基于PLC技術的數控機床故障診斷的方法研究

彭陽

摘 要： 近些年來，PLC技術已經廣泛應用在我國工業發展領域，由于PLC技術具有較高的設備，精湛的技巧水平，已經被人們普遍運用在數控機床故障診斷方面，很好地為工業發展提供更強有力的技術診斷方法，對保持數控機床良好運行與發展有重要意義。隨著人們對PLC技術的認可和贊同，其發展力量和趨勢道路平坦，前途光明。

關鍵詞： 數控機床 故障 診斷方法

引言

由于PLC同時具有軟件和硬件技術，其故障自診、信息保護與恢復技術都比較強大。但由于PLC擁有較低的故障率，機床和電器方面的故障率頻發，但有一些操控人員責任感不強或者意識不深，導致機床診斷發生。數控機床由于傳統技術，存在很多局限，在一定程度上促進PLC技術在診斷數控機床故障方面的發展和應用，并逐漸被人們接受和認可，這為PLC技術的良好發展提供了堅實的基礎，有效解決了數控機床等方面出現的眾多故障和問題。

1.運用PLC技術在數控機床故障診斷的重要依據

1.1MT端至PLC端。

一般情況下，MT側的開關量信號有兩種：一方面，機床操控面板上開關的各種命令指示，比如：機床工作方法的掌控、速度概率壓控、注意軸與方向的選擇方式等，特別注意刀架、夾盤、冷凝、潤滑、去渣的處理。另一方面，有和以上各種控制相連的合格檢測信號，比如：具體定位的開關、壓強開關、外部報警器等一些保護裝置，這些可以有效保護監視信號、保證數控系統良好運行[1]。

1.2PLC端至MT端。

機床各項部件的執行指令是數控機床最主要的部分，這就要求不斷指示液態氣壓、機床電壓線路的冷凝、潤滑、去屑等裝配的掌控。

1.3CNC端至PLC端。

提高M、S、T功能，增加信息、指示信號。

1.4PLC端至CNC端。

精確找準機床各的定位，找對M、S、T的信號指示等。

2.診斷機床故障的方法和手段

2.1根據數控機床的工作原理以適當程序實施診斷。

診斷方法在數控機床PLC程序中得到普遍適用，使數控機床的診斷得到順利有效地進行。操作流程如下：通過電腦打開PLC具體的層次，最先進入診斷功能程序，對數控機床是運行狀況進行檢查，若發現差錯，則依據指令開始施行，仔細觀察各項設備的運行流程和狀況；對于沒有實施該程序，要考慮動作條件是否符合該數控機床運轉流程，對于不符合動作條件的流程，要檢查與觸點相對應的控制線圈，以便發現沒有輸出的詳細地址，最后，對正在執行的元件進行詳細檢查，觀察其是否正常運轉。例如：正在運行的某數控拉拔機結束運行后，機床經常自動停止運行故障，同時，PLC也會發出警報，暗示電機過熱。實施過程中，首先打開STEP7編程軟件，找到“PLC”至“Diagnos-ics/Selling”再至“Diagnose Hardware”功能，快速打開，仔細查看硬件出現的故障，其提示為“STOP because engine_ons Failure”，根據看到的信息，點擊OB模塊中的FB10程序，里面有很多相關數據和發動機的梯形圖，因為PLC的提示報警得知電氣過熱，所以必須仔細觀察與發動機有關的觸點[2]。

2.2通過PLC對內部故障進行分析，再診斷。

機床生產廠家根據機床各項設備的功能要求開發數控機床的PLC程序，由于機床的分類不同，導致產生各不相同的PLC程序操控命令和動作次序，甚至報警文本的類型也迥然不同。機床運轉中出現異常狀況時，監控設備會及時發出提醒警報，可以通過顯示的信息準確診斷機床故障。例如：某數控拉拔機自動旋轉時，沒有按照指令動作，運行不久后會自動停止運轉。CRT會為變頻電機和照相機損超負荷和損壞發出報警提示，檢測PLC后，可以發現camera指示提醒；“O”表示沒有信號。依據報警信號，可以對內容進行分類，可以準確判斷故障的位置，由于PLC輸入出未接收到特定位置的檢測開關提醒，因此，會影響PLC正常輸出[3]。

2.3按照順序對出現的故障進行診斷。

數控機床的裝置工作過程，主要是通過一系列動作在一定順序下有序執行，如果沒實現其中某個出現故障的動作，那么將無法下面的一些動作，有很多信號狀態不正常時，便會自動反應到I/0信號上。要得到完美的解決結局，要求機床數控人員熟練機械裝置的各個流程，深刻認識每個流程的控制提醒和警報暗示，逐步找到未執行的因素[4]。

2.4按照機器外編制程序，進行診斷機床故障

有些數控機床在實際運轉流程中，部分故障無法發出與之對應的報警提示，反而果斷不進行執行動作，出現這類故障，首先從數控機床的工作原理找原因，通過使用PLC梯形圖，診斷數據機床故障。對于沒有梯形圖顯示作用的數控系統，比如：西門子的810系統，要通過機外編程器對梯形圖的運行狀況進行跟蹤和掌控，從而發現和查找機床故障的主要因素。西門子810系統在運行中出現一些故障：機械手沒有帶出磨削加工完成的工件，將下一個需要進行加工的工件送入機床內，導致兩個工件相互吸引擠壓，影響機床運行速度[5]。

3.結語

當前在數控機床進行診斷故障時，PLC發揮了至關重要的作用，然而，在數控機床的實際運行中，需要注意幾個方面的問題：第一，提高維修人員的素質，深入了解各個機床的檢測開關和安裝位置，適應數控機床的要求。第二，深刻認識PLC對了解監測開關的作用，比如：必須全面了解氣缸、液壓缸的電磁閥在執行動作過程中的順序和流程。精通它們需要輸出的數控標志；除此之外，有必要實施一些有效的診斷手段，通過跟隨編程器的梯形圖的各項動態變化，挖掘出現數控機床的主要因素，更好地實施診斷，解決故障。

參考文獻：

[1]陳穎，趙腸.PLC在數控機床故障診斷與維修中的妙用[J].黑龍江科技信息，2014，11（56）：34-35.

[2]韓鴻蠻，榮維芝.數控機床的結構與維修[J].機械一業出版社，2013，12（45）：556-558.

[3]王兆明.電氣控制與PLC技術[J].清華人學出版社，2015，04（45）：667-668.

[4]周建勇，吳軼.基于PLC的數控機床故障診斷方法研究[J].科技信息，2014，（05）：778-779.

[5]劉紅安.PLC在數控機床故障維修中的應用[J].金屬加工，2014，08（9）：669-670.