PLC在數控機床中的應用與故障排除

【摘要】詳細闡述了PLC在數控機床中的實際應用，并針對機床運行中出現的一些故障介紹了相應的處理方法。

【關鍵詞】數控機床PLC梯形圖故障處理

PLC是數控機床的重要組成部分，它是實現機床數控裝置（CNC）和機床側（MT）成功連接的載體。其中，CNC的主要功能就是完成數字運算和管理，包括插補運算、譯碼、零件程序的編輯、位置伺服控制等。而PLC的主要任務就是完成與邏輯運算相關的一些指令，并輔助完成相關的開關動作，如刀具的更換、工件的裝夾、冷卻液的開關等。另外PLC還執行機床操作面板的指令，可以在操控機床動作的同時來控制加工過程。

一、PLC在數控機床中的用途

PLC在數控機床中的用途可以歸納為以下兩方面：（1）對CNC側和MT側的輸入/輸出信號的加工處理。CNC側到MT側的PLC信號。CNC的數據通過PLC處理后送到MT側，主要有、T、M、S等功能代碼。T功能處理是指數控機床通過PLC來管理刀庫，實現刀具的自動交換。通過CNC向PLC發送T代碼，經過破譯密碼之后再在數據表中找到指定的新地址，將新地址和現行刀號進行對比，如果不相符合，就將刀庫轉回原控制系統，直到定位到新刀號位置。；M功能處理是指根據不同的M代碼來操控主軸的運轉，完成換刀、取刀、歸刀等動作；S功能處理是指主軸的運轉速度可以用S二位代碼或S四位代碼來限定轉速，如某數控機床主軸的最低、最高轉速分別為20r/min和3150r/min，CNC就可以通過轉換某種數值將電壓轉換成穩定的轉臺，并作為轉速命令操控主軸的轉速。（2）用PLC梯形圖診斷故障。數控機床的報警有兩種：CNC報警和PLC報警。其中，CNC報警比較固定化，它由數控系統生產廠直接生產；而PLC報警則有一定的邏輯關系，它是由機床制造廠根據機床的電氣控制特點而設置的。遇到這類報警，可以利用梯形圖來排除故障。梯形圖診斷故障的運行原理是根據機床操作或CNC執行的加工程序指令檢查PMC的輸入/輸出信號狀態，從而判斷接線或強電柜的開關問題。

假如在操作中發現該圖標不亮，則應檢查該信號的接線及按鈕本身，就能找出故障。梯形圖的下面有如下軟鍵功能：[TOP]返回梯形圖開始位置。[SRCH]搜索梯形圖中信號觸點的操作軟鍵。[BOTTOM]返回梯形圖結束位置。[N-SRCH]搜索梯形圖行號的操作軟鍵。[W-SRCH]搜索梯形圖中信號線圈的操作軟鍵。[F-SRCH]為搜索系統中功能指令的操作軟件。

二、PLC的故障診斷

PLC很少出現自身故障，問題大都出現在輸入、輸出電路上，當數控機床的故障涉及PLC方面時，多體現在以下幾種：（1）發生故障時CNC報警。當有故障出現時，數控系統通過報警能夠指出是哪里出現了問題。（2）有CNC故障顯示，但不反映故障的根本原因。故障診斷———在系統診斷狀態下，調出PLC輸入信號，發現腳踏向前開關輸入X04.2為“1”，潤滑油供給正常使液位開關輸入X17.6為“1”，腳踏尾座轉換開關輸入X17.3為“1”，。調出PLC輸出信號，當腳踏向前開關時，輸出Y49.0為“1”，同時，電磁閥YV4.1也得電，這說明PLC輸入、輸出狀態均正常。當尾座套筒液壓系統出現故障的時候，可以通過重置電磁閥來排除故障。具體操作如下：電磁閥通電之后，其液壓油會使壓力繼電器接通。然而在松開開關之后，電路就會停止，油路就會停止供油，正常情況下，檢測出系統PLC輸入信號X00.2應為“1”，如果檢查系統PLC輸入信號X00.2為“0”，說明壓力繼電器出了故障，更換新的壓力繼電器便能順利工作。（3）沒有任何提示因為數控系統沒有該故障方面的檢測，CNC沒有任何提示顯示。維修人員不知怎么檢測故障的原因，只能按照數控機床的具體故障現象進行綜合分析判斷。如果經過一系列的操作使換刀臂平移到C位置，仍然沒有拔刀動作，這時故障所發生的原因可能會是以下幾種：（1）松開開關SQ4的時候沒有信號，則換刀臂升降電磁閥TY1狀態不變，換刀臂不會下降。（2）SQ2沒有信號，導致松刀電磁閥YV2沒有勵磁，而主軸還處于抓刀的狀態，故而換刀臂不能往下移動。（3）電磁閥出現了問題，收到控制信號之后仍然不能運轉。經檢查發現確實是SQ4未發出信號，經過仔細檢測發現SQ4的感應間隙過大，導致接近開關的時候沒有信號輸出，從而使整個機器處于癱瘓狀態。

三、結束語

有很多種辦法可以處理機床報警所帶來的故障，而PLC程序法的適應性較為廣泛實際。由于PLC程序法是機床制造廠根據機床電氣控制部分的特點而專門設計的，故而有著邏輯控制系統的功效，操作步驟簡單方便，更適合維修人員操作運用。

參考文獻

[1]戴裕崴.數控機床電氣控制[M].大連：大連理工大學出版社，2008.

[2]周鴻雛.數控機床PLC控制的故障診斷[J].機械. 2011（S1）