1 作用分析

　　本文主要以數(shù)控機(jī)床中的PLC為例，簡(jiǎn)要介紹一下PLC在數(shù)控維修過(guò)程中的作用。

　?。ǎ保㏄LC的含義和作用　PLC是采用模塊化的設(shè)計(jì)，編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)有五種：①順序功能圖 （ＳＦＣ）。②功能塊圖 （ＦＢＤ）。③指令表 （ＩＬ）。④結(jié)構(gòu)文本（ＳＴ）。⑤梯形圖 （ＬＤ）。其中普遍采用梯形圖編程，因其簡(jiǎn)單、直觀、明了。PLC硬件與計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)相似，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同分為整體式和模塊式。PLC由ＣＰＵ板、輸入輸出板、電源板、功能模塊板組成。PLC在數(shù)控系統(tǒng)中，控制著機(jī)床的各種開關(guān)、繼電器及定時(shí)器的動(dòng)作，故在日常工作中出現(xiàn)故障的幾率也較大。

　?。ǎ玻㏄LC的性能特點(diǎn)　PLC包括軟件和硬件兩部分。硬件主要包括中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、電源單元、編程器、編程器接口及擴(kuò)展接 口 存 儲(chǔ) 器 接 口 等。中 央 處 理 器 （ＣＰＵ）是PLC的運(yùn)算和控制中心，完成各種運(yùn)算和協(xié)調(diào)系統(tǒng)各部分的工作。ＣＰＵ的運(yùn)算速度取決于芯片的位數(shù)；存儲(chǔ)器用于存放程序和數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器，有三種類型即ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ和ＥＥＰ－ＲＯＭ。ＲＡＭ是用ＣＭＯＳ電 池 作 后 備 電 源，ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ是可擦寫存儲(chǔ)器，ＥＰＲＯＭ需專用擦除器，ＥＥＰＲＯＭ采用電擦除。Ｉ／Ｏ單元是與外部連接的接口，接收和輸出信號(hào)必須經(jīng)過(guò)此單元處理才能執(zhí)行。電源單元，PLC一般用市電，也有用２４ＶＤＣ電源供電。PLC軟件包括監(jiān)控程序和用戶程序。監(jiān)控程序是用于PLC本身的運(yùn)行，包括系統(tǒng)管理程序，用戶指令解釋程序，標(biāo)準(zhǔn)程序和系統(tǒng)調(diào)用模塊；用戶程序是用戶自行編制的用于對(duì)具體生產(chǎn)過(guò)程的控制，一般以梯形圖較多。

　?。ǎ常㏄LC的軟件控制原理以梯形圖的形式簡(jiǎn)要介紹一下PLC的軟件控制，PLC簡(jiǎn)單地說(shuō)就是控制繼電器的輸入、輸出，包括輸入繼電器、輸出繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器、狀態(tài)繼電器及數(shù)據(jù)寄存器等。

　　數(shù)控機(jī)床中的PLC、機(jī)床與ＣＮＣ之間的關(guān)系如圖1所示。

圖1

　　從機(jī)床側(cè)至PLC的輸入信號(hào)地址為Ｘ，從PLC至機(jī)床側(cè)的輸 出 信 號(hào) 為Ｙ， 從PLC至ＣＮＣ系統(tǒng)地址為Ｇ，從ＣＮＣ至PLC地址為Ｆ。梯形圖能較方便地為用戶查找故障點(diǎn)，使故障直觀明了。通常梯形圖上的地址信號(hào)通過(guò)結(jié)合電路圖和機(jī)床接口信號(hào)地址表綜合查找，較容易確定故障部位。使之判斷故障到底是由PLC引起的還是機(jī)床、ＣＮＣ系統(tǒng)等引起的。只有熟練地運(yùn)用PLC，認(rèn)真分析電氣圖樣，才能做到故障查找迅速準(zhǔn)確，避免不必要的麻煩。

2 故障診斷與維修

　　在維修數(shù)控機(jī)床時(shí)，首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)觀察故障出在哪里，是由機(jī)床還是ＮＣ系統(tǒng)引起的；其次對(duì)照電路圖和PLC梯形圖查找相應(yīng)的故障部位。PLC形象地說(shuō)就是一些開關(guān)、繼電器及電磁閥等部件輸入、輸出信號(hào)的控制總成。通常電動(dòng)機(jī)、控制單元及伺服單元的故障PLC是不能控制的。PLC對(duì)機(jī)床的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。梯形圖由觸點(diǎn)、地址名稱 （輸入／輸出端子）連接而成。輸入端在左邊，輸出端在梯形圖的右端，查看梯形圖時(shí)從左往右，從上往下的順序。地址信號(hào)通常都在紙質(zhì)梯形圖上標(biāo)注出來(lái)，便于歸類查找。ＦＡＮＵＣ?。埃橄到y(tǒng)的PLC主要以梯形圖的形式表示，較容易理解。

　　舉例：我 所ＨＡＡＳ　ＶＦ－３加 工 中 心 是 一 臺(tái)ＦＡＮＵＣ?。埃蛿?shù)控系統(tǒng)。在加工過(guò)程中主軸突然換高低擋 時(shí)，出 現(xiàn) “ＳＰ?。樱龋桑疲浴。疲粒桑蹋ㄖ?軸 換 擋 失?。钡膱?bào)警，主軸停轉(zhuǎn)。換擋原理是主軸經(jīng)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，由電磁閥通過(guò)壓縮空氣撥動(dòng)變速箱的滑移齒輪進(jìn)行高低兩個(gè)擋位的轉(zhuǎn)換，每個(gè)擋位都是無(wú)級(jí)調(diào)速，這種結(jié)構(gòu)既增加了主軸的扭力，又使主軸能以３０００ｒ／ｍｉｎ高速旋轉(zhuǎn)。此時(shí)借助梯形圖 （見圖２），就能較方便地找出主軸不換擋的故障所在。

　　根據(jù)電路圖中找出齒輪換擋報(bào)警處的繼電器代號(hào)Ｒ５２０．７，通 過(guò) 梯 形 圖 可 知，控 制Ｒ５２０．７信 號(hào) 有Ｒ５２０．０、Ｆ１５０．２、ＳＵＢＴＭＲ按梯形圖從后往前找，控制Ｒ５２０．０的信號(hào)有Ｆ１５２．１、Ｘ０．１、Ｘ０．３、Ｆ１５２．０及Ｄ４８０．５等，另主軸在高速或低速時(shí)其控制信號(hào)有光標(biāo)閃爍 即 有 故 障 產(chǎn) 生。控 制 高 速 的 信 號(hào)Ｒ５２０．２有Ｒ５２０．４、Ｆ１５２．１、Ｘ０．６、Ｘ２．３及Ｒ５２０．７等；控制低速Ｒ５２０．３信號(hào)有Ｒ５２０．４、Ｆ１５２．０、Ｆ１５２．１、Ｘ０．６、Ｘ２．３圖２及Ｒ５１６等。Ｒ５２０．７（ＧＳＡＬ）是齒輪換擋報(bào)警繼電器信號(hào)；Ｒ５２０．０（ＧＳＦＩＮ） 是 齒 輪 換 擋 完 成 信 號(hào)；Ｆ１５０．２（ＳＦ）是輔助功能完成信號(hào) （高速接口運(yùn)行信號(hào)）；ＴＭＲ是定時(shí)器信號(hào)；Ｒ５２０．２（ＳＰＧＨＩ）主軸高速擋繼電器信號(hào)；Ｒ５２０．３（ＳＰＧＬＯ）主軸低速擋繼電器信號(hào)結(jié)合電路圖逐級(jí)查找。在高速換低速時(shí)Ｒ５２０．７顯示 光 標(biāo) 閃 爍，出 現(xiàn) 故 障?？?制Ｒ５２０．７信 號(hào) 有Ｒ５２０．０、Ｆ１５０．２、ＳＵＢＴＭＲ（定 時(shí) 器 ）。Ｒ５２０．０（ＧＳＦＩＮ）是齒輪換擋完成信號(hào)；要使齒輪換擋信號(hào)正常，就 必 須 使Ｄ４８０．５和Ｘ０．１，Ｘ０．３信 號(hào) 正 常。Ｄ４８０．５是電磁閥控制信號(hào)，經(jīng)檢查該電磁閥由于閥芯發(fā)生粘連，在高低換擋時(shí)無(wú)法正常動(dòng)作，至使換擋失敗。更換后正常。

3 結(jié)語(yǔ)

　　通常，一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后應(yīng)先了解其發(fā)生的原因，認(rèn)真分析，再通過(guò) “診斷”功能，結(jié)合梯形圖，查找起來(lái)就比較容易。只有不斷積累經(jīng)驗(yàn)，才能在實(shí)際工作中游刃有余。