數控機床故障診斷中PLC的應用

高冕

摘 要：PLC作為連接數字控制系統與機床的“紐帶”，在提升數控機床運行效率方面發揮著重要的作用。文章以數控機床故障診斷中PLC的應用為研究對象，首先對數控技術機床PLC功能進行了探討分析，隨后討論了數控機場PLC故障診斷表現形式，最后提出了一些PLC在數控機床故障結合診斷中的應用方法與步驟，以供參考。

關鍵詞：數控機床;故障診斷;PLC;應用

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）09-0061-02

0 引言

在數控系統飛速發展的當下，機床電氣部分的故障問題發生概率要遠遠比數控系統部分故障發生概率要高，而機床電氣部分的故障問題發又能夠通過PLC程序上反映出來，因此有必要加強PLC在數控機床故障診斷中的應用，對于保障機床穩定運行具有重要的意義。

1 數控技術機床PLC功能

控制操控面板。機床操控人員主要通過數控機床操控面板來控制機床，主要由顯示屏、指示燈、手持單元等組成。通過在數控機床中應用PLC，能夠更好的控制數控機床的操控面板，在實際控制是，主要是在控制信號的幫助下，完成指令到數控機床系統的傳達，從而實現數控機床操控面板控制目的。在具體控制上，主要體現為T、S、M功能，其中通過應用T功能，能夠集中控制管理刀庫，順利完成道具交換過程。

（1）輸出信號控制。PLC能夠控制機床輸出信號，從而在輸出信號的指示下，由數控機床完成先后贏得操操作，可以促使數控機床工作效率得到有效提升。（2）開關信號控制。PLC在具體控制機床開關信號過程中，首先針對信號，完成邏輯運算，然后將最終運算結果傳輸至控制對象，可有效減輕系統運行的負擔。（3）報警處理控制。PLC在數控機床之中，能夠接受機床系統各個裝置設備的故障信號，例如伺服驅動單元、數控機床電氣柜等，若出現數控機床故障，在PLC控制下，在數控系統中能夠實現報警信號與文本的顯示。

2 數控機場PLC故障診斷表現形式

從數控系統顯示上來看，故障診斷主要表現形式主要表現為以下幾種[1]：

（1）直接通過故障報警信號，迅速完成故障位置的定位。（2）雖然數控機床發出了故障信號，但由于信號只能包含故障位置的大致信息，這就導致了信號在一定程度上存在不準問題，甚至出現誤報問題，對維修人員正常維修工作造成干擾。因此需要工作人員結合故障信號實際，做好信號內容分析，從而更好的確定故障位置，及時實現故障問題的解決。（3）在故障診斷表現形式上，還存在一種即系統已經存在故障，但沒有出現任何故障警報信息，這就需要維修人員結合系統實際顯示的故障現象，通過手繪技術圖紙作為故障信息分析依據，結合以往經驗，完成故障的位置的準確定位診斷。

另一方面，根據PLC信號輸入/輸出信號劃分，可表現為如下故障表現形式：首先是輸入信號故障，對于機床系統中的PLC控制來說，主要是對控制順序進行控制，若不存在信號輸入，若缺乏相關邏輯條件的支持，對于PLC來說，就無法執行下一步的操作，一般在故障發生時，多表現為邏輯條件難以滿足信號輸入，基于此，可以借助梯形圖，對具體信號無效情況進行分析，從而有效解決故障問題。然后是輸出信號故障，這種故障問題主要針對元件執行動作而言，若機床數控系統一些零件遭受了損壞，例如接觸器觸頭存在不良接觸，即使信號成功發出，但受客觀元件損壞影響，依然無線實現具體動作執行，PLC的順序控制也無法實現正常的工作。

3 PLC在數控機床故障結合診斷中的應用方法與步驟

3.1 應用PLC對數控機床進行故障診斷的方法

在具體應用PLC進行數控機床故障診斷時[2]：（1）要以故障報警號為依據進行診斷，該方法是主要利用的是數控機床自診斷功能，是一中較為簡單直接的方法，一般在出現故障后，在顯示器上會顯示的報警信息，然后維修人員再結合機床維修手冊，了解顯示信息上具體傳達的故障含義，最終成為完成對故障的定位。（2）利用PLC的I/O狀態，完成故障的診斷。一般在數控機床運行中，在PLC、CNC與機床之間，主要是利用接口傳遞相關信號，I/O接口作為信息傳輸的通道，在發生一些故障時，能夠I/O接口狀態中體現出來，因此在對有關控制對象的正常狀態和故障狀態進行全的熟悉后，再發生故障問題時，就能夠通過直接查看I/O接口的工作狀態，通過分析結構狀態的顯示的信息，即可實現對故障原因的準確成分，從中我們也可以認識到，這種基于PLC下的數控機床控制系統故障診斷方法具有顯著的經驗特征。（3）以故障部件工作原理為依據，完成數控機床的故障診斷，通過上文敘述可知，PLC應用于數控機床，主要作用是通過信號傳輸，來實現開關量的控制，同時還能夠運用順序邏輯，對實現控制對象的控制，以此借助對控制對象的工作原理，并結合在進行對象控制時，正常動作順序行進規律，即可實現對數控機床的故障診斷，究其原因在于，一旦出現故障，原本的控制對象邏輯控制順序必然發生了改變，因此通過結合梯形圖，將其與正常邏輯控制順序進行對比，就可以實現對故障發生位置的準確定位。（4）借助PLC梯形圖，完成故障診斷，一般而言，用于PLC程序在設計時，主要利用了控制對象控制原理，而大多數PLC在進行程語言編程時，主要采用的是梯形圖，從而可以利用梯形圖，并結合機床工作原理、邏輯動作順序關系，就能夠實現對輸人輸出及標志位狀態的順利查看，從而通過分析，實現故障原因的確定。除此之外，如果數控系統還帶有，對于帶有梯形圖監控功能，那么在進行故障診斷時，直接在線運行監控程序。就可以對I/O狀態變化實現實時的掌握，從而可以更好更及時的完成故障的排除。

3.2 應用PLC對數控機床進行故障診斷步驟

在應用PLC進行數控機床診斷時，應先掌握幾點基礎能力：（1）先圍繞機床上各個執行機構，充分了解其動作順序、工作原理;（2）全面熟悉各部分檢測開關安裝位置;（3）對不同機構動作，例如電機啟動、停止，機械手的松開夾緊背后的信號標志進行全面了解;（4）能夠讀懂PLC梯形圖，會使用常用的測量儀器進行檢測。

在掌握上述基本能力后，便可以按照幾步驟進行故障診斷[3]：（1）當發現故障報警信號后，先查看維修手冊，找到報警信號對應的故障內容，從而進行故障部位判斷;（2）然后找到對應的PLC模塊，并記性對應的程序段查找，做好邏輯關系的分析;（3）結合機床運行狀態，查找每一個故障可疑點并在現場進行在線分析，查看輸入信號，是否符合PLC的邏輯控制關系，并檢查機床動作是否正常，如果不正常，說明此處位置即是故障點;（4）在完成故障點確定后，可通過電路圖，進一步完成故障元件的確定，并做好元件更換或調整，將故障成功排出。如果在沒有出現故障報警信號嗎，依然存在故障，需要利用機床工作原理，并對各部件動作順序進行仔細觀察，結合故障維修手冊，確定大致故障點，再利用梯形圖，在對故障點附近的PLC模塊進行信號檢測，如有必要，可利用機外編程器梯形圖，來進行動態過程模擬，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驗。

4 結語

綜上所述，在數控機床故障診斷中應用PLC技術，能夠有效提升故障診斷效率，縮短機床故障停機時間，并且這種故障診斷方法簡單易操作，因此在實際進行數控機床故障診斷時，需要加強PLC的應用，從而有效推動數控機床實現更高質量的運行發展。

參考文獻

[1] 劉俊，陳廷艷，石亞平，等.基于PLC和自診斷技術的數控機床故障診斷[J].輕工科技，2017（5）：53-55.

[2] 金輝，蔡丹，寧鋼.PLC/PMC在數控機床故障診斷中的應用[J].軍民兩用技術與產品，2017（22）：95-95.

[3] 王鑫俊.PLC在數控機床故障維修中的應用與實踐研究[J].科技創新與應用，2018（5）：147-148.