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        基于PLC視角下的數(shù)控機床故障類型及判斷方法

        發(fā)布時間:2018-07-02 來源: 短文摘抄 點擊:


          [摘 要]數(shù)控機床因為可通過編程軟件后處理直接按圖加工,尤其在進行異型曲面加工時曲線高度連續(xù),使得磁粉探傷中相關顯示缺陷大大降低,被廣泛應用在基礎加工行業(yè)。同時各種數(shù)控機床操作系統(tǒng)種類多、界面術語不好理解、故障點多、涉及知識面廣,使得一旦發(fā)生故障維修人員頗費周折。實際上從控制原理來講,如果以PLC為中心來看待故障,問題就會簡單的多了。因為操作系統(tǒng)自動程序AUTO和MDA模式通過主板直接通過驅動器驅動電機,PCU面板按鈕是直接給出電壓信號傳輸給PLC進行控制。如果機床不動作,要么信號沒有輸入,要么PLC自身故障,要么沒有輸出。這樣一來,機床故障判斷起來,非常清晰有條理。只要采用科學的方法來鑒別,就能迅速找到故障原因。
          [關鍵詞]機床參數(shù)表;操作界面;報警號;程序;標準化;觸摸屏;PLC;輸入/輸出點;屏蔽層;電磁干擾
          中圖分類號:S665 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2018)24-0396-02
          1、數(shù)控設備的基本構造
          一般數(shù)控機床從外觀上看包括機床主體結構、電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、自動換刀裝置、自動排屑裝置及數(shù)控編程模塊。與常規(guī)機床比較起來,數(shù)控機床因為伺服驅動器或者變頻器的使用,使其傳動變速部分更為簡單。數(shù)控機床的控制系統(tǒng)則因操作系統(tǒng)模塊、觸摸屏人機界面和PLC結合,可以處理測量系統(tǒng)、液壓部分傳輸過來的信號,實現(xiàn)自動化加工。
          2、數(shù)控機床各界面與PLC關系
          機床參數(shù)在PLC原理看來就是一些計數(shù)器或者通道,雖然經過復雜積分微分等運算,最終還是會出現(xiàn)比較閾值。數(shù)字超程,內部就發(fā)生跳轉,數(shù)據就不輸出給PLC,機床就不運轉。例如西門子系統(tǒng)中G25和G26對加工區(qū)域進行設定;G96中恒線速度設置已經高于主軸扭矩設置;刀具后角與輪廓曲線的干涉等等。
          機床回零就是回到參考點,也就是PLC內部一個重新置位的動作。狀態(tài)顯示的數(shù)值或者軌跡,是觸摸屏與PLC組態(tài)后產生的一個寄存器跳轉動作。工作模式中AUTO模式與JOG模式,其實就是虛擬中繼點與實際輸入點的轉換。
          按鈕指示燈與實際動作是否同步,指示信號來自于外部的壓力繼電器還是來自于PLC內部的延時命令?
          3、PLC硬件結構
          PLC是可編程序控制器(Programmable Logic Controller )的縮寫。各品牌型號的PLC大同小異,都有狀態(tài)指示燈,輸入輸出點,數(shù)據接口,電源輸入。POWER是電源燈,RUN是運行,STOP是停止SF/DIAG系統(tǒng)錯誤。兩側各有一排端子分別是輸入點和輸出點。通過數(shù)據接口與上位機相連,用來接收數(shù)據和指令。
          4、故障產生原因
          所謂故障,就是設備某個過程產生了異常。數(shù)控機床一般執(zhí)行自動程序時的工作原理是采集信號,核對位置,運算,輸出命令到PLC, 到執(zhí)行部件,再采集信號反饋位置,核對,運算,輸出命令到PLC, 執(zhí)行。
          從PLC看待這個過程,無非是有沒有信號到輸入點,滿足不滿足PLC內部邏輯條件,從而能不能執(zhí)行程序。
          4.1 有沒有信號到輸入點
          第一種可能:信號源問題
          ①機床沒有回零。對許多數(shù)控機床來說,機床回零是建立坐標系,測量系統(tǒng)校對的過程。如果機床不回零,機床是無法識別位置的。因此如果沒有回零就進行操作,往往會出現(xiàn)許多錯誤。當然近年來制造的數(shù)控機床,如果機床不回零,機床就自己保護不進行動作。
         、谙到y(tǒng)各參數(shù)超程(觸摸屏輸入數(shù)字超出閾值)。例如加工區(qū)域已經設置,如果程序中數(shù)值超過加工區(qū)域,則必然回不動作。
         、奂庸こ绦騼扔绣e誤,編制不符合要求。例如G01指令后必須給出進給量F值,主軸轉速S,每轉進給還是分鐘進給,主軸正轉還是反轉。如果缺一個代碼,機床就不動作。
          ④觸摸屏內長期工作,內部出現(xiàn)故障,造成內部連接地址與PLC不匹配。
         、莞鲏毫Ρ砘蛘唠姶砰y不到位,沒有發(fā)出信號。
          如圖1,導軌潤滑壓力M203.3和定時器T36有可能沒有發(fā)出信號,造成沒有報警。
          例機床卡盤夾緊,尾座壓力到達或者回位等,電接點壓力表才發(fā)出信號,機床各夾緊或者定位裝置處于安全可靠情況下,機床才動作。不滿足條件,PLC內部邏輯路線不通,處于斷路狀態(tài)。各電磁閥換位或者復位,發(fā)出信號,保證油路氣路通路,機床才進行下一步動作。
         、薷蓴_。因為信號線都是弱電壓,如果周圍出現(xiàn)較大電流變化或者電控柜內動力線路距離教近時,就會出現(xiàn)電壓差紊亂,造成信號丟失。
          第二種可能:信號線
          ①信號線斷或指針歪。數(shù)控機床數(shù)據線一般是用IEC規(guī)定的RS232或者RS485線進行傳輸。都是按引線腳點人工焊接而成,難免會出現(xiàn)指針歪接觸不良;蛘邤(shù)控機床數(shù)據線都很細,在各移動部件反復移動時可能因摩擦或者拉拽發(fā)生斷裂。
         、谄帘螌咏佑|不良。上文已經說過,因為信號線都是弱電壓,如果周圍出現(xiàn)較大電流變化或者電控柜內動力線路距離教近時,就會出現(xiàn)電壓差紊亂,造成信號丟失。信號線外都有一層屏蔽線,焊接在接頭的金屬外殼上。如果出現(xiàn)虛接,或者斷路,就容易出現(xiàn)故障。
         、劢狱c接觸不良。各接線端子接觸面在電流反復通過時,因為接觸電阻作用發(fā)熱,造成接觸面氧化,會出現(xiàn)接觸不良。而且PLC裝配中,人工手勁不同,也許會出現(xiàn)力道不足。
          4.2 滿足不滿足PLC內部邏輯條件
          第一種可能:軟件錯誤
          PLC程序有設計缺陷。比如計數(shù)器和定時器等復位節(jié)點不對,造成超程或者誤動作?梢杂脭嚯姲胄r重啟的方法,強迫PLC內部各寄存器等復位。
          第二種可能:PLC硬件故障
         、貾LC電源問題。PLC因為處于配電柜內,一般是弱電24V,但因空間有限,距離強電220V較近,一旦屏蔽板松動或者打開。很容易出現(xiàn)PLC電源不滿足要求。而且PLC各擴展模塊共用電源,加之各接點共用接地線,很容易因為接地線松動造成故障。

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