數控機床PLC相關故障診斷維修方法分析

摘 要：近年來在社會經濟逐漸增長及科學技術水平日益提高的背景下，越來越多的新技術被應用于工業當中，其中在數控機床領域便廣泛應用了PLC技術。PCL技術的應用，為控制數控機床起到了至關重要的作用。本文筆者重點對PLC技術應用在數控機床故障診斷當中的方法及步驟進行了分析，并結合實際案例證明PLC技術應用在數控機床故障診斷過程中的有效性。

關鍵詞：數控機床；PLC；故障診斷；維修方法

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

PLC作為現代數控機床控制系統的一部分，在CNC與機床之間發揮控制功能。在實踐應用中，它能夠響應輸入的離散信息，并在系統內部進行邏輯運算，最后作出針對性的動作。數控機床中的PLC能夠及時發現系統潛在故障，并對故障產生原因予以診斷，為維修人員維修提供支持。文章從PLC技術內涵及信息交換方式入手，并對現代數控機床PLC故障診斷及維修進行分析和研究。隨著科學技術不斷發展，PLC技術在數控機床中得到了廣泛應用和普及。在實踐中，PLC能夠對數控機床運行狀態進行實時監督和控制，及時發現各環節存在的故障，且能夠節省更多維修成本，對于現代制造業發展具有重要意義。

1 PLC概述

PLC是數控系統的一部分，是裝置與數控系統一體化的產物，具有高效性、便捷性等優勢。PLC在應用中，是數控系統邏輯控制的通道，且是系統反饋的必經之路，對于數控機床技術發展具有推動作用。除此之外，PLC能夠為機床故障診斷提供極大的支持，節約更多成本。數控系統內部處理信息主要由兩類構成，一是控制坐標軸運動連續數字信息，由CNC系統負責，二是控制刀具更換、主軸啟停等離散信息，主要由PLC實現。數控系統中的PLC信息交換，建立在PLC技術基礎之上，為CNC、PLC等主體之間信息傳遞提供平臺。其中PLC與CNC之間信息交換具有雙向性特點，其中前者向后者傳輸的信息，主要涉及M、S、T功能應答信息。后者向前者傳遞的信息，功能代碼為M、S、T及手動等信息，范圍更廣。

2 現代數控機床PLC故障診斷及維修

2.1 根據報警號

現代數控系統具有自診斷功能，能夠將故障信息顯示在CRT上，借助報警號診斷故障，是較為常見的診斷方式之一。如若機床產生故障，且顯示相應信號，那么維修人員要根據此查閱手冊，對報警信息進行分析和診斷，以此來排除和檢修故障。如針對SINUMERIK820數控系統加工中心來說，顯示器上顯示7035號信息，查閱手冊后確定為工作臺分度盤不回落。針對該問題，人員可以手動處理YV06電磁閥，觀察工作提分度盤是否能夠回落，以此來判斷故障具體位置。

2.2 根據工作原理

通常情況下，數控機床PLC程序是針對其控制對象工作原理設計的。因此可以根據此判斷故障位置及原因。如針對裝有FANUCOTC系統數控車床來說，踩下腳踏開關，工件無法卡住。對于該故障，我們以機床工作原理為基礎，首次落下腳踏，工件應卡緊，二次要松開。但是腳踏踩下后，輸入的X2.2始終表現為“0”，可以判斷腳踏開關故障。所以，為了保證機床工作狀態平穩正常，在維修過程中要注意及時更換腳踏開關。同時，還需要對各機構動作進行充分了解，包括啟動、定值及松開等。

2.3 根據動作順序

對于數控機床而言，其中刀具、托盤等裝置在動作交換時，會按照預先設定的程序進行。因此在故障排查中，可以根據動作順序判斷是否存在故障。如針對某立式加工中心自動換刀控制情況來看，當刀臂平移到特定位置時，沒有拔刀動作。結合動作順序分析故障，主要是由主軸處于抓刀狀態，換刀臂無法下移；或者換刀臂升降電磁閥狀態不變，導致下個環節沒有接收到指定指令引發故障。

2.4 根據PLC的I/O狀態

一般來說，如果不是硬件故障，可以直接查詢接口狀態判斷故障產生的原因。如針對數控機床出現防護門關閉不上，且自動加工無法順利開展故障但并沒有顯示。以PLC的I/0狀態為依據，對故障進行診斷。基于數控機床當中，CNC系統、PLC及機床間是經I/0接口實現信號的傳遞的。按照這一思路進行分析最后判定中間繼電器損壞依法的故障，故可以更換該設備，盡快排除故障，從而確保系統能夠再次恢復到正常狀態，投入到產品生產中。

2.5 根據PLC梯形圖

參考PLC梯形圖判斷故障，能夠高效解決數控機床外圍故障，提高系統運行有效性。在實踐中，為了確保故障診斷準確，維修人員要熟悉機床工作原理，其中，CPU屬于PLC的核心部分，它的主要功能是對用戶程序及數據進行接收及輸入，并對各類信號狀態進行查詢，診斷無誤之后，PLC便開始運行。如針對配備SINUMERIK810數控系統雙工來看，機床在AUTOMATIC方式運行下，工件在1工位時，能夠完成加工2時，主軸尚未退到指定位置，并出現停轉情況。對此通過對主軸傳動系統進行檢查，并未發現其中問題。然后配合梯形圖，能夠發現刀具液壓卡緊力在波動，調整液壓后，能夠確保其保持到正常狀態，以此來有效排除故障。

3 結語

根據上文所述，隨著科學技術不斷發展，PLC憑借自身靈活、高效等優勢在實踐中得到了廣泛應用。在現實中，基于系統穩定運行、提高生產效率等目的，維修人員要加強對數控機床各部分的了解。堅持針對性原則，參考PLC梯形圖、數控機床工作原理等判斷系統潛在的故障，確定故障所在位置及其原因，并在此基礎上采取合理的措施加以調整和優化，不斷提高數控機床運行有效性，確保產品生產符合質量標準，從而促進現代制造業持續發展。

參考文獻：

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161.

[2]劉俊，陳廷艷，石亞平，etal.基于PLC和自診斷技術的數控機床故障診斷[J].輕工科技，2017（05）：53-55.

作者簡介：司昌練（1960-），男，陜西乾縣人，本科，講師，研究方向：電氣控制。