PLC程序对数控机床初始故障的诊断方法

来源:万方数据 作者:刘美侠 孙延永

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关键词:PLC 数控 机床

     数控机床是集计算机技术、自动化技术、伺服驱动、精密测量和精密机械等领域新技术于一身的自动化机床,具有生产率高、经济效益好的优势.数控系统是数控机床的核心,直接关系到设备运行正常与否。目前,我国数控机床上的数控系统型号繁多,有国产的,也有国外进口的.在复杂程度参差不齐、功能各异、结构多样的系统中,迅速捕捉系统的故障点是迫切需要解决的问题。

    1 数控机床故障诊断的内容及方法

      1.1 诊断的内容

      数控机床故障诊断内容包括:(1)动作诊断.主要监视机床各动作部分的动作,判定不良的动作部位。诊断部位有ATC,A PC和机床主轴。(2)状态诊断。主要观察机床电机带动负载时运行时的状态。(3)点检诊断。主要是定期点检液压元件、气动元件和强电柜。(4)操作诊断.主要监测操作错误和程序错误。(5)数控系统故障自诊断等。

      1.2 诊断常用的方法

      1.2.1 观察法在发生故障时或故障发生后,利用人的感官感觉到的各种外部现象,如异响、火花亮光等,判断故障发生的可能部位一般情况下,简单的故障可以通过这种直接观察,就能解决问题。观察时应特别注意可能发生故障的每块电路板,或各种电控元件(如继电器、热电器、断路器等)的表面状况,例如是否有烧焦、烟熏黑处或元件、连线断裂,从而进一步缩小检查范围。同时要细心检查系统各种连接电缆是否有松脱、断开、接触不良等现象。

      1.2.2 系统的硬件报警在现代数控系统中设有众多的硬件报警指示装置,如在NC主板、各轴控制板、电源单元、主轴伺服驱动模块、各轴伺服驱动单元等部件上均有发光二极管或多段数码管,通过指示灯的亮与灭及数码管的显示状态(如数字编号、符号等)来指示故障所在位置及其类型。可根据其指示,按照随机说明书来处理故障。

      1.2.3 系统的软件报警CNC系统都具有自诊断功能,在系统工作期间,能定时用自诊断程序对系统进行快速诊断.一量检测到故障,立即将故障以分类报警的方式显示在CRT上或点亮面板上报警指示灯.自诊断功能的故障分类报警包括误操作、伺服系统、设定错误、各种行程开关等方面.

    2 PLC初始故障诊断原理

      PLC具有显示和检测故障的能力,并能根据故障显示号确定故障类别。但有时也同时显示几个故障,而且几个故障都是由某一个初始故障引起的连锁故障,但只要排除初始引发故障,其他故障报警就会消失。因此当PLC同时显示几个故障时,准确地判断并检测出初始故障是非常重要的。初始故障诊断功能就是通过PLC程序,准确判断出初始故障报警信号,以快速、准确地进行故障诊断。图1为PLC初始故障判断逻辑框图。

    图1 PLC初始故障判断逻辑框图

      以3个故 障为例,其中设置了3个故障检测位(R500.0 ,R510.0 ,R520.0) 和3个初始故障检测位(R500.2 ,R510.2 ,R520.2 )及1个F149.1 系统复位信号.初始状态时,无报警出现,故障检测位、初始故障检测位、复位信号F149.1 均为“0”.在3个故障中,假设首先发生第2个故障,在程序扫描的第1个周期内,其对应的故障检测位R510.0 变为“1"R500.2 ,R520.2 ,F149.1 初始值为“0",初始故障检测位R510.2 变为“1",通过自锁保持为“1",直到故障被排除和系统复位信号发出后,LL1" 状态才被解除.在程序扫描的第2个周期内,由于R510.2 保持为“1",实现了对R500. 1,R520. 1的封锁,因此,即使此时另外某一个故障检测为“1",也不会导致其初始故障检测位变为“1"E21。

    3 应用

      在对 JCS 018数控机床进行故障诊断时,当遇有多个故障同时发生(如换刀报警和液压报警同时出现),一般是从故障根源液压控制部分查起,当查明液压控制部分无故障时才能确认故障出在换刀过程中。因换刀的动力由液压驱动来提供,在PLC控制程序中,为防止更大的意外发生,如遇换刀故障时,在报警的同时也断开了液压控制,因而出现了两个报警信息。为遵循原机床的设计思路,而又能准确地发出报警信息,给JCS018数控机床增加了初始故障的检查功能。按照前面的程序分析,换刀和液压故障检测位分别为R500.0 和R510。,初始故障可从初始故障检测位R500.2 和R510.2 读出.当该机床再发生类似故障时,就能很快地判断出初始故障。

      此外,数控系统发现故障时应及时核对系统参数,否则,系统参数的变化会直接影响到数控机床的性能,甚至使机床不能正常工作.参数通常存放在磁泡存储器或由电池保持的CMOSRAM中,当发生外界干扰或电池电压不足,使系统参数丢失或发生变化而引起混乱现象时,通过核对,可及时修正参数。

    4 结语

      利用 数 控机床PLC初始检测功能,在几个故障同时显示时,可准确地判断出初始引发的故障,给故障诊断带来了极大的方便。


    (审核编辑: 沧海一土)