数控机床PLC相关故障诊断维修方法分析

    摘 要：近年来在社会经济逐渐增长及科学技术水平日益提高的背景下，越来越多的新技术被应用于工业当中，其中在数控机床领域便广泛应用了PLC技术。PCL技术的应用，为控制数控机床起到了至关重要的作用。本文笔者重点对PLC技术应用在数控机床故障诊断当中的方法及步骤进行了分析，并结合实际案例证明PLC技术应用在数控机床故障诊断过程中的有效性。

    关键词：数控机床；PLC；故障诊断；维修方法

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

    PLC作为现代数控机床控制系统的一部分，在CNC与机床之间发挥控制功能。在实践应用中，它能够响应输入的离散信息，并在系统内部进行逻辑运算，最后作出针对性的动作。数控机床中的PLC能够及时发现系统潜在故障，并对故障产生原因予以诊断，为维修人员维修提供支持。文章从PLC技术内涵及信息交换方式入手，并对现代数控机床PLC故障诊断及维修进行分析和研究。随着科学技术不断发展，PLC技术在数控机床中得到了广泛应用和普及。在实践中，PLC能够对数控机床运行状态进行实时监督和控制，及时发现各环节存在的故障，且能够节省更多维修成本，对于现代制造业发展具有重要意义。

    1 PLC概述

    PLC是数控系统的一部分，是装置与数控系统一体化的产物，具有高效性、便捷性等优势。PLC在应用中，是数控系统逻辑控制的通道，且是系统反馈的必经之路，对于数控机床技术发展具有推动作用。除此之外，PLC能够为机床故障诊断提供极大的支持，节约更多成本。数控系统内部处理信息主要由两类构成，一是控制坐标轴运动连续数字信息，由CNC系统负责，二是控制刀具更换、主轴启停等离散信息，主要由PLC实现。数控系统中的PLC信息交换，建立在PLC技术基础之上，为CNC、PLC等主体之间信息传递提供平台。其中PLC与CNC之间信息交换具有双向性特点，其中前者向后者传输的信息，主要涉及M、S、T功能应答信息。后者向前者传递的信息，功能代码为M、S、T及手动等信息，范围更广。

    2 现代数控机床PLC故障诊断及维修

    2.1 根据报警号

    现代数控系统具有自诊断功能，能够将故障信息显示在CRT上，借助报警号诊断故障，是较为常见的诊断方式之一。如若机床产生故障，且显示相应信号，那么维修人员要根据此查阅手册，对报警信息进行分析和诊断，以此来排除和检修故障。如针对SINUMERIK820数控系统加工中心来说，显示器上显示7035号信息，查阅手册后确定为工作台分度盘不回落。针对该问题，人员可以手动处理YV06电磁阀，观察工作提分度盘是否能够回落，以此来判断故障具体位置。

    2.2 根據工作原理

    通常情况下，数控机床PLC程序是针对其控制对象工作原理设计的。因此可以根据此判断故障位置及原因。如针对装有FANUCOTC系统数控车床来说，踩下脚踏开关，工件无法卡住。对于该故障，我们以机床工作原理为基础，首次落下脚踏，工件应卡紧，二次要松开。但是脚踏踩下后，输入的X2.2始终表现为“0”，可以判断脚踏开关故障。所以，为了保证机床工作状态平稳正常，在维修过程中要注意及时更换脚踏开关。同时，还需要对各机构动作进行充分了解，包括启动、定值及松开等。

    2.3 根据动作顺序

    对于数控机床而言，其中刀具、托盘等装置在动作交换时，会按照预先设定的程序进行。因此在故障排查中，可以根据动作顺序判断是否存在故障。如针对某立式加工中心自动换刀控制情况来看，当刀臂平移到特定位置时，没有拔刀动作。结合动作顺序分析故障，主要是由主轴处于抓刀状态，换刀臂无法下移；或者换刀臂升降电磁阀状态不变，导致下个环节没有接收到指定指令引发故障。

    2.4 根据PLC的I/O状态

    一般来说，如果不是硬件故障，可以直接查询接口状态判断故障产生的原因。如针对数控机床出现防护门关闭不上，且自动加工无法顺利开展故障但并没有显示。以PLC的I/0状态为依据，对故障进行诊断。基于数控机床当中，CNC系统、PLC及机床间是经I/0接口实现信号的传递的。按照这一思路进行分析最后判定中间继电器损坏依法的故障，故可以更换该设备，尽快排除故障，从而确保系统能够再次恢复到正常状态，投入到产品生产中。

    2.5 根据PLC梯形图

    参考PLC梯形图判断故障，能够高效解决数控机床外围故障，提高系统运行有效性。在实践中，为了确保故障诊断准确，维修人员要熟悉机床工作原理，其中，CPU属于PLC的核心部分，它的主要功能是对用户程序及数据进行接收及输入，并对各类信号状态进行查询，诊断无误之后，PLC便开始运行。如针对配备SINUMERIK810数控系统双工来看，机床在AUTOMATIC方式运行下，工件在1工位时，能够完成加工2时，主轴尚未退到指定位置，并出现停转情况。对此通过对主轴传动系统进行检查，并未发现其中问题。然后配合梯形图，能够发现刀具液压卡紧力在波动，调整液压后，能够确保其保持到正常状态，以此来有效排除故障。

    3 结语

    根据上文所述，随着科学技术不断发展，PLC凭借自身灵活、高效等优势在实践中得到了广泛应用。在现实中，基于系统稳定运行、提高生产效率等目的，维修人员要加强对数控机床各部分的了解。坚持针对性原则，参考PLC梯形图、数控机床工作原理等判断系统潜在的故障，确定故障所在位置及其原因，并在此基础上采取合理的措施加以调整和优化，不断提高数控机床运行有效性，确保产品生产符合质量标准，从而促进现代制造业持续发展。

    参考文献：

    [1]阎杰.PLC在数控机床故障诊断中的应用[J].企业导报，2016（12）：

    161.

    [2]刘俊，陈廷艳，石亚平，etal.基于PLC和自诊断技术的数控机床故障诊断[J].轻工科技，2017（05）：53-55.

    作者简介：司昌练（1960-），男，陕西乾县人，本科，讲师，研究方向：电气控制。