PLC技术在数控机床故障诊断中的应用

ＰＬＣ技术在数控机床故障诊断中的应用　郑火胜　（武汉城市职业学院）　摘要：随着现代数控技术的逐步发展成熟，ＰＬＣ程序在数控机　理方案，从而顺利解决系统故障。对ＰＬＣ技术而言，及时　床故障诊断中的应用也越来越广泛，它不仅实现了故障诊断的高效　了解和掌握控制对象的基本信息以及工作原理是解决故　化，而且还有效地降低了维修难度。本文就ＰＬＣ技术在数控机床故　障诊断中的应用进行了介绍和分析，并提出了相应的故障诊断方法。　关键词：ＰＬＣ数控系统故障诊断功能　诊断中的几种方法。　ＰＬＣ又称可编程控制器，是数控系统的重要组成之　２数控机床ＰＬＣ的功能　它实现了自身装置与数控系统的一体化，比起传统的　２．１操作面板的控制。数控机床操作面板是数控机床　可编程控制器更为高效便捷。ＰＬＣ既是数控系统实现逻辑　控制的重要通道，又是外部逻辑信号进行系统反馈的必经　的重要组成部件之一，也是数控操作人员与系统进行交互　之路，在现代数控机床技术中发挥着十分重要的作用。　联系的主要枢纽，它主要包括状态灯、显示装置以及手持　单元等部分。数控机床的ＰＬＣ功能包括对操作面板的控　ＰＬＣ技术在数控机床故障诊断中极大地提升了系统的维　修效率，节约了维修成本，对于做好故障维修工作而言意　制，它借助控制面板的控制信号将数据信息传输至数控系　义重大。本文首先简要阐述了数控机床ＰＬＣ的功能，然后　统，从而实现了控制的目的。数控机床ＰＬＣ对操作面板的　列举了故障的表现方式，最后对数控机床ＰＬＣ故障诊断　控制主要包括Ｍ、Ｓ、Ｔ三种功能。其中，系统可以借助Ｔ功　能对刀库进行管理，从而完成刀具的交换过程。　的几种主要方法作了详细地介绍。　２。２机床开关量信号控制。在对机床开关量信号进行　随着我国数字信息化程度的不断提高，数控机床技术　作为企业进行技术改造的重要手段之一，被广泛地应用于　控制时，ＰＬＣ先对信号进行逻辑运算，再将运算结果传送　　国民经济的各个领域当中，极大地推动了我国社会经济的　给控制对象，从而实现控制目的，减轻系统操作负担。２．３输出信号控制。ＰＬＣ通过控制输出信号实现了对　发展。与此同时，数控机床系统的自我诊断功能也越来越　完善，它可以通过故障的报警信息显示机床在使用和操作　系统主要装置的操作指示，系统的主要部件可以在输出信　一１概述　障的关键，它通过对系统工作状态的判断进一步明确故障　所在位置，对症下药，迅速排除故障，使系统恢复正常运　行。本文中主要介绍和分析了ＰＬＣ技术在数控机床故障　，过程中出现的故障。数控机床操作和维修人员可以根据系　号的指令下完成～系列操作，从而极大地提高了系统的工　统发出的故障信号以及警报信息及时处理，以防止故障范　作效率。　２．４伺服控制。数控机床ＰＬＣ控制功能还包括伺服控　围的进一步扩大，影响系统使用寿命。在数控机床系统中，　系统的每一个操作指令都是由ＣＮＮ发出的，系统各部分　制，即通过控制伺服驱动单元的使能信号实现对刀库电动　　在接收到指令信息后会做出相应动作从而完成整个加工　机以及伺服电机等的驱动，并设置了相应的控制指令。２＿５报警处理控制。ＰＬＣ接收机床电气柜、机床和伺　过程。而ＰＬＣ技术根据数控机床的加工过程中系统各部　分运动的先后次序，分析和对比系统的运行情况，最终判　服驱动单元的故障信号，设置报警标志区中的响应报警标　断故障所在位置，以便故障维修人员制定出相应的故障处　志位。如果有故障，数控系统显示报警号及报警文本。　（上接第１６６页）　之间，且必须满足　＋ｂ２＝５。　（　如果△Ｋ端左＝△Ｋ端右＝＋２　３建议　根据上面的论述，为了在制造时既能达到质量指标，　此时，若Ａ　Ｋ中＝１，则ｂ　＋ｂ２＝一１，即至少有一根轨道　又不会因质量指标的欠缺而增加麻烦，建议如下：　侧向直线度为负值（不合理）；若△Ｋ中＝５，则ｂ　＋ｂ２＝３，即　①提高小车轨道侧向直线度质量指标中的下限值，　每一根轨道的侧向直线度只能在Ｏ～３之间，且必须满足　降低上限值，提高跨中小车轨距偏差质量指标的上、下限　ｂ１＋ｂ２＝３ｏ　１直ｏ　（　在未修改质量指标之前，建议组立桥架时，首先满　跨中小车轨距必须大于１，才能使两根小车轨道侧向直线　足小车轨距偏差，合格后，再调整小车轨道侧向直线度。　度之和在０～５之间，否则轨道侧向直线度出现负值。跨端　参考文献：　【１】张辉辉，杜宝江，吴恩启，方炜，刘冀平．桥门式起重机轨道检　小车轨距在一２～＋２之间的公差范围内时，跨中小车轨距　Ｊ】．起重运输机械，２００８（０７）．　必须大于１，才能使两根小车轨道侧向直线度之和在Ｏ～７　测系统【【２】吴恩启，杜宝江，张辉辉，刘冀平．桥门式起重机轨道检测技术　之间，否则轨道侧向直线度出现负值。　研究【Ｊ】＿无损检测，２００７（１　Ｏ）．　综合上述分析，对对称箱形梁得出如下结论：对称箱　形梁桥式起重机小车轨道侧向直线度的质量指标下限偏　２０１１（Ｏ３）　低，而上限偏高，跨中小车轨距偏差的质量指标上、下限均　作者简介：　偏低。满足了一项质量指标，不一定能满足另一项质量指　李宝宏（１９７０一ｌ，男，陕西咸阳人，主要研究方向：特种设备检　标。　验　１６７　结论：跨端小车轨距在一２～＋２之间的公差范围内时，　【３】陈辉．起重机轨道安装方式与监督检验［Ｊ】科技致富向导，　２．６磁盘驱动装置控制。随着数控机床系统的不断更　态的方式及时判断系统状态，无需查看相关梯形图和电路　新换代，一些计算机软盘逐渐取代了传统的光电阅读机，　图，极大地简化了故障诊断程序，从而减轻了维修人员的　并借助驱动装置对数控系统进行数据传输。　工作量。除此之外，数控机床ＰＬＣ还可以根据系统的输入　３数控车床ＰＬＣ的故障表现形式　／输出状态列表来判断系统状态，确定故障所在部位，并选　３．１根据数控系统的显示　择合适的解决方案。这种故障诊断方法高效便捷，符合现　一旦数控机床出现ＰＬＣ故障，数控系统显示通常会　代数控机床技术的发展需要，有效地节省了维修成本。　表现出以下三种形式：（　通过ＣＮＣ报警可直接找到故障　４．５通过梯形图诊断故障。梯形图诊断法也是一种常　的原因。出现此种情况时，故障维修人员可以根据有关报　用的数控机床故障诊断方法，它利用ＰＬＣ的梯形图来分　警故障的提示进行分析判断，一般都能确定故障所在部位　析和判断系统的隐形状态，找出故障部位，最终进行故障　及原因。＠ＣＮＣ故障显示功能正常，但无法找出故障所在　维修。这种故障诊断法通过对数控机床系统的工作原理以　位置及原因。（　系统存在故障，但数控系统无法正常显示。　及运行程序进行分析，从而进一步明确了系统各部分间的　针对后两种情况，故障维修人员可以应用数控系统的自我　内在联系，再利用系统的自我故障诊断功能及时查询梯形　诊断功能，借助梯形图来观察系统运行状态，最终找出故　图中系统的输入／输出状态，确定系统的故障位置以及给　障。这种方法是最常见的数控系统显示故障诊断方法。　出故障原因。　３－２根据ＰＬＣ输入／输出信号　４．６动态跟踪梯形图诊断故障。受系统内在配置情况　与ＰＬＣ有关的信号故障有两种：　的限制，不同数控机床系统的监控方式存在一定的差异，　０）输入信号故障。一旦输出信号无法满足其输出条　一些数控系统可利用自身的梯形图监控功能进行故障监　件，就容易出现输入信号故障，导致ＰＬＣ运作失灵，影响　控，而一些不具备梯形图监控功能的系统则耍借助机外编　系统指令的准确运行。为找出故障原因，故障维修人员一　辑器实现在线监控，这就影响了数控机床系统的故障诊断　般会采用逐条分析实验的方式来进行，并根据梯形图进行　效率。此外，一些ＰＬＣ在系统出现故障时，由于其故障发　信号传输分析，最终找出故障所在。　生较为突然，变化迅速，持续时间长，仅仅依靠梯形图诊断　②输出信号故障。所谓输出信号故障就是指控制元件　难以捕捉故障过程。这就要求ＰＬＣ必须依靠动态跟踪来　和执行元件发生故障，从而造成系统故障，影响系统信号　观察与捕捉故障部位的瞬时变化，以做出科学诊断，从而　的正常输出，严重时甚至会造成系统零部件的损坏，减少　明确故障解决方案。　系统使用寿命。一般情况下，造成输出信号故障的原因主　综上所述，在进行数控机床ＰＬＣ故障诊断时，必须注　要为接触器接触不良、电磁阀堵塞以及传送件移位失灵　意以下几个方面：①必须熟悉和了解数控机床系统各部分　・　的结构特点，明确各开关装置的所在位置及功能，同时还　０　４数控机床ＰＬＣ故障诊断　要清楚检测开关的使用方式及作用，以免出现错误操作。　在数控机床ＰＬＣ故障诊断时，最常见的故障诊断方　②要掌握和熟悉ＰＬＣ的各种条件标志，并能够通过梯形　法有以下几种：　图分析和判断系统的运行状态，明确故障所在位置，并根　４．１根据报警信号诊断故障。目前，大多数数控机床　据其故障位置的特点选择合适的解决方案，提高故障处理　系统均具有较为完善的自我故障诊断功能，可以及时发出　效率。③；隹确掌握各运行部位的先后顺序，并熟记其相应　故障信号，提醒故障维修人员及时进行维修，并能显示出　的ＰＬＣ输出与输入信号标志，准确判断系统运行情况。　完整的故障信息，以作参考。　除此之外，故障维修人员还要注意做好故障维修记　４．２根据动作顺序诊断故障。由于在数控机床系统的　录，并妥善保管故障维修资料，以便及时查找和翻阅，从而　运行过程中，机床的刀具以及托盘等重要部件都是按照一　提升故障维修效率和质量。当然，故障诊断的方法不是单　一定的程序来运行的，因此一旦出现故障这些部件的运行程　的，有时要综合运用几种方法进行诊断，以便得到正确　序也会发生相应的改变。系统维修人员可以将这些改变与　的诊断结果。　正常状态进行比对即可发现故障所在。　参考文献：　…韩全立，刘媛嫒．ＰＬＣ在数控机床故障诊断中的应用【Ｊ】ｌ制造　４．３根据控制对象的工作原理诊断故障。由于数控机　业自动化，２０１０（０８）．　床的ＰＬＣ程序是根据控制对象的工作原理设计的，通过　【２】曹庆泽．ＰＬＣ技术及其在数控机床中的应用【Ｊ】ｌ科技传播，２０１２　分析控制对象的工作原理，诊断故障时结合ＰＬＣ的Ｉ／０状　（２Ｏ）．　态是一种行之有效的方法。　【３】夏庆观．数控机床故障诊断与维修【Ｍ】．高等教育出版社，２０１０．　４．４根据ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ状态信息诊断故障。在日常工作　【４１郑晓风，陈少艾．数控机床及其使用和维修【Ｍ】．机械工业出版　中，数控机床系统一般通过ＰＬＣ的输入／输出接口来实现　社，２０１２．　［５】陶忠耀．浅谈数控机床故障诊断过程中ＰＬＣ的应用［Ｊ］．机电产　数控机床的输入／输出信号的传输，因此ＰＬＣ的Ｉ／ｏ接口　品开发与创新，２０１２（０３）．　状态可以反映一些故障信息。在维修时，ＰＬＣ技术有效地　【６】程艳．数控机床故障诊断中ＰＬＣ的应用研究【Ｊ】ｌ石家庄学院学　利用了数控机床系统的这一特性，通过查看ＰＬＣ的Ｉ／０状　报，２０１４（０３）．　１６８