閻杰

摘 要：當數(shù)控機床出現(xiàn)PLC方面的故障時，一般有三種表現(xiàn)形式：CNC故障報警；有CNC故障顯示，但不反映故障的真正原因；沒有任何提示。對于后兩種情況，根據PLC的梯形圖和輸入、輸出狀態(tài)信息來分析和判斷故障的原因，這種方法是解決數(shù)控機床外圍故障的基本方法。本文總結了一些行之有效的數(shù)控機床PLC故障診斷方法。

關鍵詞：PLC；數(shù)控機床；故障；診斷

一、數(shù)控機床PLC故障的表現(xiàn)形式

（一）根據數(shù)控系統(tǒng)的顯示情況分為三種。（1）故障報警可直接找到故障原因。隨著科學技術的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)功能不斷完善，特別是自診斷技術的發(fā)展，越來越多的數(shù)控機床具有這種故障診斷報警功能，對數(shù)控維修人員來說，機床的故障診斷與維修變得越來越簡單。（2）有CNC故障顯示但不反映故障的真正原因。一般數(shù)控機床的故障診斷功能不很完善，當出現(xiàn)故障，CNC報警信息只能大概指出故障部位，有時CNC報警信息顯示的內容與報警部位毫無關系，可能誤導維修人員，這時維修人員需要根據自己的經驗和數(shù)控機床的具體情況綜合分析判斷，才能找出故障的真正原因。（3）出現(xiàn)故障沒有任何顯示。因為數(shù)控系統(tǒng)沒有該故障方面的檢測，CNC沒有任何提示顯示，維修人員不知道從何下手，只能根據數(shù)控機床的具體故障現(xiàn)象，綜合理論分析判斷。當涉及線路板維修時，由于沒有技術圖紙，有時需要自己繪制草圖，維修難度較大。

數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令，刀架電動機旋轉執(zhí)行換刀動作。若數(shù)控系統(tǒng)內有相應的檢測軟件，外圍有相應的檢測硬件，既檢測電動機的旋轉情況，又檢測刀架到位信號及應答信號。當出現(xiàn)故障時，數(shù)控系統(tǒng)報警顯示，并指出是哪一個器件出現(xiàn)問題。這樣根據CNC故障報警信息便可直接找到發(fā)生故障的器件。若數(shù)控系統(tǒng)僅檢測刀架應答信號，當出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)僅能指出是電動刀架出現(xiàn)問題，不能報警指出具體發(fā)生故障的器件，這就需要維修人員繼續(xù)排查。若數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令，經過一段時間延時后，不再檢測刀架應答信號而執(zhí)行后面的程序。如果此時刀架旋轉不到位，而數(shù)控系統(tǒng)又沒有任何提示，就有可能出現(xiàn)重大事故。因此操作人員一定要注意緊急停車。

（二）根據PLC輸入/輸出信號分為兩種。（1）輸入信號故障。PLC主要完成順序控制，當沒有信號輸入，邏輯條件不滿足，PLC就不能執(zhí)行下一個動作。一般出現(xiàn)故障時，輸入信號只有一個條件不滿足，同時出現(xiàn)兩個條件不滿足可能想較小。這時可根據梯形圖分析輸入信號無效的原因，進行故障的進一步分析，直到找到故障產生的原因。（2）輸出信號故障。輸出信號方面主要是控制元件或執(zhí)行元件故障，一般情況經常出現(xiàn)有機械動作的零件損壞。若執(zhí)行機構出現(xiàn)故障，造成順序控制的下一個動作輸入條件不能滿足，順序控制就不能正常進行。

二、數(shù)控機床PLC故障診斷方法

（1）根據報警號診斷故障?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)有豐富的自診斷功能，能在顯示器上顯示故障的報警信息，為維修人員提供機床的各種狀態(tài)信息，充分利用這些狀態(tài)信息，能夠迅速排除故障。（2）根據控制對象的工作原理診斷故障數(shù)控機床的PLC程序是按照控制對象的工作原理設計的，通過對控制對象工作原理的分析，結合PLC的I/O狀態(tài)是診斷故障很有效的方法。（3）通過PLC梯形圖診斷故障。根據PLC的梯形圖來分析和診斷故障是解決數(shù)控機床外圍設備的基本方法。如果采用這種方法診斷機床故障，首先應該查清機床的工作原理、動作順序和聯(lián)鎖關系，然后利用CNC系統(tǒng)的自診斷功能或通過機外編程器，根據PLC梯形圖查看相關的輸入、輸出及標志位的狀態(tài)，以確定故障原因。（4）動態(tài)跟蹤梯形圖診斷故障。有些PLC發(fā)生故障時，查看輸入輸出及標志狀態(tài)均為正常，此時必須通過PLC動態(tài)跟蹤，實時跟蹤輸入輸出標志狀態(tài)的瞬間變化。根據PLC動作原理作出診斷。（5）根據動作順序診斷故障。數(shù)控機床上刀具及托盤等裝置的自動交換動作，都是按一定順序來完成的。因此，觀察機械裝置的運動過程，比較故障和正常時的情況，就可發(fā)現(xiàn)疑點，診斷出故障原因。（6）根據PLC的I/O狀態(tài)診斷。在數(shù)控機床中，輸入輸出信號的傳遞，一般要通過PLC的I/O接口來實現(xiàn)，因此一些故障會在PLC的I/O接口通道上反映出來。

綜上所述，PLC故障診斷的要點是：（1）要了解數(shù)控機床各部分檢測開關的安裝位置。如數(shù)控車床的旋轉刀架和尾架、接近開關、加工中心的機械手和回轉工作臺等，要清楚檢測開關作為PLC輸入信號的標志。（2）要了解各種條件標志。如夾緊、放松、啟動、停止等標志信號。借助編程器跟蹤梯形圖的動態(tài)變化，分析故障的原因，根據機床的工作原理作出正確的診斷。（3）要了解執(zhí)行機構的動作順序。如液壓缸、氣壓缸的電磁換向閥等，要清楚對應的PLC輸出信號標志。

參考文獻：

[1] 龔仲華.數(shù)控機床故障診斷與維修500例[M].機械工業(yè)出版社，2004.