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数控机床PLC状态诊断
来源: | 作者: | 发布时间: 4585天前 | 39 次浏览 | 分享到:

                    卢新林

  SIEMENS数控系统是应用最为广泛的数控系统之一,目前国内在数控机床上应用较多的是SINUMERIK 810D/840D系统和SINUMERIK 802系统。由于810D/840D系统采用的是模块化结构,故障率较低,一旦出现故障,在现场只能和备件替换,因此电气维修工作的重点在于故障都是通过PLC装置检查出来的,利用PLC状态诊断法维修机床是一种行之有效的快捷方法。以德国进口数控铣床为例(机床主要配置:控制系统SINUMERIK 840D sl,操作面板PCU50.3,驱动系统SINAMICS S120),介绍PLC状态诊断法的一些应用。

  1.PLC状态诊断机理

  通过运行机床制造商为特定机床编制的PLC程序,根据各种输入、输出状态进行逻辑判断,如果发现问题,产生报警并在屏幕上产生报警信息(西门子公司为用户提供的PLC报警号在700000~799999)。所以对一些PLC产生报警的故障,或一些没有报警的故障,可以利用PLC状态或者分析PLC程序对故障进行诊断。

  2.PLC状态诊断法

  ⑴接口信号状态检查

  在诊断操作区域中,按【PLC】软键进入PLC状态检查界面,显示操作数,格式及状态值。PLC的诊断功能右以显示多种接口信号状态:机床控制面板信号。机床外部开关信号。驱动控制使能信号。报警处理信号。NCK与PLC数据接口信号。定时器、计数器及位存储器状态。在进行PLC接口信号状态检查时,把要检查的信号(操作数),输入“操作数”一栏中,确认后,就可在“值”一栏中显示该操作数的状态,例如,要检查E60.2信号状态(即数控铣床主轴冷却流量开关状态),就可以输入操作数E60.2,点“确认”后,在“值”中显示1,表示流量正常,如果流量异常则会显示0,同时屏幕也会显示报警信息:主轴冷却故障,即可方便地了解主轴冷却系统是否存在问题。

  ⑵PLC在线监控

  利用STEP7软件在线监控PLC控制程序的运行,如果机床系统中未安装STEP7软件(该单位数控铣床操作系统已安装STEP7 V5.3软件),需要把STEP7软件装在个人PC上,通过专用电缆或适配器连接到机床NCU的通信接口上。在线连接完成后,把PLC程序上传到PC,选择在线监控,就可以在屏幕上看到PLC的运行状态。应用范围包括:根据报警信息查看报警信号的通/断,进而确定故障。通过查看控制动作顺序是否与实际情况相符,诊断故障点。根据在线监控逻辑关系的执行结果,找出故障原因。例如,该数控铣床主轴刀具位置传感装置(主轴电机内置3个位置传感器Sensorl、Sensor2和Sensor3,连接到PLC输入模块)经常发生故障,可利用PLC在线监控功能进行诊断或调修。具体方法是:在“调试”操作区域的扩展菜单中,按【STEP7】软键打开SIMATIC Manager(项目管理器)窗口,在机床程序子菜单中找到“FC72”功能块,打开该功能块程序界面,其中“Network 2(网络2)”是关于主轴刀位传感器的功能程序。在窗口工具栏中点击“Monitor(监视)”图标即进入PLC在线监控界面。主轴电机内置的3个传感器检测的是主轴夹刀装置不同位置信号,正常情况时有4种状态:当主轴的刀具卡子夹紧刀具时,传感器2(Sensor2)的状态值“STA一栏中应该显示1,另外两个传感器的状态值应该是0。当主轴卡子松开卸下刀具时,传感器1(Sensor1)的状态值应该是1,另外两个传感器的状态值应该是0。当主轴卡子不带刀具夹紧时,传感器3(Sensor3)的状态值应该是1,另外两个传感器的状态值应该是0。当主轴卡子夹紧刀具,但是刀具没有卡到位(刀具与主轴间有间隙)时,3个传感器状态值都应该为0。当这4种状态中其中有一个出现异常,PLC会发出报警信号,屏幕显示“主轴传感装置X(传感器编号)故障,启动紧急停止”,机床无法运转。根据以上信息方便快捷地锁定与主轴传感器有关的故障点,省时省力。