何巍

（昆明鐵路局昆明機(jī)務(wù)段，云南 昆明 650000）

0 前言

在現(xiàn)代社會(huì)快速發(fā)展的背景下，數(shù)控機(jī)床為社會(huì)生產(chǎn)力的提升做出了突出貢獻(xiàn)。在新形勢(shì)下，數(shù)控機(jī)床技術(shù)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，同時(shí)使用者對(duì)其生產(chǎn)效率、穩(wěn)定性提出了更高的要求。在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)控機(jī)床的各類故障對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)的效率、安全等產(chǎn)生不利影響，同時(shí)還會(huì)造成直接的經(jīng)濟(jì)損失。近年來(lái)，在PLC 技術(shù)越來(lái)越成熟的背景下，該技術(shù)在數(shù)控機(jī)床維修中的應(yīng)用前景被充分看好。因此，有必要結(jié)合當(dāng)下數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)PLC控制技術(shù)的應(yīng)用思路及策略進(jìn)行探究。

1 PLC 控制技術(shù)及數(shù)控機(jī)床維修概述

1.1 PLC 控制技術(shù)

PLC 控制技術(shù)是一種在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域被大量應(yīng)用的技術(shù)，其主要是基于傳統(tǒng)的順序控制器，融合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、微電子技術(shù)、通信技術(shù)及信息技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯編程、自動(dòng)化乃至智能化控制的工業(yè)控制系統(tǒng)[1]。在傳統(tǒng)工業(yè)控制器中，主要是通過(guò)計(jì)時(shí)、技術(shù)及繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)順序控制，這是最初的自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)控制模式，是一種典型的硬性控制機(jī)制。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的大環(huán)境下，這種控制模式單一性、適應(yīng)性不足的問(wèn)題暴露。而PLC 控制技術(shù)加持下的控制系統(tǒng)，是一種柔性控制模式，具有適用性好、抗干擾能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、編程操作簡(jiǎn)便的控制技術(shù)。PLC 控制系統(tǒng)主要由電源、微處理器、儲(chǔ)存設(shè)備、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備等，其中微處理器是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、指令發(fā)布的核心裝置。在相關(guān)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的情況下，微處理器將能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)更多信息的實(shí)時(shí)采集、分析，并自動(dòng)發(fā)出相應(yīng)指令，這是實(shí)現(xiàn)智能化控制的關(guān)鍵所在。

1.2 數(shù)控機(jī)床維修

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中十分重要的生產(chǎn)設(shè)備，是一種安裝程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床設(shè)備。其中，控制程序通常是通過(guò)對(duì)編碼、指令進(jìn)行邏輯處理，通過(guò)譯碼轉(zhuǎn)為數(shù)字信息，輸入控制裝置，再通過(guò)運(yùn)算處理發(fā)出指令，操控前端裝置按照設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，完成自動(dòng)化生產(chǎn)任務(wù)。數(shù)控機(jī)床是一種能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、精細(xì)化、自動(dòng)化生產(chǎn)的裝置，也是如今工業(yè)生產(chǎn)流水線中的核心設(shè)備。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)精細(xì)化要求越來(lái)越高，數(shù)控機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)、控制要素也越來(lái)越復(fù)雜化，意味著其涉及的故障類別也越來(lái)越復(fù)雜。為了有效保證生產(chǎn)質(zhì)量、效率和安全，關(guān)于數(shù)控機(jī)床故障的識(shí)別、預(yù)防、緊急處理是十分重要的工作。傳統(tǒng)工作模式下，關(guān)于數(shù)控機(jī)床的故障維修，通常是通過(guò)故障燈或維修人員巡檢進(jìn)行識(shí)別，再進(jìn)行停機(jī)維修。顯然，這種模式下的故障維修工作效率較低，且多數(shù)屬于事后介入。在數(shù)控機(jī)床技術(shù)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜、故障類型越來(lái)越多樣化的情況下，其不能很好地滿足現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床維修工作需求。

2 PLC 控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床故障維修中的應(yīng)用價(jià)值

2.1 提高維修效率

如前文所述，傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床無(wú)論是故障識(shí)別、維修，還是防范，整個(gè)過(guò)程需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。這意味著有很大一部分故障的發(fā)生都可能產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)損失，乃至嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。尤其是在數(shù)控機(jī)床逐漸復(fù)雜化、故障類型多樣化的情況下，關(guān)于維修效率的提升要求越來(lái)越緊迫。PLC 控制技術(shù)作為一種更為智能的控制技術(shù)，一方面可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床更多運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析，為維修人員提供及時(shí)的故障分析報(bào)告；另一方面，通過(guò)PLC 控制系統(tǒng)編程，可以對(duì)一些常態(tài)化的故障進(jìn)行監(jiān)控，在出現(xiàn)故障風(fēng)險(xiǎn)時(shí)及時(shí)發(fā)出預(yù)警，甚至同時(shí)控制設(shè)備相關(guān)裝置進(jìn)行故障預(yù)處理。所以，無(wú)論是故障監(jiān)測(cè)，還是故障發(fā)生后的配合處理，通過(guò)PLC 控制技術(shù)都可以很大程度提升數(shù)控機(jī)床故障維修效率[2]。

2.2 有效實(shí)現(xiàn)事前管理

事實(shí)上，在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床維修工作中，做好故障監(jiān)測(cè)、提前介入處理，是十分重要的理念。唯有有效做好故障的防范和緊急處理，才能有效規(guī)避各類直接或簡(jiǎn)潔的經(jīng)濟(jì)損失。而PLC 控制技術(shù)本身在計(jì)算機(jī)軟件編程、邏輯控制、信息分析處理方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可以有效實(shí)現(xiàn)關(guān)于數(shù)控機(jī)床維修工作模式的轉(zhuǎn)變。也就是說(shuō)，通過(guò)應(yīng)用PLC 控制技術(shù)，改變傳統(tǒng)以事中、事后管理為主的管理維修管理模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐燥L(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、提前預(yù)警、緊急處理為主的事前管理模式。值得一提的是，事前管理模式的構(gòu)建，其意義不僅僅體現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床維修管理中。在相關(guān)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的情況下，這有助于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床全智能化控制、狀態(tài)監(jiān)測(cè)，幫助系統(tǒng)優(yōu)化操控模式、全面降低故障率。

2.3 轉(zhuǎn)變維修工作模式

傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床維修工作對(duì)維修技術(shù)人員的依賴性較強(qiáng)，通常需要維修技術(shù)人員對(duì)機(jī)床進(jìn)行巡檢，采集各類故障信息。也就是說(shuō)，從故障處理、原因分析，到故障風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別，都需要維修技術(shù)人員負(fù)責(zé)。顯然，這意味著故障維修工作質(zhì)量與維修技術(shù)人員的專業(yè)基礎(chǔ)、工作經(jīng)驗(yàn)及職業(yè)素質(zhì)直接相關(guān)。如今面對(duì)越來(lái)越復(fù)雜化的數(shù)控機(jī)床故障類型，不僅對(duì)維修技術(shù)人員的綜合素質(zhì)要求更高，其所面對(duì)的工作壓力也非常大。而PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用，一方面可以通過(guò)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和控制，完成常規(guī)性故障的監(jiān)測(cè)、預(yù)防乃至自動(dòng)化處理；另一方面可以針對(duì)重點(diǎn)鼓掌問(wèn)題為維修技術(shù)人員提供關(guān)鍵信息，并配合開(kāi)展故障的預(yù)防和處理工作[3]。在PLC 控制技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用的情況下，數(shù)控機(jī)床維修技術(shù)人員的工作模式將逐步轉(zhuǎn)變，逐步形成以數(shù)據(jù)分析、故障識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)防范為主的工作模式。顯然，這與當(dāng)下數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)活動(dòng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)需求高度契合。

3 數(shù)控機(jī)床故障特征及危害

數(shù)控機(jī)床是由電氣、通信、機(jī)械等裝置構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及大量不同技術(shù)類型的裝置、線路、零部件，在運(yùn)行中還有十分復(fù)雜的電力、通信、運(yùn)算活動(dòng)。隨著數(shù)控機(jī)床投入實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，其性能、狀態(tài)均會(huì)隨著時(shí)間推移而下降。數(shù)控機(jī)床的故障主要可以分為兩大類型，即潛在故障和功能性故障，前者一般發(fā)生于數(shù)控機(jī)床使用周期的前期，而后者一般發(fā)生于中后期。

對(duì)數(shù)控機(jī)床維修管理工作而言，數(shù)控機(jī)床的多數(shù)故障發(fā)生前都會(huì)出現(xiàn)一些預(yù)兆，其一般會(huì)通過(guò)各類物理參數(shù)或直接現(xiàn)象表現(xiàn)出來(lái)。如果維修人員及時(shí)抓住這些關(guān)鍵信息，即可對(duì)相關(guān)潛在故障進(jìn)行識(shí)別與排查。潛在故障一般代表的是一種風(fēng)險(xiǎn)，可以通過(guò)針對(duì)性檢查、及時(shí)介入處理，或開(kāi)展專業(yè)化的保養(yǎng)工作，排除誘發(fā)故障的因素[4]。潛在故障一般不會(huì)影響數(shù)控機(jī)床的核心功能，僅僅通過(guò)一些非正常狀態(tài)表現(xiàn)出來(lái)，包括異常噪聲、抖動(dòng)、電壓不穩(wěn)等等。而功能性故障則是直接影響數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)損失、誘發(fā)安全事故等。

潛在故障發(fā)展為功能性故障期間，通常會(huì)通過(guò)一些呈現(xiàn)發(fā)展趨勢(shì)的現(xiàn)象表現(xiàn)出來(lái)，直至某個(gè)臨界點(diǎn)發(fā)生實(shí)際故障。比如說(shuō)，因?yàn)榘惭b不到位或混入雜物而導(dǎo)致軸承異常磨損、受力不均，零部件出現(xiàn)異常變形或裂紋，長(zhǎng)時(shí)間未得到有效處理，裂紋、變形擴(kuò)大，發(fā)生軸承斷裂故障。再比如，因某種原因?qū)е码姍C(jī)溫度持續(xù)升高，到達(dá)其承受臨界點(diǎn)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)損壞故障。這個(gè)過(guò)程可能與設(shè)備、裝置自然損耗有關(guān)，可能與非正常工作狀態(tài)有關(guān)，也可能與工作環(huán)境有關(guān)。由潛在故障發(fā)展為功能性故障的時(shí)間可能在幾秒之間，也可能長(zhǎng)達(dá)幾年。并且，隨著數(shù)控機(jī)床設(shè)備結(jié)構(gòu)和技術(shù)類型越來(lái)越復(fù)雜，其故障識(shí)別與管理的復(fù)雜程度和難度也在不斷增高。

關(guān)于數(shù)控機(jī)床故障的危害，主要可以從以下幾方面進(jìn)行分析：①在數(shù)控機(jī)床的各類故障中，不同因素和故障之間也可能存在復(fù)雜的關(guān)聯(lián)。除了潛在故障會(huì)誘發(fā)功能性故障以外，功能性故障的出現(xiàn)可能導(dǎo)致其他類型的故障。而其中部分潛在故障通常需要在發(fā)展到一定程度之后才能被發(fā)現(xiàn)，而此時(shí)已經(jīng)導(dǎo)致了損失，同時(shí)也增加了故障緊急處理的難度和風(fēng)險(xiǎn)。②部分故障在未被發(fā)現(xiàn)的情況下直接影響生產(chǎn)質(zhì)量，意味著在如今批量化生產(chǎn)場(chǎng)景下，可能直接導(dǎo)致大量產(chǎn)品無(wú)法達(dá)到質(zhì)量要求，而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失，并嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃。③多數(shù)功能性故障的出現(xiàn)，會(huì)直接導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床無(wú)法正常生產(chǎn)，給生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生不良影響。而部分故障會(huì)引發(fā)漏電、火災(zāi)乃至爆炸等事故，給現(xiàn)場(chǎng)人員人身安全及公私財(cái)產(chǎn)造成威脅。

4 應(yīng)用PLC 控制技術(shù)的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)特征

近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床技術(shù)不斷進(jìn)步，其中PLC 技術(shù)的應(yīng)用和融合是重要表現(xiàn)。在PLC 控制技術(shù)加持下的數(shù)控機(jī)床中，一般是通過(guò)CNC 數(shù)控裝置和PLC 進(jìn)行融合而實(shí)現(xiàn)的。基于該模式，CNC數(shù)控裝置負(fù)責(zé)零件程序編制、位置伺服控制、插補(bǔ)運(yùn)算以及譯碼等功能的實(shí)現(xiàn)[5]。然后，利用PLC 裝置將CNC 數(shù)控裝置和機(jī)床進(jìn)行連接，PLC 負(fù)責(zé)邏輯運(yùn)算功能，涉及啟停數(shù)控主軸、更換刀具、控制冷卻液開(kāi)關(guān)等操作。通常情況下，該技術(shù)模式下的數(shù)控系統(tǒng)無(wú)須對(duì)軌跡進(jìn)行設(shè)定，通過(guò)直接控制相關(guān)輔助裝置即可完成開(kāi)關(guān)操作。CNC 以PLC 為主要通道進(jìn)行邏輯控制，同時(shí)通過(guò)PLC對(duì)外部邏輯信號(hào)進(jìn)行反饋。在具體運(yùn)行中，PLC 對(duì)CNC 裝置的順序動(dòng)作信息進(jìn)行接收，包括主軸轉(zhuǎn)速、選擇刀具、更換刀具、控制代碼輔助功能等。然后，通過(guò)譯碼轉(zhuǎn)換控制信號(hào)，控制輔助裝置，達(dá)到控制機(jī)床各個(gè)開(kāi)關(guān)的目的。

從維修的角度來(lái)看，當(dāng)數(shù)控機(jī)床面板指令被PLC 接收，其可以直接控制機(jī)床動(dòng)作，提高對(duì)故障的識(shí)別、處理效率。在此同時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)或維修團(tuán)隊(duì)設(shè)定的方式，向CNC 裝置發(fā)送相關(guān)指令，便于實(shí)現(xiàn)對(duì)控制機(jī)制的優(yōu)化。在數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床之間，通過(guò)PLC 對(duì)電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同步開(kāi)展信息通訊工作，實(shí)現(xiàn)雙向信號(hào)傳遞。PLC通過(guò)電路完成數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。在數(shù)據(jù)交互期間，通過(guò)各個(gè)寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)接收、轉(zhuǎn)化、處理及儲(chǔ)存。首先，將由PLC 輸出至機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)信號(hào)作為依據(jù)，PLC 軟件工程師對(duì)機(jī)床與PLC 之間的信號(hào)交互進(jìn)行定義，軟件嚴(yán)格執(zhí)行這一定義。在進(jìn)行故障處理或機(jī)床技術(shù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)，一般采用更改硬件接口的方式進(jìn)行修改。在系統(tǒng)中，PLC 可以對(duì)核心寄存器進(jìn)行任意使用。在系統(tǒng)斷電之后，由繼電器寄存器對(duì)需要保存的信息進(jìn)行儲(chǔ)存，用于生產(chǎn)管理或維修人員使用。最后，PLC 外部參數(shù)寄存器負(fù)責(zé)對(duì)外部參數(shù)進(jìn)行采集和儲(chǔ)存[6]。

5 PLC 控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床維修中的具體應(yīng)用

針對(duì)數(shù)控機(jī)床維修工作應(yīng)用PLC 技術(shù)，初始設(shè)計(jì)階段要基于生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的所有故障類型進(jìn)行全面考慮，針對(duì)故障的特征就誘發(fā)因素等，做好相應(yīng)的監(jiān)測(cè)參數(shù)設(shè)定。在本文研究中心，基于數(shù)控機(jī)床外圍故障的防治策略為，以PLC 的I/O 狀態(tài)，結(jié)合梯形圖為依據(jù)，完成數(shù)控機(jī)床故障的監(jiān)測(cè)、分析、診斷?；谠摾砟?，所形成的PLC 數(shù)控機(jī)床故障診斷流程為：首先，針對(duì)診斷結(jié)果和報(bào)警信息，對(duì)故障類型、位置進(jìn)行范圍分析。其次，對(duì)監(jiān)測(cè)到的信號(hào)點(diǎn)為所在位置寄存器狀態(tài)進(jìn)行分析，分析PLC 和其他環(huán)節(jié)之間的信號(hào)交互情況，以此精準(zhǔn)鎖定故障位置。然后，由各類傳感器、軟件系統(tǒng)配合檢修人員對(duì)相關(guān)位置進(jìn)行故障排查，達(dá)到精準(zhǔn)、高效處理故障問(wèn)題的目的。接下來(lái)，針對(duì)當(dāng)下數(shù)控機(jī)床比較常見(jiàn)的急停報(bào)警故障及自動(dòng)換刀故障進(jìn)行實(shí)例分析。

5.1 急停報(bào)警故障

在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行期間，遇到突發(fā)狀況時(shí)可以通過(guò)按下急停按鈕讓機(jī)床停止運(yùn)行。然后，數(shù)控系統(tǒng)在設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)全部急停按鈕處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，才能夠運(yùn)行更換操作模式。而急停報(bào)警類故障主要表現(xiàn)為在長(zhǎng)期處于急停狀態(tài)時(shí)，數(shù)控機(jī)床無(wú)法復(fù)位。比如，XHK715 數(shù)控加工中心出現(xiàn)急停后無(wú)法復(fù)位的故障，同時(shí)顯示面包發(fā)出急停報(bào)警信息。針對(duì)該故障，技術(shù)人員作如下分析：該數(shù)控機(jī)床的急停功能一般是通過(guò)PLC 程序控制急停電氣控制回路來(lái)實(shí)現(xiàn)，再具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，首先要串聯(lián)超程限位開(kāi)關(guān)的常閉觸點(diǎn)，然后要串聯(lián)急停按鈕，并在回路中串聯(lián)繼電器線圈[7]。接著，繼電器線圈處于聯(lián)通狀態(tài)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，產(chǎn)生輸入信號(hào)。通過(guò)XS8 接口來(lái)將手持單元上的急停按鈕和PLC 連接起來(lái)，打開(kāi)狀態(tài)下PLC 輸入點(diǎn)有信號(hào)輸入時(shí)，數(shù)控機(jī)床急停狀態(tài)方可解除。

針對(duì)該故障的檢測(cè)，首先，確定運(yùn)行允許信號(hào)之后，在標(biāo)準(zhǔn)PLC 配置系統(tǒng)定義輸入地址，并且要保證該地址信息和電氣連接線一致。然后，松開(kāi)急停按鈕，通過(guò)PLC 狀態(tài)監(jiān)測(cè)界面觀察輸入點(diǎn)電平變化情況，輸入對(duì)應(yīng)值。如果發(fā)現(xiàn)信號(hào)點(diǎn)沒(méi)有發(fā)生變化，則換衣急停電路中存在斷路的情況。如果發(fā)現(xiàn)信號(hào)點(diǎn)出現(xiàn)變化，則判斷急?；芈凡淮嬖跀嗦饭收?。如果信號(hào)點(diǎn)變化情況和已定義的輸入點(diǎn)一致，技術(shù)人員緊接著要判斷PLC 程序是否準(zhǔn)確，如果粗在差異則要對(duì)已定義的輸入點(diǎn)地址進(jìn)行調(diào)整。例如，生產(chǎn)活動(dòng)中某臺(tái)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)了抵擋故障，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，技術(shù)人員隨機(jī)對(duì)其進(jìn)行全面檢查。明確系統(tǒng)存在主軸掛擋錯(cuò)誤時(shí)，對(duì)開(kāi)關(guān)裝置進(jìn)行更換。在實(shí)際運(yùn)行中，觀察發(fā)現(xiàn)偶爾出現(xiàn)停車現(xiàn)象，但同時(shí)又沒(méi)有發(fā)出警報(bào)。這導(dǎo)致，數(shù)控機(jī)床使用效率和穩(wěn)定性無(wú)法達(dá)到生產(chǎn)要求。為此，技術(shù)人員使用PLC 對(duì)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，判斷主軸運(yùn)行過(guò)程存在故障。在進(jìn)一步分析中，對(duì)內(nèi)部信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，發(fā)現(xiàn)主軸程序轉(zhuǎn)動(dòng)操作存在問(wèn)題。通過(guò)這種方式，全面深入地進(jìn)行了故障診斷，充分發(fā)揮了PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

5.2 自動(dòng)換刀故障

在數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中，自動(dòng)換刀裝置是非常關(guān)鍵的構(gòu)成部分，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的換刀裝置形式多樣，集成程度也比較高。具體類型包括回轉(zhuǎn)式、轉(zhuǎn)塔頭式等，這些裝置一般都通過(guò)PLC 自動(dòng)換刀裝置進(jìn)行動(dòng)作流程控制。考慮到PLC 輸入輸出信號(hào)過(guò)多且過(guò)于復(fù)雜，因此在針對(duì)自動(dòng)換刀系統(tǒng)故障進(jìn)行排查時(shí)，要求技術(shù)人員對(duì)系統(tǒng)數(shù)控流程有全面的了解，并且要根據(jù)PLC 輸出信號(hào)進(jìn)行分析[8]。例如，針對(duì)CNC6136 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置故障排查，首先明確該設(shè)備采用的是回轉(zhuǎn)式電動(dòng)刀架。操作人員發(fā)現(xiàn)該裝置在執(zhí)行換刀時(shí)，某個(gè)刀具持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀超時(shí)的警報(bào)。技術(shù)人員隨即通過(guò)PLC 梯形圖程序進(jìn)行故障分析，首先將換刀信號(hào)和刀具信息的一致性進(jìn)行判斷。然后，通過(guò)PLC 對(duì)寄存器在刀具型號(hào)差異時(shí)控制繼電器動(dòng)作，直至刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)。在此同時(shí)，刀體隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，在刀具旋轉(zhuǎn)到位時(shí)霍爾元件發(fā)出相應(yīng)信號(hào)，PLC 接收信號(hào)后再次判斷刀具一致性。如果監(jiān)測(cè)到一致的信息，則在稍作延遲之后停止轉(zhuǎn)動(dòng)，由PLC 對(duì)另一繼電器進(jìn)行控制，讓刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)。如果監(jiān)測(cè)到不一致的信息，則讓電機(jī)持續(xù)保持正轉(zhuǎn)狀態(tài)?？紤]到自動(dòng)換刀系統(tǒng)存在故障，那么技術(shù)人員可以在PLC 梯形圖程序中，將各個(gè)刀具的信號(hào)位置和機(jī)床電氣原理圖進(jìn)行結(jié)合，分析信號(hào)輸入情況，如果輸入正常，則對(duì)梯形圖程序進(jìn)行進(jìn)一步檢查和故障分析。如果發(fā)現(xiàn)信號(hào)輸入不正常，則觀察霍爾元件是否存在故障，并同步對(duì)電源供給、線路、同磁鐵高度一致性進(jìn)行檢查。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，數(shù)控機(jī)床是十分重要的核心設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)與生產(chǎn)效率、質(zhì)量和安全性都息息相關(guān)。因此，關(guān)于數(shù)控機(jī)床的故障風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、檢測(cè)及及時(shí)處理工作尤為重要，高水平的數(shù)控機(jī)床故障管理對(duì)提高生產(chǎn)效益都有積極意義。在現(xiàn)代技術(shù)持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境下，PLC 控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用價(jià)值越來(lái)越高。為此，數(shù)控機(jī)床故障檢修管理人員應(yīng)當(dāng)重視對(duì)PLC 控制技術(shù)的研究和應(yīng)用，結(jié)合數(shù)控機(jī)床的技術(shù)特征及生產(chǎn)要求，充分發(fā)揮PLC 控制技術(shù)在信息識(shí)別處理、自動(dòng)化控制等方面的應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)數(shù)控機(jī)床故障維修工作水平的全面提升。