第六章 數(shù)控系統(tǒng)PLC

2023/2/11第6章數(shù)控機(jī)床PLC技術(shù)6.1PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用6.2FANUC系統(tǒng)PMC編程技術(shù)6.3華中數(shù)控系統(tǒng)PLC技術(shù)6.4PLC控制模塊的故障診斷方法2023/2/12第6章數(shù)控機(jī)床PLC技術(shù)6.1PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部處理的信息大致可分為兩大類(lèi)：一是控制坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的連續(xù)數(shù)字信息，這種信息主要由CNC系統(tǒng)本身去完成；另一類(lèi)是控制刀具更換、主軸啟停、換向變速、零件裝卸、切削液的開(kāi)停和控制面板、機(jī)床面板的輸入輸出處理等離散信息，這些信息一般用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)。PLC在CNC系統(tǒng)中是介于CNC裝置與機(jī)床之間的中間環(huán)節(jié)。它根據(jù)輸入的離散信息，在內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算并完成輸出功能。2023/2/132023/2/141．?dāng)?shù)控機(jī)床中PLC的分類(lèi)

通常的PLC是一個(gè)獨(dú)立的控制裝置，由CPU、存儲(chǔ)器、電源、I/O接口等構(gòu)成獨(dú)立的控制系統(tǒng)。從數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的角度分，可編程控制器可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是CNC的生產(chǎn)廠家將數(shù)控裝置（CNC）和PLC綜合起來(lái)而設(shè)計(jì)的“內(nèi)裝型”P(pán)LC。PLC與數(shù)控機(jī)床之間則通過(guò)CNC輸入／輸出接口電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳送，如圖6-1所示。另一類(lèi)是專(zhuān)業(yè)的PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，稱(chēng)為“獨(dú)立型”P(pán)LC。獨(dú)立型PLC獨(dú)立于CNC裝置，具有完備的硬件結(jié)構(gòu)，能夠獨(dú)立完成規(guī)定的控制任務(wù)。性能∕價(jià)格比不如內(nèi)裝型PLC。采用獨(dú)立型PLC的數(shù)控系統(tǒng)框圖如圖6-2所示。2．CNC、PLC、機(jī)床之間的信號(hào)

（1）CNC側(cè)與MT側(cè)的概念（2）PLC、CNC、機(jī)床間的信息交換數(shù)控系統(tǒng)中PLC的信息交換，是以PLC為中心，在

CNC、PLC和機(jī)床之間的信息傳遞。PLC與

CNC之間交換的信息分兩個(gè)方向進(jìn)行，其中由

CNC發(fā)給

PLC的信息主要包括各種功能代碼

M、S、T的信息等。而由

PLC發(fā)給CNC的信息主要包括

M、S、T功能的應(yīng)答信息和各坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的機(jī)床參考點(diǎn)信息等。例如機(jī)床的啟動(dòng)／停止等信號(hào)，以及上述各部件的限位開(kāi)關(guān)等保護(hù)裝置、主軸伺服狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)等。掌握PLC的編程方法是利用PLC進(jìn)行故障診斷和維修的前提條件。2023/2/156.2FANUC系統(tǒng)PMC編程技術(shù)FANUC系統(tǒng)可以分為兩部分：控制伺服電動(dòng)機(jī)和主軸電動(dòng)機(jī)動(dòng)作的系統(tǒng)部分和控制輔助電氣部分的PMC。FANUC系統(tǒng)信息交換如圖6-3所示。6.2.1

PMC程序執(zhí)行順序

以圖6-4、圖6-5兩個(gè)電路為例，在A觸點(diǎn)接通以后，B、C線圈會(huì)有什么動(dòng)作？如果是繼電器電路，可以認(rèn)為是動(dòng)作與電路的分布位置無(wú)關(guān)，圖6-4、圖6-5的情況相同，均為B、C先同時(shí)接通，而后B斷開(kāi)。在圖6-4中，與繼電器的情況相同，B、C先接通，而后由于C的接通斷開(kāi)B。在圖6-5中，按順序執(zhí)行的話，卻只有C接通，因?yàn)镃的接通使B線圈不能接通。在實(shí)際運(yùn)用中，圖6-4中的B線圈可以用作輸入信號(hào)A的上升沿脈沖信號(hào)。2023/2/162023/2/17ACBACCBAAC圖6-4電路1圖6-5電路2PMC順序程序按優(yōu)先級(jí)別分為兩部分：第一級(jí)和第二級(jí)順序程序。劃分優(yōu)先級(jí)別是為了處理一些寬度窄的脈沖信號(hào)，這些信號(hào)包括緊急停止信號(hào)以及進(jìn)給保持信號(hào)。第一級(jí)順序程序每8ms執(zhí)行一次，這8ms中的其他時(shí)間用來(lái)執(zhí)行第二級(jí)順序程序。第二級(jí)順序程序很長(zhǎng)的話，就對(duì)它進(jìn)行劃分，劃分得到的每一部分與第一級(jí)順序程序共同構(gòu)成8ms的時(shí)間段。梯形圖的循環(huán)周期是指將PMC程序完整執(zhí)行一次所需要的時(shí)間。循環(huán)周期等于8ms乘以第二級(jí)程序劃分所得的數(shù)目，PMC程序執(zhí)行順序框圖如圖6-6所示。6.2.2

PMC編址

PMC順序程序的地址表明了信號(hào)的位置。這些地址包括對(duì)機(jī)床的輸入輸出信號(hào)和對(duì)CNC的輸入/輸出信號(hào)、內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、保持型繼電器、數(shù)據(jù)表等。每一地址由地址號(hào)(每8個(gè)信號(hào))和位號(hào)(0到7)組成?？稍诜?hào)表中輸入數(shù)據(jù)表明信號(hào)名稱(chēng)與地址之間的關(guān)系。地址有以下種類(lèi)，不同類(lèi)別地址符號(hào)也不相同。2023/2/18Y5.3FY5.2EX5.4DX2.0X1.1ABCR2.1GR5.1R200.1W1W2R200.02023/2/196.2.3

PMC基本指令X1.1=1，X2.0=1，R2.1=1時(shí)R200.0輸出X5.4=1Y5.2=0，R5.1=1時(shí)R200.1輸出為16.2.4

PMC功能指令

1.第一級(jí)程序結(jié)束指令

2．第二級(jí)程序結(jié)束指令

3.程序結(jié)束指令

2023/2/110SUB1END1SUB2END2SUB64END4．定時(shí)器指令5．固定定時(shí)器6．譯碼指令2023/2/111SUB3TMR定時(shí)器號(hào)ACTW1SUB24TMRB定時(shí)器號(hào)設(shè)定時(shí)間ACTW1ACTSUB4DEC譯碼信號(hào)地址譯碼指示W(wǎng)17．二進(jìn)制譯碼指令

說(shuō)明：對(duì)1、2、4字節(jié)長(zhǎng)的二進(jìn)制形式的代碼數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼。代碼數(shù)據(jù)一致時(shí)，對(duì)應(yīng)的位即為“1”如不一致，則為“0”。

形式指定：代碼數(shù)據(jù)的形式為1：1字節(jié)長(zhǎng)；1：2字節(jié)長(zhǎng)；4：4字節(jié)長(zhǎng)。

代碼信號(hào)地址：制定進(jìn)行譯碼的數(shù)據(jù)的起始地址2023/2/112ACTSUB25DECB形式指定代碼信號(hào)地址譯碼指示譯碼結(jié)果輸出地址8．計(jì)數(shù)器指令9．回轉(zhuǎn)控制指令2023/2/113CN0UPDOWNRSTACTSUB5CTR計(jì)數(shù)器號(hào)W1ACTINCBYTRN0DIRPOSSUB6ROT回轉(zhuǎn)體的分度數(shù)當(dāng)前位置地址目標(biāo)位置地址結(jié)果輸出地址W1Ｗ１10．二進(jìn)制回轉(zhuǎn)控制指令

說(shuō)明：可用地址指定回轉(zhuǎn)體的分度數(shù)。另外，進(jìn)行處理的數(shù)值都為二進(jìn)制形式，其它功能與ROT指令相同。2023/2/114RN0DIRPOSSUB26ROTB形式指定回轉(zhuǎn)體的分度數(shù)地址當(dāng)前位置地址目標(biāo)位置地址結(jié)果輸出地址INCACTW1Ｗ１11．代碼轉(zhuǎn)換指令12．二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換指令2023/2/115BYTRSTACTSUB7COD變換數(shù)據(jù)數(shù)變換輸入數(shù)據(jù)地址變換輸出數(shù)據(jù)地址W1RSTACTSUB27CODB形式指定變換數(shù)據(jù)數(shù)變換輸入數(shù)據(jù)地址變換輸出數(shù)據(jù)地址W113．邏輯乘后數(shù)據(jù)傳送指令14．?dāng)?shù)據(jù)變換指令2023/2/116ACTSUB8MOVE比較數(shù)據(jù)高4位比較數(shù)據(jù)低4位輸入數(shù)據(jù)地址輸出數(shù)據(jù)地址BYTCNVRSTACTSUB14DCNV輸入數(shù)據(jù)地址輸出數(shù)據(jù)地址W115．比較指令16．一致性判斷指令2023/2/117BYTACTSUB15COMP形式指定基準(zhǔn)數(shù)據(jù)（常數(shù)或地址）比較數(shù)據(jù)地址W1BYTACTSUB16COIN基準(zhǔn)數(shù)據(jù)形式指定基準(zhǔn)數(shù)據(jù)（常數(shù)或地址）比較數(shù)據(jù)地址W117．檢索指令18．二進(jìn)制檢索數(shù)據(jù)2023/2/118BYTRSTACTSUB17DSCH數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)數(shù)數(shù)據(jù)表的起始地址檢索數(shù)據(jù)地址檢索結(jié)果輸出地址W1RSTACTSUB34DSCHB形式指定數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)數(shù)存儲(chǔ)地址數(shù)據(jù)表的起始地址檢索數(shù)據(jù)地址檢索結(jié)果輸出地址W119．變址修改數(shù)據(jù)傳送20．二進(jìn)制變址修改數(shù)據(jù)傳送2023/2/119BYTRWRSTACTSUB18XMOV數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)數(shù)數(shù)據(jù)表的起始地址輸入輸出數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址數(shù)據(jù)表內(nèi)號(hào)存儲(chǔ)地址W1BYTRSTACTSUB17DSCH形式指定數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址數(shù)據(jù)表的起始地址輸入輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址表內(nèi)號(hào)存儲(chǔ)地址W121．常數(shù)定義指令說(shuō)明：定義BCD2位或4位常數(shù)。BYT=0：進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)為2位BCD碼。=1：進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)為4位BCD碼。ACT=1：執(zhí)行NUME指令。2023/2/120BYTACTSUB23NUME常數(shù)常數(shù)輸出地址W16.2.5數(shù)控機(jī)床PMC屏幕畫(huà)面功能本文以FANUC0imateTC為例，說(shuō)明數(shù)控機(jī)床PMC畫(huà)面功能及具體操作。首先按下系統(tǒng)功能鍵“system”，進(jìn)入圖6-7畫(huà)面然后按下“PMC”鍵，進(jìn)入PMC畫(huà)面，如圖6-8所示1．實(shí)時(shí)梯形圖畫(huà)面按下圖6-8中的“PMCLAD”鍵，即進(jìn)入實(shí)時(shí)梯形圖畫(huà)面，如圖6-9所示。在實(shí)際屏幕中，觸點(diǎn)和線圈斷開(kāi)（狀態(tài)為0）以低亮線顯示，觸點(diǎn)和線圈閉合（狀態(tài)為1）以暗線顯示。2．系統(tǒng)梯形圖的診斷畫(huà)面按下圖6-8中的“PMCDGN”鍵，就會(huì)顯示圖6-10所示的系統(tǒng)PMC診斷畫(huà)面。2023/2/121

6.2.6使用LADDER軟件編輯數(shù)控機(jī)床梯形圖1．新建梯形圖程序2．存儲(chǔ)卡格式PMC的轉(zhuǎn)換

通過(guò)存儲(chǔ)卡備份的PMC梯形圖稱(chēng)之為存儲(chǔ)卡格式的PMC（Memorycardformatfile）。由于其為機(jī)器語(yǔ)言格式，不能由計(jì)算機(jī)的LadderⅢ直接識(shí)別和讀取并進(jìn)行修改和編輯，所以必須進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。同樣，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上編輯好的PMC程序也不能直接存儲(chǔ)到M-CARD上，也必須通過(guò)格式轉(zhuǎn)換，然后才能裝載到CNC中。3、不同類(lèi)型的PMC文件之間的轉(zhuǎn)換2023/2/1226.3

華中數(shù)控系統(tǒng)PLC技術(shù)6.3.1華中數(shù)控PLC的結(jié)構(gòu)其中：X寄存器為機(jī)床輸出到PMC的開(kāi)關(guān)信號(hào)，最大可有128組(或稱(chēng)字節(jié)，下同)；Y寄存器為PMC輸出到機(jī)床的開(kāi)關(guān)信號(hào)，最大可有128組；R寄存器為PMC內(nèi)部中間寄存器，共有768組；G寄存器為PMC輸出到計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)，最大可有256組；2023/2/123

6.3.2華中數(shù)控PLC的軟件結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理用戶編寫(xiě)內(nèi)置式PMC的C語(yǔ)言程序必須提供如下系統(tǒng)函數(shù)定義及系統(tǒng)變量值：externvoidinit(void); //初始化PLCexternunsignedplc1_time; //函數(shù)plc1()的運(yùn)行周期，單位：毫秒externvoidplc1(void); //PLC程序入口1externunsignedplc2_time; //函數(shù)plc2()的運(yùn)行周期，單位：毫秒externvoidplc2(void); //PLC程序入口22023/2/124

6.3.3華中數(shù)控PLC程序的編寫(xiě)及其編譯華中數(shù)控

PLC程序的編譯環(huán)境為：BorlandC++3.1+MSDOS6.22。數(shù)控系統(tǒng)約定PLC源程序后輟為“.CLD”，即“*.CLD”文件為PLC源程序。最簡(jiǎn)單的PLC程序只要包含系統(tǒng)必須的幾個(gè)函數(shù)和變量定義即可編譯運(yùn)行，當(dāng)然它什么事也不能做。2023/2/125

6.3.4華中數(shù)控PLC程序的安裝PLC源程序編譯后，將產(chǎn)生一個(gè)DOS可執(zhí)行.COM文件。要安裝寫(xiě)好的PLC程序，必須更改華中數(shù)控系統(tǒng)的配置文件NCBIOS.CFG。在DOS環(huán)境下，進(jìn)入數(shù)控軟件所安裝的目錄，如C:\HNC-21，在DOS提示符下敲入如下命令：C:\HNC-21>editncbios.cfg<回車(chē)>可編輯數(shù)控系統(tǒng)配置文件。2023/2/126

6.3.5車(chē)床標(biāo)準(zhǔn)PLC系統(tǒng)為了簡(jiǎn)化PLC源程序的編寫(xiě)，減輕工程人員的工作負(fù)擔(dān)，華中數(shù)控開(kāi)發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)PLC系統(tǒng)。車(chē)床標(biāo)準(zhǔn)PLC系統(tǒng)主要包括PLC配置系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)PLC源程序兩部分。其中，PLC配置系統(tǒng)可供工程人員進(jìn)行修改，它采用的是友好的對(duì)話框填寫(xiě)模式，運(yùn)行于DOS平臺(tái)下，與其他高級(jí)操作系統(tǒng)兼容，可以方便、快捷地對(duì)PLC選項(xiàng)進(jìn)行配置。配置完以后生成的頭文件加上標(biāo)準(zhǔn)PLC源程序就可以編譯成可執(zhí)行的PLC執(zhí)行文件了。1．在將數(shù)控系統(tǒng)上電，在如圖6-21所示的主操作界面下，按F10鍵進(jìn)入擴(kuò)展功能子菜單。菜單條的顯示如圖6-22所示。2023/2/127

2．在擴(kuò)展功能子菜單下，按F1鍵，系統(tǒng)將彈出如圖

6-23所示的PLC子菜單；3．

在PLC子菜單下，按F2鍵，系統(tǒng)將彈出如圖6-24所示的輸入口令對(duì)話框，在口令對(duì)話框輸入初始口令HOG，則彈出如圖6-25所示的輸入口令確認(rèn)對(duì)話框，按Enter確認(rèn)，便進(jìn)入如圖6-26所示的標(biāo)準(zhǔn)PLC配置系統(tǒng)；4．按F2鍵，便進(jìn)入車(chē)床標(biāo)準(zhǔn)PLC系統(tǒng)（如圖6-26所示）；2023/2/128

5．Pgup、Pgdn為五大功能項(xiàng)相鄰界面間的切換鍵同一功能界面中用Tab鍵切換輸入點(diǎn)；用←、↑、→、↓鍵移動(dòng)藍(lán)色亮條選擇要編輯的選項(xiàng)；按Enter鍵編輯當(dāng)前選定的項(xiàng)；編輯過(guò)程中，按Enter鍵表示輸入確認(rèn)，按Esc鍵表示取消輸入；無(wú)論輸入點(diǎn)還是輸出點(diǎn)，字母“H”表示為高電平有效，即為“1”，字母“L”表示低電平有效，即為“0”；在任何功能項(xiàng)界面下，都可按ESC鍵退出系統(tǒng)。6）在查看或設(shè)置完車(chē)床標(biāo)準(zhǔn)PLC系統(tǒng)后，按ESC鍵系統(tǒng)將彈出如圖6-27和圖6-28所示的系統(tǒng)提示，按Enter鍵確認(rèn)后，系統(tǒng)將自動(dòng)重新編譯PLC程序并返回系統(tǒng)主菜單，新編譯的PLC程序生效。2023/2/1296.4PLC控制模塊的故障診斷方法6.4.1

PLC故障的表現(xiàn)形式當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)有關(guān)PLC方面的故障時(shí)，一般有三種表現(xiàn)形式：1)故障可通過(guò)CNC報(bào)警直接找到故障的原因。2）故障雖有CNC故障顯示，但不能反映故障的真正原因3）故障沒(méi)有任何提示。

對(duì)于后兩種情況，可以利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，根據(jù)PLC的梯形圖和輸入／輸出狀態(tài)信息來(lái)分析和判斷故障的原因，這種方法是解決數(shù)控機(jī)床外圍故障的基本方法2023/2/130

6.4.2

PLC控制模塊的故障診斷方法與實(shí)例

一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)與PLC相關(guān)的故障時(shí)，PLC自身出現(xiàn)故障的機(jī)率很小，因?yàn)镻LC本身有自診斷程序和必要的抗干擾措施，出現(xiàn)程序存儲(chǔ)錯(cuò)誤、硬件錯(cuò)誤的時(shí)候都能報(bào)警，而且，數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家在數(shù)控機(jī)床投入使用之前已經(jīng)經(jīng)過(guò)了詳細(xì)的安裝調(diào)試，所以PLC相關(guān)部分出現(xiàn)故障的時(shí)候一般不用去考慮PLC本身的程序錯(cuò)誤，這些故障大多是外圍接口信號(hào)的故障，也就是說(shuō)，PLC部分出現(xiàn)故障時(shí)要先從外部硬件元器件信號(hào)開(kāi)始排查。2023/2/131

[例6-1]

配備FANUC7數(shù)控系統(tǒng)的某數(shù)控機(jī)床，產(chǎn)生99號(hào)報(bào)警，該報(bào)警無(wú)任何說(shuō)明。利用機(jī)床信息診斷，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)T6的第7位數(shù)據(jù)由“1”變“0”，該數(shù)據(jù)位為數(shù)控柜過(guò)熱信號(hào)，正常時(shí)為“1”，過(guò)熱時(shí)為“0”。處理方法：2023/2/132

2．根據(jù)動(dòng)作順序診斷故障

數(shù)控機(jī)床上刀具及托盤(pán)等裝置的自動(dòng)交換動(dòng)作都是按照一定順序來(lái)完成的，因此，觀察機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，比較正常和故障時(shí)的情況，就可發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)，診斷出故障的原因。2023/2/133[例6-2]

某立式加工中心自動(dòng)換刀故障。故障現(xiàn)象：換刀臂平移到位時(shí)，無(wú)拔刀動(dòng)作。ATC動(dòng)作的起始狀態(tài)是：①主軸保持要交換的舊刀具；②換刀臂在B位置；③換刀臂在上部位置；④刀庫(kù)已將要交換的新刀具定位。

自動(dòng)換刀的順序?yàn)椋簱Q刀臂左移（B→A）→換刀臂下降（從刀庫(kù)拔刀）→換刀臂右移（A→B)→換刀臂上升→換刀臂右移（B→C，抓住主軸中刀具），→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)180°（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(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)（找出舊刀具位置）→換刀臂左移（B→A，返回舊刀具給刀庫(kù)）→換刀臂右移（A→B）→刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)（找下把刀具）。2023/2/134故障現(xiàn)象：當(dāng)腳踏尾座開(kāi)關(guān)使套筒頂尖頂緊工件時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警。故障分析：2023/2/135[例6-3]

配備FANUC0T系統(tǒng)的某數(shù)控車(chē)床。

[例6-4]

配備FANUC0TC系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，產(chǎn)生刀架奇偶報(bào)警，奇數(shù)位刀能定位，而偶數(shù)位刀不能定位。從機(jī)床側(cè)輸入PLC信號(hào)中，刀架位置編碼器有5根信號(hào)線，它們對(duì)應(yīng)PLC的輸入信號(hào)為X06.0、X06.1、X06.2、X06.3、和X06.4。在刀架的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，這5個(gè)信號(hào)根據(jù)刀架的變化而進(jìn)行不同的組合，從而輸出刀架的奇偶位置信號(hào)。根據(jù)故障現(xiàn)象分析，若刀架位置編碼器最低位＃634線信號(hào)恒為“1”時(shí)，則刀架信號(hào)將恒為奇數(shù)，而無(wú)偶數(shù)信號(hào)，從而產(chǎn)生奇偶報(bào)警。根據(jù)上述分析，將PLC輸入?yún)?shù)從CRT上調(diào)出觀察，當(dāng)?shù)都芑剞D(zhuǎn)時(shí)，X06.0恒為“1”，而其余4根線的信號(hào)則根據(jù)刀架的變化情況或“0”或“1”，從而證實(shí)了刀架位置編碼器發(fā)生故障。2023/2/136[例6-5]一臺(tái)數(shù)控車(chē)床刀塔不旋轉(zhuǎn)。故障分析與檢查：數(shù)控系統(tǒng)：日本MITSUBISHIMELDASL3系統(tǒng)。故障現(xiàn)象：這臺(tái)車(chē)床一次出現(xiàn)故障，起動(dòng)刀塔旋轉(zhuǎn)時(shí)，刀塔不轉(zhuǎn)，也沒(méi)有報(bào)警顯示。故障分析與檢查2023/2/137

3.通過(guò)PLC梯形圖診斷故障

根據(jù)PLC的梯形圖來(lái)分析和診斷故障是解決數(shù)控機(jī)床外圍故障的基本方法。用這種方法診斷機(jī)床故障首先應(yīng)該搞清機(jī)床的工作原理、動(dòng)作順序和聯(lián)鎖關(guān)系，然后利用CNC系統(tǒng)的自診斷功能或通過(guò)機(jī)外編程器，根據(jù)PLC梯形圖查看相關(guān)的輸入／輸出及標(biāo)志位的狀態(tài)，從而確認(rèn)故障的原因。2023/2/138[例6-6]配備SINUMERIK810數(shù)控系統(tǒng)的加工中心，出現(xiàn)分度工作臺(tái)不分度的故障且無(wú)故障報(bào)警。根據(jù)工作原理，分度時(shí)首先將分度的齒條與齒輪嚙合，這個(gè)動(dòng)作是靠液壓裝置來(lái)完成的，由PLC輸出Q1.4控制電磁閥YV14來(lái)執(zhí)行，PLC梯形圖如圖6-31所示。通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的DIAGNOSIS中的“STATUSPLC”軟鍵，實(shí)時(shí)查看Q1.4的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)其狀態(tài)為“0”，由PLC梯形圖查看F123.0也為“0”，按梯形圖逐個(gè)檢查，發(fā)現(xiàn)F105.2為“0”。根據(jù)梯形圖，查看STATUSPLC中的輸入信號(hào)，發(fā)現(xiàn)I10.2為“0”，從而導(dǎo)致F105.2為“0”。I9.3、I9.4、I10.2和I10.3為四個(gè)接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)信號(hào)，以檢測(cè)齒條和齒輪是否嚙合。分度時(shí)，這四個(gè)接近開(kāi)關(guān)都應(yīng)有信號(hào)，即I9．3、I9.4、I10.2和I10.3應(yīng)閉合，但發(fā)現(xiàn)I10．2未閉合。處理方法：①檢查機(jī)械傳動(dòng)部分；②檢查接近開(kāi)關(guān)是否損壞2023/2/139

[例6-7]某臥式加工中心出現(xiàn)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)不旋轉(zhuǎn)的故障。根據(jù)故障對(duì)象，用機(jī)外編程器調(diào)出有關(guān)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的梯形圖。氣動(dòng)電磁閥YV12受PLC輸出Ql.2的控制。19.7、110.6檢測(cè)信號(hào)反映兩個(gè)工位的分度頭是否在起始位置。由于F97.0未閉合，電磁閥YV12不得電。繼續(xù)觀察PB20.9，發(fā)現(xiàn)F120．6未閉合，導(dǎo)致F97．0低電平向下檢查PB20.7，F(xiàn)120.4未閉合引起。繼續(xù)跟蹤PB20.3，F(xiàn)120.3未閉合引起F120.4未閉合。向下檢查FB20.2，由于F122.3沒(méi)滿足，導(dǎo)致F120.3未閉合。觀察PB21.4，發(fā)現(xiàn)19.7、I10.6狀態(tài)總是相反，故F122.3總是為“0”。故障診斷結(jié)論是：兩個(gè)工位分度頭不同步。處理方法：①檢查兩個(gè)工位分度頭的機(jī)械裝置是否錯(cuò)位；②檢查檢測(cè)開(kāi)關(guān)19.7、110.6是否發(fā)生偏移。2023/2/140

6．動(dòng)態(tài)跟蹤梯形圖診斷故障有些PLC發(fā)生故障時(shí)，查看輸入／輸出及標(biāo)志狀態(tài)均為正常，此時(shí)必須通過(guò)PLC動(dòng)態(tài)跟蹤，實(shí)時(shí)觀察輸入／輸出及標(biāo)志狀態(tài)的瞬間變化，根據(jù)PLC的動(dòng)作原理作出診斷。2023/2/141

[例6-8]配備SINUMERIK810數(shù)控系統(tǒng)的雙工位、雙主軸數(shù)控機(jī)床。（如圖6-32所示）故障現(xiàn)象：機(jī)床在AUTOMATIC方式下運(yùn)行，工件在1工位加工完，2工位主軸還沒(méi)有退到位且旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)正要旋轉(zhuǎn)時(shí)，2工位主軸停轉(zhuǎn)，自動(dòng)循環(huán)中斷，并出現(xiàn)報(bào)警，且報(bào)警內(nèi)容表示2工位主軸速度不正常。2023/2/142

綜上所述，PLC故障診斷的關(guān)鍵是：1)要了解數(shù)控機(jī)床各組成部分檢測(cè)開(kāi)關(guān)的安裝位置，如加工中心的刀庫(kù)、機(jī)械手，數(shù)控車(chē)床的旋轉(zhuǎn)刀架和尾架，機(jī)床的氣、液壓系統(tǒng)中的限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)和壓力開(kāi)關(guān)等，弄清檢測(cè)開(kāi)關(guān)作為PLC輸入信號(hào)的標(biāo)志。2)了解執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順序，如液壓缸、氣缸的電磁換向閥等，弄清對(duì)應(yīng)的PLC輸出信號(hào)標(biāo)志。3)了解各種條件標(biāo)志，如起動(dòng)、停止、夾緊和放松等標(biāo)志信號(hào)，借助必要的診斷功能，必要時(shí)用編程器跟蹤梯形圖的動(dòng)態(tài)變化，搞清故障的原因根據(jù)機(jī)床的工作原理做出診斷。要注意資料的保存，作好故障現(xiàn)象及診斷的記錄為以后的故障診斷提供數(shù)據(jù)。以得到正確的診斷結(jié)果。2023/2/1432023/2/144

2023/2/145圖6-1內(nèi)裝型PLC的CNC統(tǒng)框圖2023/2/146圖6-2獨(dú)立型PLC的CNC系統(tǒng)框圖2023/2/147數(shù)控系統(tǒng)接收驅(qū)動(dòng)負(fù)載電源公共端DI/DOGFXY*ESP，*DECx等保持型繼電器Counter(C)Timer(T)Keeprelay(K)Datatable(D)Variabletable(D)中間繼電器(R)圖6-3FANUC系統(tǒng)信息交換圖機(jī)床2023/2/148輸出信號(hào)輸入信號(hào)①②-1②-2②-3輸入信號(hào)輸出信號(hào)接收電路驅(qū)動(dòng)電路輸入信號(hào)輸出信號(hào)信號(hào)同步1級(jí)程序END12級(jí)程序EDN2來(lái)自NC

到NC來(lái)自MT到MTNCMT周期時(shí)間1級(jí)程序2級(jí)程序①②-1②-2①①①②-3②-1圖6-6PMC程序執(zhí)行順序2023/2/149圖6-12PMC編程環(huán)境圖2023/2/150圖6-13新建項(xiàng)目界面2023/2/151圖6-14編程界面

2023/2/152圖6-15導(dǎo)入文件主界面