（1）先圍繞機(jī)床上各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，充分了解其動(dòng)作順序、工作原理;（2）全面熟悉各部分檢測(cè)開(kāi)關(guān)安裝位置;（3）對(duì)不同機(jī)構(gòu)動(dòng)作，例如電機(jī)啟動(dòng)、停止，機(jī)械手的松開(kāi)夾緊背后的信號(hào)標(biāo)志進(jìn)行全面了解;（4）能夠讀懂PLC梯形圖，會(huì)使用常用的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行檢測(cè)。

在掌握上述基本能力后，便可以按照幾步驟進(jìn)行故障診斷[3]：（1）當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障報(bào)警信號(hào)后，先查看維修手冊(cè)，找到報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的故障內(nèi)容，從而進(jìn)行故障部位判斷;（2）然后找到對(duì)應(yīng)的PLC模塊，并記性對(duì)應(yīng)的程序段查找，做好邏輯關(guān)系的分析;（3）結(jié)合機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)，查找每一個(gè)故障可疑點(diǎn)并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行在線分析，查看輸入信號(hào)，是否符合PLC的邏輯控制關(guān)系，并檢查機(jī)床動(dòng)作是否正常，如果不正常，說(shuō)明此處位置即是故障點(diǎn);（4）在完成故障點(diǎn)確定后，可通過(guò)電路圖，進(jìn)一步完成故障元件的確定，并做好元件更換或調(diào)整，將故障成功排出。如果在沒(méi)有出現(xiàn)故障報(bào)警信號(hào)嗎，依然存在故障，需要利用機(jī)床工作原理，并對(duì)各部件動(dòng)作順序進(jìn)行仔細(xì)觀察，結(jié)合故障維修手冊(cè)，確定大致故障點(diǎn)，再利用梯形圖，在對(duì)故障點(diǎn)附近的PLC模塊進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，如有必要，可利用機(jī)外編程器梯形圖，來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬，最終確定故障位置;（5）做好資料的整理，并做好故障維修記錄，從而積累更多的故障經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在數(shù)控機(jī)床故障診斷中應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠有效提升故障診斷效率，縮短機(jī)床故障停機(jī)時(shí)間，并且這種故障診斷方法簡(jiǎn)單易操作，因此在實(shí)際進(jìn)行數(shù)控機(jī)床故障診斷時(shí)，需要加強(qiáng)PLC的應(yīng)用，從而有效推動(dòng)數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的運(yùn)行發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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