陳慶偉

比澤爾制冷技術(shù)（中國）有限公司

基于PLC的數(shù)控機床故障診斷及維修

陳慶偉

比澤爾制冷技術(shù)（中國）有限公司

隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化、智能化的不斷發(fā)展，基于PLC的數(shù)控機床在各生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用的越來越廣泛。然而PLC在數(shù)控機床中的應(yīng)用也給其故障維修診斷和維修帶來了一些新問題，需要維修工作人員采取針對性的診斷和維修措施?；诖耍疚慕Y(jié)合筆者實踐工作經(jīng)驗，主要對基于PLC的數(shù)控機床及其故障診斷方法展開探討，希望能夠為PLC數(shù)控機床檢修提供一定的參考。

PLC技術(shù)；數(shù)控機床；故障診斷；維修策略

在數(shù)控機床的控制系統(tǒng)中，PLC系統(tǒng)能夠有效實現(xiàn)CNC（Com?puterNumericalControl）與機床間的可靠連接，從而確保機床可以及時、穩(wěn)定的接受CNC發(fā)出的控制指令。由數(shù)控機床的維修實踐經(jīng)驗可知，PLC系統(tǒng)發(fā)生故障的表現(xiàn)形式多種多樣，且發(fā)生故障的原因也比較多，無論是機械方面的原因還是電氣方面的原因，都有可能導(dǎo)致故障的產(chǎn)生，此外操作人員的不良習(xí)慣和機床保養(yǎng)工作不到位等原因也會引發(fā)故障。為確保PLC數(shù)控機床能夠穩(wěn)定、高效的運行作業(yè)，我們必須確保故障診斷的及時、準(zhǔn)確性，這也是本文對PLC數(shù)控機床故障診斷及維修展開探討的根本原因。

一、PLC數(shù)控機床簡析

數(shù)控機床中的PLC系統(tǒng)是一個自動控制裝置，其通常由CPU、I/O接口、存儲器以及電源等共同組成。由于數(shù)控機床的設(shè)計和制造方法不盡相同，所以PLC系統(tǒng)在數(shù)控機床中一般有兩種存在方式：一是內(nèi)裝型，即生產(chǎn)廠家將PLC系統(tǒng)與數(shù)控機床的控制系統(tǒng)充分融合了在一起；二是獨立行，即PLC系統(tǒng)獨立于數(shù)控機床的控制系統(tǒng)之外，其具備較為完善的軟硬件功能，且可以單獨完成控制工作任務(wù)。

PLC系統(tǒng)是數(shù)控機床信息交換的中樞，其能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)與機床裝置的無縫交流，這中間不僅包括從PLC系統(tǒng)向機床發(fā)出的各類指令信息（比如說S、T功能的應(yīng)答信息），還包括機床向PLC系統(tǒng)發(fā)出的各類信息（比如說各項功能代表），這種雙向的信息交流讓PLC數(shù)控機床更加的智能化、高效化。

二、基于PLC的數(shù)控機床故障診斷方法

（一）基于PLC的數(shù)控機床故障表現(xiàn)形式

基于PLC的數(shù)控機床在發(fā)生故障時，通常會有以下三種表現(xiàn)形式：1、通過CNC報警能夠直接發(fā)現(xiàn)故障，并且系統(tǒng)會顯示出故障產(chǎn)生的原因。2、通過CNC報警能夠直接發(fā)現(xiàn)故障，但卻無法反映出故障產(chǎn)生的根本原因。3、故障在CNC中并沒有任何提示，這時診斷和維修故障就需要進行專門的檢測了。

（二）基于PLC的數(shù)控機床故障診斷方法

PLC數(shù)控機床發(fā)生故障的幾率非常低，即便發(fā)生故障往往也能通過自診斷檢測顯示出來。一般情況下，其故障多發(fā)生在PLC的外部輸入或輸出環(huán)節(jié)，發(fā)生故障時數(shù)控機床通常不會停機，大多情況下是在故障發(fā)生后才發(fā)現(xiàn)的，故障的發(fā)生會造成機床損壞、加工件報廢或者是生產(chǎn)事故等不良后果。因此，我們必須加強PLC數(shù)控機床的故障診斷，常用的方法主要有以下幾點。

1、經(jīng)報警信號進行故障診斷

當(dāng)發(fā)生故障時，通常數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能便可以診斷故障并在CRT上將相關(guān)信息顯示出來，然后維修工作人員就可以根據(jù)CNC系統(tǒng)所提供的機床運行狀態(tài)信息并和各運行標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)進行比對，便可以迅速完成故障診斷和故障排除了。

2、經(jīng)機床動作順序進行故障診斷

數(shù)控機床在運行過程中，刀具、托盤、模具等裝置的自動交換動作，都有標(biāo)準(zhǔn)的動作順序和工作程序，因此發(fā)生故障時，我們可以通過觀察各部分裝置的運動過程，看其是否在動作順序和工作程序上的異常，以此來判定PLC數(shù)控機床是否發(fā)生了故障，然后再根據(jù)故障查明原因，并采取針對性的故障排除措施。

3、經(jīng)PLC梯形圖進行故障診斷

維修工作人員還可以在充分了解數(shù)控機床工作原理、連鎖關(guān)系以及動作順序的基礎(chǔ)上，通過使用CNC系統(tǒng)的自診斷功能或者采用外部編程器，經(jīng)過PLC梯形圖來檢驗系統(tǒng)的輸入/輸出狀態(tài)，并實時查看PLC系統(tǒng)和機床的運行狀況，以此來綜合判定故障及其發(fā)生的原因。

4、經(jīng)PLC系統(tǒng)的輸入/輸出接口進行故障診斷

PLC數(shù)控機床輸入/輸出接口出的信號狀態(tài)能夠通過CRT來顯示，如果發(fā)生故障時可以初步確認是輸入/輸出信號存在故障問題，在具體診斷時，便可以通過查看接口處的信號狀態(tài)來判定故障發(fā)生的部位，也可以藉此判定到底是數(shù)控裝置方面發(fā)生了故障還是機床方面產(chǎn)生了故障。如果數(shù)控系統(tǒng)的各硬件部分不存在故障，不需要查看電路圖或梯形圖，只需要通過查詢輸入/輸出接口的信號狀態(tài)便能夠查明故障及其發(fā)生的原因。此外，也可以通過分析數(shù)控機床的輸入/輸出狀態(tài)歷史記錄，比較故障狀態(tài)和正常狀態(tài)的差異之處，也能夠迅速查明故障所在；但采用這種方法必須對控制對象輸入/輸出接口的故障狀態(tài)和正常狀態(tài)都非常熟悉才行。

5、經(jīng)控制對象的工作原理進行故障診斷

數(shù)控機床中的PLC控制系統(tǒng)都是基于控制對象的工作原理進行設(shè)計和制造的，所以說PLC控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，我們可以通過分析控制對象的工作原理，然后結(jié)合信號的輸入/輸出狀態(tài)對故障進行分析和診斷，并采取相對應(yīng)的故障排除措施。

6、經(jīng)動態(tài)跟蹤PLC梯形圖進行故障診斷

在PLC數(shù)控機床實際檢修過程中，往往還會存在這樣一種問題，那就是部分數(shù)控機床發(fā)生了故障，但查看輸入、輸出信號以及其它標(biāo)志均顯示正常。這類故障的診斷就需要對PLC梯形圖進行動態(tài)實時跟蹤了，通過連續(xù)觀察信號輸入/輸出狀態(tài)及各項標(biāo)志的瞬間變化，然后再根據(jù)PLC系統(tǒng)的工作原理分析并診斷故障，同時采取針對性的故障排除措施。

結(jié)語

總的來說，基于PLC的數(shù)控機床在日常運行過程中難免會因為電氣方面原因、機械方面原因或者人為原因等發(fā)生故障。因此，為了確保數(shù)控機床的正常運行和生產(chǎn)活動的效率效益，我們必須及時進行故障診斷和維修。在故障診斷和維修過程中，除自診斷技術(shù)外，信號狀態(tài)檢測和按照控制對象工作原理進行故障診斷是最為有效的兩種方式，值得我們推廣應(yīng)用。

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