PLC 實體圖PLC = Programmable logic Controller和屎，可編程邏輯控制器惹盼，一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)妄辩，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的惑灵。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序伟蕾，執(zhí)行邏輯運算私舱，順序控制，定時配昼，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令菊舅，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。

　　PLC在數(shù)控機床上起著連接NC與機床的橋梁作用如癌，一方面舆滞，它不僅接受NC的控制指令，還要根據(jù)機床側(cè)的控制信號顿墨，在內(nèi)部順序程序的控制下服讯，給機床側(cè)發(fā)出控制指令，控制電磁閥稼孤、繼電器授灵、指示燈，并將狀態(tài)信號發(fā)送到NC扇述；另一方面藏亲，在對大量開關(guān)信號處理過程中，任何一個信號不到位萎河，任何一個執(zhí)行元件不動作荔泳，都會使機床出現(xiàn)故障。在數(shù)控機床的維修過程中虐杯，這類故障占有比較大的比例玛歌。因此掌握用PLC查找故障的方法很重要昧港。 

1、與PLC有關(guān)的故障特點

　≈ё印（1）大多數(shù)有關(guān)PLC的故障是外圍接口信號故障创肥，所以在維修時，只要PLC有些部分控制的動作正常值朋，都不應(yīng)該懷疑PLC程序叹侄。如果通過診斷確認運算程序有輸出，而PLC的物理接口沒有輸出昨登，則為硬件接口電路故障趾代。

　　（2）硬件故障多于軟件故障丰辣，例如當程序執(zhí)行M07（冷卻液開）時撒强，機床無此動作，大多是由外部信號不滿足滥港，或執(zhí)行元件故障鸠头，而不是CNC與PLC接口信號的故障。

2换蛔、與PLC有關(guān)故障檢測的思路和方法

　　2.1 根據(jù)故障號診斷故障

　　數(shù)控機床的PLC程序?qū)儆跈C床廠家的二次開發(fā)诱价，即根據(jù)機床的功能和特點，編制相應(yīng)的動作順序以及報警文本孽强，對過程進行監(jiān)控涧俐。當出現(xiàn)異常情況，會發(fā)出相應(yīng)報警述加。在維修過程中誓豺，要充分利用這些信息。

　　例1：某數(shù)控機床的換刀系統(tǒng)在換刀指令時不動作飘蔓，機械臂停留在行程中間位置上吏恃，CRT顯示報警號。查手冊得知該報警號表示：換刀系統(tǒng)機械臂檢測開關(guān)信號為“0”即“刀庫換刀位置錯誤”账何。

　　根據(jù)報警內(nèi)容代虾，可診斷故障發(fā)生在換刀裝置和刀庫兩部分，由于相應(yīng)的位置檢測開關(guān)無信號送至PLC的輸入口激蹲。從而導(dǎo)致機床中斷換刀棉磨。造成開關(guān)無信號的原因有兩個：一是由于液壓或機械上的原因造成動作不到位而使開關(guān)得不到感應(yīng)；二是接近開關(guān)失靈学辱。首先檢查刀庫中的接近開關(guān)乘瓤，用一薄金屬片接近感應(yīng)開關(guān)，以排除接近開關(guān)失靈的可能性策泣。通過檢查發(fā)現(xiàn)開關(guān)正常衙傀。因機械臂停留在中間位置抬吟，所以兩個信號都為“0”。

　　機械裝置檢查：“臂縮回”的動作是由電磁閥YV21控制的统抬，手動該電磁閥火本，把機械臂退回至“臂縮回”位置，機械恢復(fù)正常聪建。這說明手控電磁閥能使換刀位置定位钙畔，從而排除了液壓或機械上的阻滯造成換刀系統(tǒng)不到位的可能性。

　　由以上分析可知槽悼，PLC的輸入信號正常埂荤，輸出動作無誤，問題在操作不當或PLC設(shè)置不當页梁≥锲＃《操作手冊》中要求：連續(xù)運行中，兩次換刀間隔時間不得小于30s锻刹。經(jīng)過操作觀察，兩次換刀時間間隔小于PLC規(guī)定的要求泣储，從而造成PLC程序執(zhí)行錯誤引起報警壕矿。修改了相應(yīng)的程序后，故障排除屋廓。

　　2.2 根據(jù)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照一定的順序來完成的李荚，因此，觀察機械裝置的運動過程属诀，比較正常和故障時的情況鸥层，就可發(fā)現(xiàn)疑點，診斷出故障的原因秉扑。

　　例2：某立式加工中心自動換刀故障慧邮。

　　故障現(xiàn)象：換刀臂平移到位后，無拔刀動作舟陆。

　　自動換刀控制如圖1所示误澳。ATC的動作起始狀態(tài)是：主軸保持要交換的舊刀，換刀臂在B位置秦躯，換刀臂在上部位置忆谓，刀庫已將要交換的新刀具定位。自動換刀的順序為：換刀臂左移（B→A）→換刀臂下降（從刀庫拔刀）→換刀臂右移（A→B）→換刀臂上升→換刀臂右移（B→C踱承，抓住主軸中刀具倡缠，）→主軸液壓缸下降（松刀）→換刀臂下降（從主軸拔刀）→換刀臂旋轉(zhuǎn)1800（兩刀具交換位置）→換刀臂上升（裝刀）→主軸液壓缸上升（抓刀）→換刀臂左移（C→B）→刀庫轉(zhuǎn)動（找出舊刀具位置）→換刀臂左移（B→A返回舊刀具給刀庫）→換刀臂右移（A→B）→刀庫轉(zhuǎn)動（找下一把刀）。

圖1 自動換刀控制示意圖

　　換刀臂平移至C位置時茎活，無拔刀動作昙沦，分析原因琢唾，有幾種可能：

　　（1）SQ2無信號桅滋，所以未輸出松刀電磁閥YV2的電壓慧耍，主軸仍處于抓刀狀態(tài)，換刀臂不能下移推妈。

　×死怠（2）松刀接近開關(guān)SQ4無信號，則換刀臂升降電磁閥YVl狀態(tài)不變显哨，換刀臂不下降笆滓。

　　（3）電磁閥有故障篙绎，給予信號也不動作初肥。逐步檢查，發(fā)現(xiàn)SQ4未發(fā)出信號亿隔。進一步對SQ4進行檢查午螺，發(fā)現(xiàn)感應(yīng)間隙過大，導(dǎo)致接近開關(guān)無信號輸出乃蔬，產(chǎn)生動作障礙跷它。將感應(yīng)間隙δ調(diào)至1 111111，故障消除刁夺。

　　2.3 根據(jù)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控制原理來設(shè)計的唾诺，通過對控制對象的工作原理的分析，結(jié)合PLC的I/O狀態(tài)來進行檢查途凫。

　　例3：數(shù)控車床工件夾緊故障垢夹。

　　故障現(xiàn)象：該車床配備FANUC一0T系統(tǒng)，當腳踏尾座開關(guān)使套筒頂尖頂進工件時维费，系統(tǒng)產(chǎn)生報警果元。尾架套簡的示意圖和PLC輸入開關(guān)分別如圖2和圖3所示。

　　故障診斷：在系統(tǒng)診斷狀態(tài)下掩完，調(diào)出PLC輸入信號噪漾，發(fā)現(xiàn)腳踏開關(guān)輸入X04.2為“1”，尾座套筒轉(zhuǎn)換開關(guān)X17.3為“1”且蓬，潤滑油液面開關(guān)X17.6為“1”欣硼。調(diào)出PLC輸出信號，當腳踏向前開關(guān)時恶阴，輸出Y49.0為“1”诈胜，同時電磁閥也得電。這說明系統(tǒng)PLC輸入輸出狀態(tài)均正常冯事。因此焦匈，尾座套筒液壓系統(tǒng)有問題称侣。

　　析圖2：當電磁閥YV4.1得電后，液壓油經(jīng)溢流閥淳胆、流量控制閥和單向閥進入尾座套筒液壓缸赁挚，使其向前頂緊工件。松開腳踏開關(guān)后螃方，電磁換向閥處于中間位置照腐，油路停止供油，由于單向閥的作用担灭，尾座套筒向前時的油壓得到保持贿册。該油壓使壓力繼電器常開觸點接通，在系統(tǒng)PLC輸入信號中X00.2為“1”寓综，但檢查系統(tǒng)PLC輸入信號X00.2為“0”睦忘，說明壓力繼電器觸點信號有問題。經(jīng)進一步檢查發(fā)現(xiàn)其觸點開關(guān)損壞耿堕，從而造成PLC輸入信號為“0”砖啄，系統(tǒng)認為尾座套筒未頂緊而產(chǎn)生報警。更換一新的壓力繼電器后味廊，故障排除午磁。

圖2 尾建控制示意圖

圖3 尾架套筒的PLC輸入開關(guān)

　　2.4 根據(jù)PLC的∥o狀態(tài)診斷故障

　　數(shù)控機床中，輸入輸出信號的傳遞一般都要通過PLC接口來實現(xiàn)毡们，因此，許多故障都會在PLC的I/0接口這個通道反映出來昧辽。數(shù)控機床的這個特點為故障診斷提供了方便衙熔，不用萬用表就可以知道信號的狀態(tài)，但要熟悉有關(guān)控制對象的正常狀態(tài)和故障狀態(tài)搅荞。

　　2.5 通過梯形圖診斷故障

　　根據(jù)PLC的梯形圖來分析和診斷故障是解決數(shù)控機床外圍故障的基本方法红氯。用這種方法診斷機床故障，首先應(yīng)搞清機床的工作原理咕痛、動作順序和聯(lián)鎖關(guān)系痢甘，然后利用系統(tǒng)的自診斷功能或通過機外編程器，根據(jù)PLC梯形圖查看相關(guān)的輸入輸出及標志位的狀態(tài)茉贡，從而確定故障原因塞栅。

　　例4：配備SIN810數(shù)控系統(tǒng)的加工中心，出現(xiàn)分度工作臺不分度的故障且無報警腔丧。

　　根據(jù)工作原理放椰，分度的齒條和齒輪嚙合，這個動作是靠液壓裝置來完成的曹胚，由PLC輸出Q1.4控制電磁閥YVl4來執(zhí)行玲禾。PLC相關(guān)部分的梯形圖如圖4忙体。

　　通過數(shù)控系統(tǒng)的DIAGNOSIS中的“STATUS PLC”軟鍵，實時查看Q1.4的狀態(tài)盏掉，發(fā)現(xiàn)其狀態(tài)為“0”怨级；由PLC梯形圖查看F123.0也為“0”，按梯形圖逐個檢查毙向，發(fā)現(xiàn)F105.2為“0”钮核，導(dǎo)致F123.0為“0”；根據(jù)梯形圖查看STATUS PLC中的輸入信號俏妆，發(fā)現(xiàn)IlO.2為“0”從而導(dǎo)致F105.2為“0”樱凄。19.3、19.4失欢、110.2戈弧、IlO.3為4個接近開關(guān)的檢測信號，以檢測齒條和齒輪是否嚙合晨另。分度時潭千，這4個接近開關(guān)都應(yīng)有信號，即都應(yīng)閉合借尿，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)110.2未閉合刨晴。處理方法：檢查機械部分確認機械是否到位；檢查接近開關(guān)是否損壞路翻。根據(jù)這個線索繼續(xù)查看狈癞，最后發(fā)現(xiàn)反映二、三工位分度頭起始位置檢測開關(guān)19.4茂契、110.2動作不同步蝶桶，導(dǎo)致了工作臺不旋轉(zhuǎn)。進一步確認為三工位分度頭產(chǎn)生機械錯位掉冶。調(diào)整機械裝置真竖，使其與二工位同步后，故障消除厌小。

圖4 故障機床PLc相關(guān)部分梯形圖

　　2.6 動態(tài)跟蹤梯形圖診斷故障

　　有些數(shù)控系統(tǒng)帶有梯形圖監(jiān)控功能恢共，調(diào)出梯形圖畫面，可以看到輸入輸出點的狀態(tài)璧亚。梯形圖執(zhí)行的動態(tài)過程柴炉，有的需要機外編程器，在線監(jiān)控程序的運行价岭。當有些PLC發(fā)生故障時含话，因過程變化快，查看L/O及標志無法跟蹤。此時需要通過PLC動態(tài)跟蹤茂钠，實時觀察I/O及標志位狀態(tài)的瞬間變化脚们，根據(jù)PLC的動作原理做出診斷。

結(jié)語

　　通過以上思路和實例径塔，要做好用PLC對數(shù)控機床故障檢測須注意以下幾點：

　”盥贰（1）了解機床各組成部分檢測開關(guān)的安裝位置，如加工中心的刀庫凰番、機械手和回轉(zhuǎn)工作臺盏萝，數(shù)控車床的旋轉(zhuǎn)刀架和尾架，機床的氣褒堆、液壓系統(tǒng)中的限位開關(guān)澡呼、接近開關(guān)和壓力開關(guān)等，弄清檢測開關(guān)作為PLC輸入信號的標志厉碟。

　『拔　（2）了解執(zhí)行機構(gòu)的動作順序，如液壓缸箍鼓、氣缸的電磁換向閥等崭参，弄清對應(yīng)的PLC輸出信號標志。

　】羁А（3）了解各種條件標志何暮，如起動、停止铐殃、限位海洼、夾緊和放松等標志信號。

　「焕啊（4）借助必要的診斷功能贰军，必要時用編程器跟蹤梯形圖的動態(tài)變化，搞清故障原因蟹肘，根據(jù)機床的工作原理做出診斷。

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