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。

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