数控机床PLC模块的故障诊断及排除方法

　　依据对象的控制原理完成数控机床PLC模块的程序设计编写，针对控制对象的工作原理与PLC控制器I/O的状态进行分析，能够有效的诊断出故障。

　　工件在加工过程中，必须有对工件装夹程度是否合适的自动检测功能。这是因为自动化车床在进行工件加工时，仅仅保证工件夹紧程度是不够的，换句话说就是在考虑一个夹紧信号的获取时，还要检测工件加工的一些附加的行程。人工完成工件的安装时能够很直观的检查到工件是否夹紧或者位置不正的情况，及时给予更改操作。但在自动化的加工过程中，所有的工作都是建立在机械手的操作上，对于工件的装夹是否可靠没办法得到保证，即使工件已经夹紧了，但只要出现其他装夹不可靠的情况也会使得所加工的工件是不合格品，严重的还会出现刀具的撞击从而使得整个车床损坏。为了避免这样的情况的发生，就需要增加一个检测油缸夹紧的行程装置。保证即使检测到夹紧信号，出现装夹位置不正等其他不可靠的情况，数控车床也不会继续进行后面的动作，从而保证了自动化过程的安全可靠。

　　2.4 基于PLC模块的输入，出状态

　　针对数控机床中信号如何实现传递，通常都是基于PLC模块的输入/出的接口完成传递相应的输入/出信号。由此，对PLC模块的输入/出的接口进行研究分析可以诊断出很多出现在这个通道上的故障。鉴于数控机床PLC模块具有的这样的接口特点有利于完成故障的诊断，只要数字控制系统中硬件不出现故障，故障的诊断则不需要对相应的电路原理图和梯形图进行研究分析一·。通过对PLC模块的输入/出接口的状态进行分析便可准确查找故障发生的原因。值得注意的就是能够对相关控制对象的PLC模块的输入/出接口的正常与故障时的状态的准确掌握。

　　2.5 基于PLC的控制梯形图

　　在对数控机床外围出现故障进行原因诊断的研究分析发现基于分析PLC的控制梯形图有利于故障的诊断与排除。利用这种诊断与排除故障的方法，前提是对数控机床工作的原理的掌握，并了解联锁的关系以及动作完成的顺序，接着加以对数控机床的自诊断数控系统利用或者借助干机外的编程器，通过对PLC控制梯形图中的标志位和输入/出状态的分析，诊断出相应故障。

　　2.6 基于梯形图的动态跟踪

　　PLC模块即使发生某些故障，但是对PLC控制梯形图中的标志位和输入/出状态进行分析后未发现异常。此时则必须对PLC模块梯形图进行动态跟踪，即对瞬间变化的标志位和输入/出状态实时跟踪。通过对PLC模块动作完成的原理研究做出相应的诊断。如图2所示为双工位和双主轴且数控系统为SINUMERIK810的数控机床。

图2 SINUMERIK810系统的数控机床 

　　数控机床运行在自动方式下，在工位一完成工件加工后，工位二主轴未充分退位同时同转工作台准备旋转，此时工位二的主轴则停止转动，导致自动循环出现中断报警且报警的信息内容显示不正常的工位二主轴速度。两个主轴运转速度的检测分别由两个传感器(B1、B2)完成，检查主轴的传动系统后未发现异常。借助机外的编程器对PLC控制梯形图的状态进行观察分析。工位二主轴的起动标志位F112.0、起动条件是F111.7。工位二的主轴起动输出是Q32.0，检测工位二的主轴刀具卡紧输入是121.1、卡紧的标志位是F115.1。研究观察后的具体状态图如图3所示。故障发生的时候，起动标志位与输出处于“0”状态，因此主轴停止旋转，但起动标志位则由于传感器未检测到主轴的速度处于“0”状态。对输出状态变化进行动态观察未有故障产生，此时起动标志位和起动条件都处于闭合状态；若产生故障，此时起动条件瞬间实现断开与闭合，起动条件的瞬间断开使得起动输出处于“0”状态，随着起动条件实现闭合，起动标志位进入“0”状态，使得起动输出保持“0”状态，主轴停止旋转。两个传感器速度检测不正常致使起动标志位处于“0”状态。影响主轴的起动条件很复杂，对梯形图研究分析后，瞬间“0”状态变化的F111.6致使起动条件发生变化。接着对PB8．3的后续检查，瞬间变化的刀具卡紧标志也处于“0”状态，F111.6由此发生变化。继续检查PBl3.7发现故障产生时，检测刀具卡紧的输入瞬间断开，则刀具卡紧标志位瞬间处于“0”状态，主轴停止旋转。通过分析发现出现波动的刀具液压卡紧力导致故障的产生，对液压进行调整直到正常则完成故障的排除。

图3 PLC控制梯形图

3 结束语

　　本文通过对故障的诊断与排除方法的分析，概括出三个要点：第一，掌握安装在数控机床中的每个检测开关的位置，PLC模块输入信号的标志即检测开关；第二，了解数控机床每个工作条件的标志，利用编程器对梯形图进行实时动态变化跟踪，诊断致使故障产生的原因；第三，了解数控机床的执行机构完成动作的顺序。