通过PLC程序排除数控机床疑难故障的方法-.pdf

备与维修 q uipm e n t an d M ai nt e n a nc e 通过 P L C程序排除数控机床 疑难故障的方法 深圳市捷 甬达实业有 限公 司 5 1 8 1 1 1 罗勇刚 井春 兴 数控 系统控制数控机 床 的运动 主要分为 两类 一 类用于控制机床 主轴 的速度和进给轴进行 位置进 给运动，这些速度或位置控制的信息 直接 由数控 系 统发出指令完成，电动机的运 动状态也是直接反馈 给数控系统的；另一类运动主要是外部辅助设备 的 运动 ，例如主轴的开停 、液压和冷却 系统 的启动停 止 、工件放松夹紧 、刀库 的各种动作等是 由可编程 逻辑控制器 P L C控制完成的。P L C根据数控系统 的内部信号和各种外部输入信号 ，如行程开关 、按 钮 、 传感器等 ，依预先设定 的程序按顺序进行各种 逻辑运算 ，最后输出各 种控制信 号控制相关执行机 构的动作。P L C在数控机床上起着非常重要的作用 ， 一 方面它是数控 系统与外部 信号之 间沟通 的桥 梁； 另一方面根据数控 内部信号 和机床 的各 控制按钮 、 检测元件 、运行 部件 的状态 ，按照程序设定 的控制 逻辑对诸如刀库换刀 、主轴换挡 、冷却启动停止等 动作进行逻辑控制。 数控机床的 P L C程序是 南机床生产厂商根据机 床的功能编写 的，在实 际运行 中，维 修人员 可根据 系统显示的各种信息和P L C 程序运行 的状态进行故 障的分析和判断。 数控机床在 工作过程中由于某些元件丁作小稳 定 、干扰或其他原 因造成一些偶发性 的故障 ，维修 人员在现场因故 障难 以出现或引发故障的原 因持续 时间很短等原 因，因此直接观察梯形 图有时很难对 故障发生的原 因进行正确的判 断。在实际维修过程 中，我们可以利用 P L C程序运行 的特点 ，设计⋯些 简单 的 P L C程序，在运行 的过程中把有可能 出现故 障的信号或信号组合的现场状态进行保存，输 出一 些预先设定好 的标志 ，当故障出现 时根据这些标志 的状态就可 以判断故障点，相当于对 可能发生故障 的信号状态进行实时 “ 拍照” 。开始可以将判断的范 围扩大 ，通过反 复试验逐步缩 小搜索范围，最终确 定故障原 因。下面举具体事例说 明此方法实际维修 中的应用。 某加工中心 出现故 障圆盘刀库换刀时 出现偶 发性故障，刀库换刀手臂扣刀后 ，未进行刀具交换 就停止运行 ，机床出现换刀超 时报警 。维修人员多 次到现场检查刀库相关外部信号正常，故障始终无 法排 除 。 3 调整工件角度，使定 位销插入分度盘定位 槽内，夹紧主副卡罐压盖即完成曲轴的定位装夹。 图6 i ．机床卡罐2 ． 定位装置3 ．定位销 4 分度盘5 ．卡罐压盖6 ．曲轴 6 2 耋 始 参 磊 “加 工 4 曲轴相位角转换 时松开卡罐压盖，重复 ] 序 3 ，完成下一工位的装夹。 4 ．结 语 采用上述定位装置加工 曲轴 ，连杆颈相位角定 位精准，相位角度误差可控制在 3 以内，很好地保 证 了图样形位精度 的要求。分度盘是通用 的，提高 了工艺装备的工艺性 ，不 同机床之间形成准确的工 艺定位衔接。整套定位装置制造成本 低，使用方便 快捷 ，曲轴加工质量稳定可靠。MW 收稿 日期 2 0 1 1 0 6 2 0 图 1所示为换刀时刀臂扣刀后 ， 机进行刀具交换部分的梯形图。 2 F 0 09 6 2 R0 6 86 2 F0 0 4 5 7 H} _ _ _ _ AM 2 70 P ZP ZZ F T S P ORA RA R0 6 8 0 1 R0 1 6 0 1 ARM l S R0 68 0l 务q t t t 上 q u i p me n t a n d Ma i n t e n a n c e 起 动刀臂 电动 但值得 注意的是 ，P L C程序 是机床制 造厂 编写 的， ARM CW O R01 6 0 0 ARM 1 一 PL U S R0l 6 0l A } M l S P 0 6 6 6 2 R0 6 8 8 5 R0 6 8 9 5R0 6 91 0 X0 0 08 4 R0 1 6 0 0 R0 5 03 3 _ _ { 卜 - _ 一 _ 4 卜 _ _ 卜 _ | _ M c wd UL P P L S A2 7 0 UP P T - U P E S P A R M 1 - P L U ∞』 _ 一 4 图1 刀具交换过程简单描述如下 根据控制 逻辑 关 系统发 出刀 臂转 动信 号脉 冲 R 6 8 9 ． 2 ，在 F 9 6 ． 2 、R 6 8 6 ． 2 、17 4 5 ． 7条件满足时，输 出刀 臂 正 转 脉 冲 R 6 6 6 ． 2 。当 R 6 6 6 ． 2为“1 ” 且 R 6 8 8 ． 5 、R 6 9 9 ． 5 等信号均满足条件时，刀臂 电动机 正传信号 R 5 0 3 ． 3 输 出并保持直至换刀动作完成后断 开。其中任何一个信号的错误都会导致刀具交换动作 无法完成。在梯形图中，加入梯形图程序 见 图2 ， 对 R 6 6 6 ． 2 ，及当 R 6 6 6 ． 2有效时 R 6 8 8 ． 5、R 6 9 9 ． 5等 信号 的状 态进 行 “ 拍 照” ，如果信号正常 ，会 输 出 K1 7、K 1 8等标志指示 ，维修人员在故障发生后可 以 根据各标志位的状态判别故 障原 因，换刀动作完成 后将这些标志清零。 上述故障在实际维修时 ，机床工作发生换刀故 障后 ，检查发现 K 1 7 、K1 8 、K1 9均为 “ 0 ” ，由此判 定是 R 6 6 6 ． 2未能正常发出，导致刀库换刀停止。再 利用 类 似 的 方 法 对 R 6 8 9 ． 2 和 R 6 8 9 ． 2有 效 时， F 9 6 ． 2、R 6 8 6 ． 2 、F 4 5 ． 7的状 态进行 “ 拍 照” ，发现 故障是 由于 R 6 8 9 ． 2有效 时 F 4 5 ． 7无 效导致 R 6 6 6 ． 2 未能正常发出造成的。F 4 5 ． 7为主轴定向信号 ，整个 换刀过程应保持为 “ 1 ”，后经检查 发现，由于主轴 定向增益设定较 低 、主 轴定 向宽度范 围设 定较 窄， 当刀臂扣刀后 ，主轴受到刀臂的作 用力产生轻微 的 转动，转动的范围在 主轴定 向宽度上 限附近波 动， 偶尔会超 出上限要求而导致 F 4 5 ． 7无效。发现 问题 原因后 ，调整主轴定 向参 数，增大定 向增益 、适 当 放宽主轴到位宽度 ，故障彻底排除。 此方法在实践 中证 明是行 之有效 的维修手 段， 2 错误 的更改 ，会引起机床动作混乱甚至存在安全隐 患。因此 ，在使用此方法 时，应 先将机床原始 P L C 程序进行备份 ，再 由专业技术人员修改，当维修结 束后 ，用备份的梯 形图进行还原 ，确保机床 P L C程 序为维修前的原始状态。MW 收稿 日期 2 0 1 1 0 6 2 0 我国光伏产品转战国内市场 初步统计表 明，2 0 1 0年世界光伏组件的产能增长 了近 7 0 ％ ，2 0 1 0年年底达 到 了3 0 0 0万 k W，我 国则达 到 了2 0 0 0万 k W。受欧盟部分 国家调 整光伏 发 电政 策 的影响，2 0 1 1年全球 新增 光伏装机仅为 1 7 0 0万 一 1 8 0 0 万k W，增速有所下降。在国际市场需求不足的情 况下，我国光伏产 品制造企业可能将市场重点转向国 内。国 内光伏产 品价 格 竞争 将更 为 激 烈，有 可能进 一 步带动发 电成本快速下 降。 参 磊 工 。 ～ c om 6 3 H ， ， 糟 捌H 口 ∽皇 “ V v