PLC在数控机床故障维修中的应用与实践研究

在数控机床故障维修中，PLC的应用受到广泛关注与重视，可以作为NC与机床之间的衔接桥梁，不仅能够接受NC的控制指令，还可以按照机床的控制信号，对内部程序的顺序进行分析，为机床下发指令，以便于实施电磁阀结构、继电器结构、指示灯结构的控制工作，并为NC发送状态信号数据信息，及时发现其中存在的问题，采取有效措施解决问题，提升机床故障维修效果。

关键词：PLC；数控机床故障维修；应用措施

中图分类号：TG659 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）05-0141-02

Abstract： The application of PLC in NC machine tool fault maintenance has been paid more and more attention. It can be used as a bridge between NC and machine tool， and can not only accept NC control instructions. According to the control signal of the machine tool， the sequence of the internal program can be analyzed， and instructions can be issued for the machine tool， so as to implement the control work of the structure of the solenoid valve， the structure of the relay and the structure of the indicator lamp， and send the status signal data information for NC， find out the existing problems in time， take effective measures to solve the problem， and improve the machine tool fault maintenance effect.

Keywords： PLC； maintenance of NC machine tools； application measures

企业应用PLC方式开展数控机床故障维修工作，应明确各类信号的控制特点与要求，对其进行合理的管理与控制，协调工作之间的关系，创新管理工作形式，满足当前的发展需求，达到预期的控制目的。

1 数控机床故障特点分析

在应用PLC之前，需针对数控机床故障特点进行合理的分析，以便于提升维修工作效果，满足当前的发展需求。具体故障特点表现为：第一，由于数控机床的表面几何形状存在偏差，且粗糙度较高，在使用一段时间之后，会在摩擦作用的影响之下，出现电器元件的负荷冲击问题，严重影响其使用效果，很容易发生故障问题。通常情况下，此类故障没有规律可循，多发生于电气结构与液压结构中。第二，数控机床在经历磨合之后，会进入较为稳定的工作时期，故障发生率较低，但是，受到人为因素的影响，经常发生故障问题，主要因为工作人员的误操作率较高，不能保证自身工作行为的正确性，导致数控机床设备的运行受到严重影响。第三，在数控机床结构衰退时期，零部件开始出现磨损与老化的现象，经常会出现严重的故障问题。在此期间，很多故障具备一定规律，形成渐变性的故障问题，可以利用合理的检查方式排除故障问题。由于数控机床自身具备一定的复杂性特点，导致故障诊断工作与处理内容较为特殊，不能保证检测效果与处理水平。因此，在使用PLC方式开展维修工作的过程中，相关部门应根据数控机床故障维修特点与要求实施工作，对其进行全面的管理与维护，优化相关管理机制，满足当前的发展需求。

2 PLC在数控机床故障维修中的思路

（1）数据故障进行诊断。在诊断故障的过程中，可将PLC程序作为重点内容，将其与数控机床联系在一起，在实际检测与诊断期间，根据数控机床结构的特点与相关功能，对动作文本与报警文本进行编制，以此实现监控工作。如果数控机床出现异常状况，就会发出警报，可以将其作为维修信息与依据，保證数控机床结构的维修效果。

例如：某企业数控机床系统中的环刀系统在运行期间，环刀指令没有动作，机械设备的臂部停留在中间的区域，PLC发出了警告信号。在观察信号之后可以得知，环刀系统的检测信号为0，刀库中的环刀位置不符合相关要求。根据相关检测内容，使用PLC开展辅助维修工作，将信号输送到PLC相关输入口中，采取终端方式对刀具进行更换。在此期间，通过科学的检查方式可以发现，开关五信号的主要原因就是液压与机械设备运行质量较低，不能保证实际管理与处理效果，且开关失灵的问题较为严重，不能保证管理水平。

因此，企业针对道路附近的开关进行检查，利用金属片对开关的感应情况进行检测，排除开关失灵的问题。在检查中发现开关的运行处于正常状态，主要故障原因就是机械臂的位置不符合规定。在机械检查的过程中，发现出现臂缩回的动作，电磁阀的控制效果较差，在手动电磁阀之后，将机械臂退回到位置中，使得机械设备恢复正常。在此期间，需针对电磁阀的环刀位置进行分析，明确定位功能与使用特点，从而排除了机械设备阻滞问题。在分析中可以得知，PLC的应用，需针对信号输入情况进行分析，保证输入动作的准确性，及时发现其中存在的问题，采取合理的措施解决问题。同时，在数控机床连续运行期间，应按照维修手册相关要求，针对数控机床进行全面的维修，在操作观察期间，提升刀库操作管理水平，协调各方面工作之间的关系，创建多元化的管理机制，以便于增强数控机床故障维修效果，优化各方面发展机制与工作体系，完成当前的操作任务，排除数控机床的故障问题[1]。endprint

（2）动作故障诊断分析。在数控机床故障诊断期间，可根据动作顺序等开展诊断工作，利用自动交换动作的顺序完成相关任务，对机械装置的实际运动情况进行观察，在正常动作的对比之下，明确是否出现故障问题，发现可疑现象，明确故障原因，以此提升维修工作的可靠性与有效性。

例如：某企业数控机床运行期间，使用的为立式的加工系统，其中的自动环刀结构出现了故障问题。主要的故障现象为：换刀臂结构在平移到位之后，没有执行拔刀动作。在此期间，使用PLC方式对其检测，发现主轴保持着要交换的动作，换刀臂运行期间，刀库已经针对新刀具进行了定位处理。通常情况下，刀具自动环刀的顺序为：换刀臂向左边移动，然后下降，向右边移动，然后上升，向右边移动并抓住主轴中的旧刀具。主轴液压缸也会随之下降，执行松刀动作，换刀臂也会下降，从主轴位置中拔出刀具，然后对刀具进行更换，按照原来的顺序返回。在实际处理的过程中，换刀臂会平移到了指定位置，但是没有做出拔刀的动作。在检测期间可以发现，相关系统未能输入松刀方面的电磁阀信息数据，且主轴还处在抓刀的动作，换刀臂不能向下移动。且在松刀的时候，没有保证动作顺序符合相关规定。对于电磁阀而言，虽然没有发生故障问题，但是在给予信号之后没有发出动作。因此，诊断人员针对间隙情况与信号输出情况进行了检查，发现其中存在动作障碍问题[2]。

（3）对象工作原理的分析措施。对于数控机床而言，在使用PLC开展维修工作的过程中，应明确主要的原理与控制行为，建立多元化的检查方案，全面提升诊断与维修工作水平，满足当前的实际应用需求。为了更好的实施诊断与管理工作，需针对数控机床的对象工作原理进行分析，明确工作原理方面的误差与问题，确保各方面工作符合规定[3]。

（4）I/O状态的分析措施。在实际诊断与维修的过程中，需根据I/O状态的实际情况进行分析，利用科学方式对其处理，明确接口的运行状态，利用科学方式解决问题，创建多元化的分析与管理机制，提升维修管理水平，加大工作力度，协调各方面工作之间的关系，营造良好的数据处理环境[4]。

（5）梯形图的诊断措施。在使用PLC实施诊断工作期间，可利用梯形图的方式对其处理，以便于明确并解决数控机床的故障问题。在使用PLC梯形图方式的时候，应根据具体内容进行研究，明确工作原理與动作顺序情况，协调联锁之间的关系，然后针对系统中的自动诊断功能与机外编程功能进行分析，促进系统运行状态的优化，增强管理工作效果。在诊断工作中，需明确具体的故障原因，提升管理效果[5]。

3 PLC在数控机床故障维修中的具体应用措施

在数控机床故障维修工作中，应合理使用PLC方式对其处理，通过现代化的管理方式对其处理。例如：某企业数控机床的主轴抵挡检测开关损坏，导致出现抵挡故障的现象，在系统发出报警之后，可明确发生了主轴挂挡的错误现象，在全面调查之后，针对开关输入信号进行了全面的检查，并更换开关装置设备，使得挂挡处于正常状态。当前，在实际运行期间，出现偶尔停车的现象，但是，相关系统并没有发出警报信息，导致数控机床的使用效率降低。因此，使用PLC方式对其进行维修，体现技术的积极作用。

（1）维修之前的检查措施。在维修之前，需针对数控机床主轴的实际转动情况进行检查，发现偶尔会做出报警提示。可以初步诊断数控机床的故障与主轴的实际运行情况产生关联，并对其进行合理的分析，在排除故障的过程中，通过润滑压力开关的检测，明确具体情况。在此期间，又针对故障原因进行排查，将PLC作为故障控制的主要途径，针对系统内部信号数据等进行合理的分析与了解，通过自动报警的方式针对信号进行激活处理，形成报警响应，直接或是间接的切断坐标与主轴伺服[6]。

（2）做好故障诊断工作。在故障诊断期间，应用PLC控制程序完成相关任务，对主轴程序进行全面的分析，明确主轴的转动操作情况，并根据信号流程实施诊断工作，提升自身管理水平。在对力矩电动机设备进行检查期间，应明确电动机冷却系统是否正常。在数控机床系统检查中，应明确力矩电动机的主轴是否正常，且保证安装的规范性。在测量系统分析工作中，应明确增量检测装置的应用特点与要求，全面分析具体内容，提升检测装置的应用效果。在电气安装结构实际检测期间，需针对动力线情况进行分析，明确地线的情况，并了解过热检测设备的连接情况。另外，需针对测量电缆结构进行合理的分析，明确是否正常，并对其进行合理的分析[7]。

（3）做好硬件连接工作。在硬件连接中，需针对实际情况进行检测，明确力矩电动装置的反馈情况，针对系统进行严格的控制，协调信号之间的关系，开展集中管理与控制等工作。同时，需做好驱动与电动装置的配置工作，根据PLC的应用特点与要求对其严格分析，创建多元化的管理机制，全面提升维修质量[8]。

4 结束语

数控机床企业在维修工作中，应明确PLC的应用特点与要求，创建多元化的管理机制，明确各方面工作特点与要求，对其进行合理的分析与控制，创建多元化与现代化的管理机制。

参考文献：

[1]张海波.数控机床故障诊断与维修[J].时代农机，2016（3）：28-29.

[2]李鹏飞.数控机床故障诊断与维修[J].电子世界，2014（8）：202-203.

[3]汪小宝，钱明珠.参数在数控机床故障诊断与维修中的应用[J].装备制造技术，2016（12）：208-209+212.

[4]吴嘉炎.数控机床故障诊断、维修与保养[J].科技尚品，2016（5）：104+144.

[5]冯军.数控机床故障维修方法及实例分析[J].山东工业技术，2015（18）：238.

[6]王浩.基于PLC的数控机床电气控制系统研究[J].中国高新技术企业，2014（14）：12-13.

[7]乔东凯.PLC在数控机床开发中的应用[J].机械与电子，2015（1）：37-39.

[8]陈丽芳.浅析基于PLC的数控机床电气控制系统的设计[J].科技展望，2015（16）：149.endprint