1、第第3 3章章 機(jī)床電氣與機(jī)床電氣與PLCPLC的故障診斷及維修的故障診斷及維修數(shù)控機(jī)床電數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)氣控制系統(tǒng)的故障的故障“弱電故障弱電故障C N CP L CM D I / C R T伺服驅(qū)動單元伺服驅(qū)動單元輸入輸出單元輸入輸出單元“強(qiáng)電故障強(qiáng)電故障繼電器繼電器接觸器接觸器開關(guān)開關(guān)熔斷器熔斷器電動機(jī)電動機(jī)電源變壓器電源變壓器電磁鐵電磁鐵行程開關(guān)行程開關(guān) 本節(jié)主要講述數(shù)控機(jī)床強(qiáng)電控制系統(tǒng)的故障診斷、維本節(jié)主要講述數(shù)控機(jī)床強(qiáng)電控制系統(tǒng)的故障診斷、維修及日常維護(hù)。修及日常維護(hù)。 3.1 3.1 機(jī)床電氣機(jī)床電氣 電源是數(shù)控系統(tǒng)乃至整個機(jī)床正常工作的能量電源是數(shù)控系統(tǒng)乃至整個機(jī)床正常工作的

2、能量來源，它失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機(jī)來源，它失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機(jī)甚至毀壞整個系統(tǒng)。電源配置應(yīng)盡量做到以下幾點(diǎn)：甚至毀壞整個系統(tǒng)。電源配置應(yīng)盡量做到以下幾點(diǎn)： 提供獨(dú)立的配電箱而不與其他設(shè)備串用。提供獨(dú)立的配電箱而不與其他設(shè)備串用。 電網(wǎng)供電質(zhì)量較差的地區(qū)應(yīng)配備三相交流穩(wěn)壓裝置。電網(wǎng)供電質(zhì)量較差的地區(qū)應(yīng)配備三相交流穩(wěn)壓裝置。電源始端有良好的接地。電源始端有良好的接地。 電柜內(nèi)電器元件的布局和交、直流電線的敷設(shè)要相電柜內(nèi)電器元件的布局和交、直流電線的敷設(shè)要相互隔離互隔離3.1.13.1.1電源配置電源配置電源配置原理圖電源配置原理圖 電氣原理圖主要用來描述電氣線路的構(gòu)成

3、及電氣原理圖主要用來描述電氣線路的構(gòu)成及其工作原理，表明電氣控制系統(tǒng)中各電氣元件的其工作原理，表明電氣控制系統(tǒng)中各電氣元件的作用及相互關(guān)系，對電氣控制系統(tǒng)的安裝接線、作用及相互關(guān)系，對電氣控制系統(tǒng)的安裝接線、運(yùn)行維護(hù)、故障分析和維修管理等有重要的作用運(yùn)行維護(hù)、故障分析和維修管理等有重要的作用。大型數(shù)控機(jī)床的電氣圖往往有幾十頁，甚至上。大型數(shù)控機(jī)床的電氣圖往往有幾十頁，甚至上百頁，數(shù)控機(jī)床維修人員應(yīng)該多研讀電氣圖紙，百頁，數(shù)控機(jī)床維修人員應(yīng)該多研讀電氣圖紙，并且消化吸收，弄清各元器件之間的相互關(guān)系及并且消化吸收，弄清各元器件之間的相互關(guān)系及控制信號的來龍去脈，這樣才能在機(jī)床發(fā)生故障控制信號的來龍

4、去脈，這樣才能在機(jī)床發(fā)生故障時，快速、準(zhǔn)確判斷故障原因，解除故障，及時時，快速、準(zhǔn)確判斷故障原因，解除故障，及時恢復(fù)生產(chǎn)?；謴?fù)生產(chǎn)。 3.1.2 3.1.2 根據(jù)電氣原理圖診斷電氣控制系統(tǒng)根據(jù)電氣原理圖診斷電氣控制系統(tǒng)故障故障例例1 ：某數(shù)控車床，連續(xù)發(fā)生系統(tǒng)故障，每次新的備：某數(shù)控車床，連續(xù)發(fā)生系統(tǒng)故障，每次新的備件換上后使用不到一周就會出現(xiàn)故障，現(xiàn)象都是開機(jī)件換上后使用不到一周就會出現(xiàn)故障，現(xiàn)象都是開機(jī)后顯示沒有任何內(nèi)容的黃色屏幕。后顯示沒有任何內(nèi)容的黃色屏幕。分析與處理過程：分析與處理過程： 檢查機(jī)床線路未發(fā)現(xiàn)問題，檢查接地未發(fā)現(xiàn)問檢查機(jī)床線路未發(fā)現(xiàn)問題，檢查接地未發(fā)現(xiàn)問題，機(jī)床供電電壓

5、正常。新系統(tǒng)更換后機(jī)床馬上可題，機(jī)床供電電壓正常。新系統(tǒng)更換后機(jī)床馬上可以正常工作。以正常工作。 仔細(xì)觀察機(jī)床的加工過程，發(fā)現(xiàn)刀架處有大量仔細(xì)觀察機(jī)床的加工過程，發(fā)現(xiàn)刀架處有大量的冷卻液，關(guān)機(jī)后再次認(rèn)真檢查刀架附近的線路，的冷卻液，關(guān)機(jī)后再次認(rèn)真檢查刀架附近的線路，發(fā)現(xiàn)刀架電機(jī)發(fā)現(xiàn)刀架電機(jī)380V380V電纜和直流電纜和直流24V24V電纜在刀架下方電纜在刀架下方有接頭，相互間用電工膠布絕緣，當(dāng)冷卻液進(jìn)入時，有接頭，相互間用電工膠布絕緣，當(dāng)冷卻液進(jìn)入時，交流電壓進(jìn)入直流回路使系統(tǒng)損壞。交流電壓進(jìn)入直流回路使系統(tǒng)損壞。 更換有接頭的所有電纜并加強(qiáng)防護(hù)，機(jī)床至今更換有接頭的所有電纜并加強(qiáng)防護(hù)，機(jī)床

6、至今未發(fā)生類似故障。未發(fā)生類似故障。例例2：按數(shù)控機(jī)床的起動按鈕，顯示器無顯示，數(shù)控裝：按數(shù)控機(jī)床的起動按鈕，顯示器無顯示，數(shù)控裝置無任何輸出。置無任何輸出。分析與處理過程：分析與處理過程：1.1.由電源配置原理圖可知，在各自動空氣開關(guān)接通的情況下，由電源配置原理圖可知，在各自動空氣開關(guān)接通的情況下，開關(guān)電源的開關(guān)電源的24V24V直流電壓經(jīng)過直流電壓經(jīng)過KA0KA0的常開觸點(diǎn)給數(shù)控裝置供電，的常開觸點(diǎn)給數(shù)控裝置供電，由于開關(guān)電源和繼電器的故障率較高，所以首先檢查這兩個由于開關(guān)電源和繼電器的故障率較高，所以首先檢查這兩個器件是否正常。器件是否正常。2.2.常用萬用表判定開關(guān)電源是否存在故障，在

7、通電的情況下常用萬用表判定開關(guān)電源是否存在故障，在通電的情況下測量其各輸出點(diǎn)電壓是否正常，若無輸出，再測量其輸入端測量其各輸出點(diǎn)電壓是否正常，若無輸出，再測量其輸入端有無交流電壓，若無交流輸入或交流輸入不正常，則根據(jù)電有無交流電壓，若無交流輸入或交流輸入不正常，則根據(jù)電氣原理圖，向前檢查交流電路是否正常；若交流輸入正常，氣原理圖，向前檢查交流電路是否正常；若交流輸入正常，則可判斷開關(guān)電源故障。則可判斷開關(guān)電源故障。3.3.如果開關(guān)電源有直流如果開關(guān)電源有直流24V24V電壓輸出，則測量繼電器觸點(diǎn)的電壓輸出，則測量繼電器觸點(diǎn)的一端一端L+L+和開關(guān)電源和開關(guān)電源M M之間是否有電壓輸出，如果沒有

8、，則可之間是否有電壓輸出，如果沒有，則可判定是繼電器判定是繼電器KA0KA0故障，否則，檢查至數(shù)控裝置的電源接線故障，否則，檢查至數(shù)控裝置的電源接線是否可靠。是否可靠。例例3：按下機(jī)床起動按鈕，數(shù)控裝置起動，沒有報警顯：按下機(jī)床起動按鈕，數(shù)控裝置起動，沒有報警顯示，但各進(jìn)給軸均不動作。示，但各進(jìn)給軸均不動作。分析與處理過程分析與處理過程1.1.由電源配置原理圖可知，伺服驅(qū)動器電源模塊由電源配置原理圖可知，伺服驅(qū)動器電源模塊PSMPSM的主回路的主回路電源經(jīng)接觸器電源經(jīng)接觸器KM0KM0的主觸點(diǎn)引入，由下圖可知，的主觸點(diǎn)引入，由下圖可知，KM0KM0線圈的通線圈的通斷由斷由PSMPSM的內(nèi)部繼電

9、器觸點(diǎn)控制。的內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)控制。2.2.在機(jī)床正常起動過程中，當(dāng)數(shù)控裝置起動完成后，在機(jī)床正常起動過程中，當(dāng)數(shù)控裝置起動完成后，PSMPSM內(nèi)部內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)接通，應(yīng)該聽到接觸器繼電器觸點(diǎn)接通，應(yīng)該聽到接觸器KM0KM0吸合的聲音，而此時卻吸合的聲音，而此時卻沒有聽到。沒有聽到。3.3.檢查接觸器檢查接觸器KM0,KM0,用萬用表測得線圈電壓為用萬用表測得線圈電壓為0 0，觸點(diǎn)沒有吸合，觸點(diǎn)沒有吸合，所以各軸均不動作。所以各軸均不動作。4.4.根據(jù)下圖，使用萬用表測量根據(jù)下圖，使用萬用表測量CX3CX3的的1 1、3 3引腳，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部觸點(diǎn)引腳，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部觸點(diǎn)已經(jīng)接通，所以，應(yīng)該是已經(jīng)接通，所以

10、，應(yīng)該是KM0KM0接觸器線圈的電源故障。接觸器線圈的電源故障。5.5.經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)電源在接線端子排上的導(dǎo)線松動，旋緊后故經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)電源在接線端子排上的導(dǎo)線松動，旋緊后故障排除障排除例例4：按下機(jī)床起動按鈕，數(shù)控裝置起動，沒有報警：按下機(jī)床起動按鈕，數(shù)控裝置起動，沒有報警顯示，但各進(jìn)給軸均不動作。顯示，但各進(jìn)給軸均不動作。分析與處理過程分析與處理過程1.1.由電源配置原理圖可知，伺服驅(qū)動器電源模塊由電源配置原理圖可知，伺服驅(qū)動器電源模塊PSMPSM的主回的主回路電源經(jīng)接觸器路電源經(jīng)接觸器KM0KM0的主觸點(diǎn)引入，由下圖可知，的主觸點(diǎn)引入，由下圖可知，KM0KM0線圈的線圈的通斷由通斷由PSM

11、PSM的內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)控制。的內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)控制。2.2.在機(jī)床正常起動過程中，當(dāng)數(shù)控裝置起動完成后，在機(jī)床正常起動過程中，當(dāng)數(shù)控裝置起動完成后，PSMPSM內(nèi)內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)接通，應(yīng)該聽到接觸器部繼電器觸點(diǎn)接通，應(yīng)該聽到接觸器KM0KM0吸合的聲音，而此吸合的聲音，而此時卻沒有聽到。時卻沒有聽到。3.3.檢查接觸器檢查接觸器KM0,KM0,用萬用表測得線圈電壓為用萬用表測得線圈電壓為0 0，觸點(diǎn)沒有吸，觸點(diǎn)沒有吸合，所以各軸均不動作。合，所以各軸均不動作。4.4.使用萬用表測量使用萬用表測量CX3CX3的的1 1、3 3引腳，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部觸點(diǎn)已經(jīng)接通，引腳，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部觸點(diǎn)已經(jīng)接通，應(yīng)該是應(yīng)該是KM0

12、KM0接觸器線圈的電源故障。接觸器線圈的電源故障。5.5.經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)電源在接線端經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)電源在接線端子排上的導(dǎo)線松動，旋緊后故子排上的導(dǎo)線松動，旋緊后故障排除。障排除。 數(shù)控機(jī)床一般在電磁環(huán)境比較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場使數(shù)控機(jī)床一般在電磁環(huán)境比較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場使用，電磁干擾較大，而且電氣柜中各種電氣部件之間，用，電磁干擾較大，而且電氣柜中各種電氣部件之間，電源電纜、驅(qū)動器的動力電纜、信號電纜之間也存在著電源電纜、驅(qū)動器的動力電纜、信號電纜之間也存在著電磁干擾。干擾會影響數(shù)控機(jī)床的可靠性和穩(wěn)定性，是電磁干擾。干擾會影響數(shù)控機(jī)床的可靠性和穩(wěn)定性，是造成數(shù)控系統(tǒng)造成數(shù)控系統(tǒng)“軟故障，且容易被忽視的一個

13、重要因軟故障，且容易被忽視的一個重要因素。因而，為了使數(shù)控機(jī)床能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，在素。因而，為了使數(shù)控機(jī)床能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，在數(shù)控機(jī)床的設(shè)計和生產(chǎn)過程中，采取了各種措施提高數(shù)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計和生產(chǎn)過程中，采取了各種措施提高數(shù)控機(jī)床的抗干擾能力?？貦C(jī)床的抗干擾能力。 3.1.33.1.3數(shù)控機(jī)床的抗干擾數(shù)控機(jī)床的抗干擾 正確連接機(jī)床、系統(tǒng)的地線正確連接機(jī)床、系統(tǒng)的地線抗干擾措施：抗干擾措施：減少電氣控制系統(tǒng)內(nèi)部干擾減少電氣控制系統(tǒng)內(nèi)部干擾 抑制或減小供電線路的干擾抑制或減小供電線路的干擾例例5： 某配套某配套FANUC 0i-MC的立式加工中心，在的立式加工中心，在回參考點(diǎn)時出現(xiàn)參考點(diǎn)位置

14、不穩(wěn)定，參考點(diǎn)定位精回參考點(diǎn)時出現(xiàn)參考點(diǎn)位置不穩(wěn)定，參考點(diǎn)定位精度差的故障度差的故障分析與處理過程：分析與處理過程：1. 1. 可能的原因是：編碼器零位脈沖不良或回參考點(diǎn)速可能的原因是：編碼器零位脈沖不良或回參考點(diǎn)速度太低。由于參考點(diǎn)零位脈沖檢查需要有示波器進(jìn)行，度太低。由于參考點(diǎn)零位脈沖檢查需要有示波器進(jìn)行，維修時一般可以先檢查回參考點(diǎn)速度和位置增益的設(shè)維修時一般可以先檢查回參考點(diǎn)速度和位置增益的設(shè)置。置。2.2.經(jīng)檢查該機(jī)床在手動方式下工作正常，參考點(diǎn)減速經(jīng)檢查該機(jī)床在手動方式下工作正常，參考點(diǎn)減速速度、位置環(huán)增益設(shè)置正確，測量編碼器速度、位置環(huán)增益設(shè)置正確，測量編碼器+5V+5V電壓正常

15、，電壓正常，回參考點(diǎn)的動作過程正確。因而，可以初步判定故障回參考點(diǎn)的動作過程正確。因而，可以初步判定故障是由于編碼器零位脈沖受到干擾而引起的。是由于編碼器零位脈沖受到干擾而引起的。例例5：3.3.在參數(shù)設(shè)置正確時，可能的原因?yàn)樵趨?shù)設(shè)置正確時，可能的原因?yàn)椤傲忝}沖零脈沖信號不良。信號不良。由于零位脈沖的信號脈寬較窄，它對干擾十分敏感，因由于零位脈沖的信號脈寬較窄，它對干擾十分敏感，因此必須針對以下幾方面進(jìn)行檢查：編碼器的供電電壓必此必須針對以下幾方面進(jìn)行檢查：編碼器的供電電壓必須在須在+5V+5V0.2V0.2V的范圍內(nèi)，當(dāng)小于的范圍內(nèi)，當(dāng)小于4.75V4.75V時，將會引起時，將會引起“零脈

16、沖零脈沖的輸出干擾；編碼器反饋的屏蔽線必須可靠的輸出干擾；編碼器反饋的屏蔽線必須可靠連接，并盡可能使位置反饋電纜遠(yuǎn)離干擾源與動力線路；連接，并盡可能使位置反饋電纜遠(yuǎn)離干擾源與動力線路；編碼器本身的編碼器本身的“零脈沖零脈沖輸出必須正確，滿足系統(tǒng)對零輸出必須正確，滿足系統(tǒng)對零位脈沖的要求；參考點(diǎn)減速開關(guān)所使用的電源必須平穩(wěn)，位脈沖的要求；參考點(diǎn)減速開關(guān)所使用的電源必須平穩(wěn)，不允許有大的脈動。不允許有大的脈動。4.4.進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，該軸編碼器連接電纜的屏蔽線脫落，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，該軸編碼器連接電纜的屏蔽線脫落，重新連接后，參考點(diǎn)定位恢復(fù)穩(wěn)定，定位精度達(dá)到原機(jī)重新連接后，參考點(diǎn)定位恢復(fù)穩(wěn)定，定位精

17、度達(dá)到原機(jī)床要求。床要求。1.1.除非進(jìn)行必要的調(diào)整和維修，否則不允許隨意開啟電柜，除非進(jìn)行必要的調(diào)整和維修，否則不允許隨意開啟電柜，更不允許加工時敞開柜門。更不允許加工時敞開柜門。2.2.注意觀察電柜內(nèi)粉塵堆積情況，定期清潔電柜內(nèi)的粉塵，注意觀察電柜內(nèi)粉塵堆積情況，定期清潔電柜內(nèi)的粉塵，定期更換過濾網(wǎng)。定期更換過濾網(wǎng)。3.3.定期檢查各個接線端子的連接情況，防止由于螺釘松動定期檢查各個接線端子的連接情況，防止由于螺釘松動引起的各種故障發(fā)生。引起的各種故障發(fā)生。4.4.定期檢查機(jī)床的接地是否變差，三相電壓是否平衡。定期檢查機(jī)床的接地是否變差，三相電壓是否平衡。5.5.定期檢查機(jī)床潤滑情況、機(jī)械

18、情況、鐵屑清除情況、活定期檢查機(jī)床潤滑情況、機(jī)械情況、鐵屑清除情況、活動電纜防護(hù)情況、并觀察冷卻液是否泄漏。動電纜防護(hù)情況、并觀察冷卻液是否泄漏。6.6.定期檢查備份的數(shù)據(jù)是否有效。定期檢查備份的數(shù)據(jù)是否有效。7.7.定期對程序區(qū)進(jìn)行清理，將不用的程序及時刪除。定期對程序區(qū)進(jìn)行清理，將不用的程序及時刪除。3.1.4 3.1.4 電氣控制系統(tǒng)的日常維護(hù)電氣控制系統(tǒng)的日常維護(hù)8.8.定期更換存儲器用電池定期更換存儲器用電池9.9.對機(jī)床每一次停機(jī)原因進(jìn)行詳細(xì)的記錄對機(jī)床每一次停機(jī)原因進(jìn)行詳細(xì)的記錄10.10.經(jīng)常觀察機(jī)床的使用情況，及時發(fā)現(xiàn)并制止可能引起經(jīng)常觀察機(jī)床的使用情況，及時發(fā)現(xiàn)并制止可能引

19、起機(jī)床故障或安全事故的各種違章操作，及時發(fā)現(xiàn)機(jī)床機(jī)床故障或安全事故的各種違章操作，及時發(fā)現(xiàn)機(jī)床出現(xiàn)的各種異?，F(xiàn)象。出現(xiàn)的各種異?，F(xiàn)象。11.11.若若CNCCNC系統(tǒng)長期不用閑置的情況下，要經(jīng)常給系統(tǒng)通系統(tǒng)長期不用閑置的情況下，要經(jīng)常給系統(tǒng)通電，防止潮氣，保證電子元件性能的穩(wěn)定。電，防止潮氣，保證電子元件性能的穩(wěn)定。12.12.在每一次長期停機(jī)前檢查機(jī)床的狀況并做好數(shù)據(jù)存儲在每一次長期停機(jī)前檢查機(jī)床的狀況并做好數(shù)據(jù)存儲工作，在每一次長期停機(jī)后的首次開機(jī)前認(rèn)真檢查一工作，在每一次長期停機(jī)后的首次開機(jī)前認(rèn)真檢查一遍機(jī)床電柜的情況遍機(jī)床電柜的情況3.1.4 3.1.4 電氣控制系統(tǒng)的日常維護(hù)電氣控制

20、系統(tǒng)的日常維護(hù) PLCPLCprogrammable logic controllerprogrammable logic controller稱為可稱為可編程控制器，獨(dú)立的編程控制器，獨(dú)立的PLCPLC可以作為很多自動化設(shè)備可以作為很多自動化設(shè)備的通用控制器的通用控制器, ,由于其控制功能強(qiáng)、使用方便、性由于其控制功能強(qiáng)、使用方便、性價比高、抗干擾能力強(qiáng)，在工業(yè)現(xiàn)場得到廣泛應(yīng)價比高、抗干擾能力強(qiáng)，在工業(yè)現(xiàn)場得到廣泛應(yīng)用。用。 在數(shù)控系統(tǒng)中，在數(shù)控系統(tǒng)中，CNCCNC和和PLCPLC分工合作完成對數(shù)控機(jī)分工合作完成對數(shù)控機(jī)床的控制，床的控制，PLCPLC主要實(shí)現(xiàn)主要實(shí)現(xiàn)M M、S S、T T指

21、令的處理以及指令的處理以及數(shù)控機(jī)床的外圍輔助電器的控制，因而，也稱為數(shù)控機(jī)床的外圍輔助電器的控制，因而，也稱為可編程機(jī)床控制器可編程機(jī)床控制器, ,稱之為稱之為PMCPMCprogrammable programmable machine tool controllermachine tool controller）。）。 3.23.2數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控系統(tǒng)中的PLCPLC機(jī)床操作面機(jī)床操作面板的控制板的控制標(biāo)準(zhǔn)操作面板標(biāo)準(zhǔn)操作面板自制的操作面板自制的操作面板3.2.1 PLC3.2.1 PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中的作用在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中的作用1.1.機(jī)床操作面板的控制機(jī)床操作面板的控制 機(jī)床

22、操作面板上的各按鍵、開關(guān)信號都是直接進(jìn)入機(jī)床操作面板上的各按鍵、開關(guān)信號都是直接進(jìn)入PLC面板上的各種指示燈信號則由面板上的各種指示燈信號則由PLC的輸出信號控制的輸出信號控制2 2、機(jī)床外部開關(guān)輸入信號、機(jī)床外部開關(guān)輸入信號3 3、PLCPLC的輸出信號的輸出信號 加工程序經(jīng)加工程序經(jīng)CNCCNC譯碼后，將譯碼后，將M M、S S指令信號傳遞給指令信號傳遞給PLCPLC，經(jīng)過，經(jīng)過PLCPLC程序的處理，輸出控制信號，控制主軸正反程序的處理，輸出控制信號，控制主軸正反轉(zhuǎn)和啟動停止等功能。轉(zhuǎn)和啟動停止等功能。M M、S S指令完成后，指令完成后，PLCPLC向系統(tǒng)發(fā)出向系統(tǒng)發(fā)出完成信號。需要換

23、刀時，系統(tǒng)送出完成信號。需要換刀時，系統(tǒng)送出T T指令信號給指令信號給PLCPLC，PLCPLC程序在數(shù)據(jù)表內(nèi)檢索，找到程序在數(shù)據(jù)表內(nèi)檢索，找到T T代碼指定的刀號，并與主軸代碼指定的刀號，并與主軸刀號進(jìn)行比較。如果不符，發(fā)出換刀指令，機(jī)床開始換刀刀號進(jìn)行比較。如果不符，發(fā)出換刀指令，機(jī)床開始換刀，換刀過程中，換刀過程中，CNCCNC處于讀入禁止?fàn)顟B(tài)，不會執(zhí)行加工程處于讀入禁止?fàn)顟B(tài)，不會執(zhí)行加工程序中后續(xù)的指令，只有換刀完成后，序中后續(xù)的指令，只有換刀完成后，PLCPLC向向CNCCNC發(fā)出完成信發(fā)出完成信號，號，CNCCNC才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的加工程序。才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的加工程序。 4 4、

24、M M、S S、T T功能實(shí)功能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)機(jī)床側(cè)至機(jī)床側(cè)至PMCPMC至機(jī)床至機(jī)床CNC至至PMCPMC至至CNC3.2.2 FANUC 0i3.2.2 FANUC 0i系統(tǒng)中系統(tǒng)中PMCPMC的信息交的信息交換換CNCPMCMT（機(jī)床）（機(jī)床）YXFGFANUC PMC中的信號類型中的信號類型字母字母信號類型信號類型字母字母信號類型信號類型X X來自機(jī)床側(cè)的輸入信號來自機(jī)床側(cè)的輸入信號(MT-PMC)(MT-PMC)C C計數(shù)器計數(shù)器Y Y由由PMCPMC輸出到機(jī)床側(cè)的信號輸出到機(jī)床側(cè)的信號(PMC-MT)(PMC-MT)T T定時器定時器F F來自來自CNCCNC的輸入信號的輸入信號(CNC-

25、PMC)(CNC-PMC)K K保持型繼電器保持型繼電器G G由由PMCPMC輸出到輸出到CNCCNC的信號的信號(PMC-CNC)(PMC-CNC)D D數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)表R R內(nèi)部繼電器內(nèi)部繼電器L L標(biāo)記號標(biāo)記號A A信息顯示請求信號信息顯示請求信號P P子程序號子程序號 例如：當(dāng)按下數(shù)控機(jī)床的急停按鈕時，例如：當(dāng)按下數(shù)控機(jī)床的急停按鈕時，*ESP從機(jī)從機(jī)床側(cè)送到床側(cè)送到PLC，輸入地址為，輸入地址為X8.4，該地址是，該地址是CNC生生產(chǎn)廠家定義的，用戶不能改變。按下按鈕時，急停產(chǎn)廠家定義的，用戶不能改變。按下按鈕時，急停按鈕的接常閉觸點(diǎn)斷開，按鈕的接常閉觸點(diǎn)斷開， X8.4由由“1變變“0

26、”，通，通過過PMC程序使程序使G8.4產(chǎn)生相應(yīng)的下降沿，如下圖。當(dāng)產(chǎn)生相應(yīng)的下降沿，如下圖。當(dāng)G8.4為為“0時時CNC被復(fù)位，并使機(jī)床處于急停狀態(tài)被復(fù)位，并使機(jī)床處于急停狀態(tài). 除急停信號外，還有一些除急停信號外，還有一些X X信號的地址也是固定的，不能信號的地址也是固定的，不能隨意改動，例如各軸返回參考點(diǎn)的減速信號，對應(yīng)地址隨意改動，例如各軸返回參考點(diǎn)的減速信號，對應(yīng)地址X9.0X9.0X9.3X9.3，分別是第，分別是第1 1 4 4軸返回參考點(diǎn)的減速信號，如下圖。這軸返回參考點(diǎn)的減速信號，如下圖。這些減速信號在些減速信號在PMCPMC程序中不需要處理。各具體信號的地址及功程序中不需要

27、處理。各具體信號的地址及功能參見附錄能參見附錄3.2.33.2.3西門子西門子802D802D系統(tǒng)中系統(tǒng)中PLCPLC的信息的信息交換交換 在西門子在西門子802D802D數(shù)控系統(tǒng)中，數(shù)控系統(tǒng)中，NCKNCK、PLCPLC、機(jī)床三者之、機(jī)床三者之間的信息交換和間的信息交換和FANUCFANUC系統(tǒng)相似，只是具體的表示方法系統(tǒng)相似，只是具體的表示方法不同。不同。 字母字母信號類型信號類型字母字母信號類型信號類型I I由機(jī)床側(cè)輸入到由機(jī)床側(cè)輸入到PLC的信號的信號(MT-PLC) T定時器定時器Q Q由由PLC輸出到機(jī)床側(cè)的信號輸出到機(jī)床側(cè)的信號(PLC-MT)M M標(biāo)志存儲器標(biāo)志存儲器V VNC

28、KNCK和和PLC之間的信號之間的信號(PLCNCK) SMSM特殊狀態(tài)存儲器特殊狀態(tài)存儲器C C計數(shù)器計數(shù)器A A累加器累加器西門子西門子PLC中的信號類型中的信號類型PP72/48模塊的連接模塊的連接 如果如果802D802D系系統(tǒng)帶一塊統(tǒng)帶一塊PP72/48PP72/48模塊，則可以提模塊，則可以提供供7272個輸入信號個輸入信號地址和地址和4848個輸出個輸出信號地址，如果信號地址，如果這些信號地址不這些信號地址不夠用，則可以擴(kuò)夠用，則可以擴(kuò)展一塊展一塊PP72/48PP72/48模模塊，以增加輸入塊，以增加輸入輸出信號的數(shù)量，輸出信號的數(shù)量，如下圖。如下圖。 V地址的含義地址的含義

29、在西門子在西門子802D802D數(shù)控系統(tǒng)中，數(shù)控系統(tǒng)中，PLCPLC和和NCKNCK之間的信息交換之間的信息交換通過數(shù)據(jù)存儲區(qū)的通過數(shù)據(jù)存儲區(qū)的V V地址來實(shí)現(xiàn)，地址來實(shí)現(xiàn)，V V表示表示PLCPLC存儲器中的數(shù)存儲器中的數(shù)據(jù)區(qū)，字母據(jù)區(qū)，字母V V后面跟后面跟8 8位數(shù)字，分別代表不同的含義，如下位數(shù)字，分別代表不同的含義，如下圖。圖。 例例7：V38001000表示數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)地表示數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)地址為址為38001000的一個字節(jié)，該字的一個字節(jié)，該字節(jié)的數(shù)據(jù)由節(jié)的數(shù)據(jù)由PLC送給送給NCK，其中，其中V38001000.0代表數(shù)控機(jī)床第一軸代表數(shù)控機(jī)床第一軸的負(fù)限位開關(guān)信號。的負(fù)限位開關(guān)信號。V

30、38011000.0則代表數(shù)控機(jī)床第二軸的負(fù)限位開則代表數(shù)控機(jī)床第二軸的負(fù)限位開關(guān)信號，如下表所示。在原理圖中，關(guān)信號，如下表所示。在原理圖中，X軸負(fù)限位開關(guān)的輸入地址為軸負(fù)限位開關(guān)的輸入地址為I1.3，經(jīng)下圖所示的經(jīng)下圖所示的PLC程序送給程序送給V38001000.0，該地址的信號狀態(tài)，該地址的信號狀態(tài)由由PLC送給送給NCK，NCK使使X軸運(yùn)動軸運(yùn)動停止，并輸出報警信息。停止，并輸出報警信息。例：對于西門子例：對于西門子802D系統(tǒng)，機(jī)系統(tǒng)，機(jī)床急停信號的輸入地址可以在允床急停信號的輸入地址可以在允許的范圍內(nèi)由許的范圍內(nèi)由PLC程序編制者或程序編制者或者程序使用者自行定義，例如把者程序使

31、用者自行定義，例如把急停按鈕的信號與急停按鈕的信號與I2.0對應(yīng)的端對應(yīng)的端子連接，如圖所示梯形圖程序，子連接，如圖所示梯形圖程序，當(dāng)急停按鈕按下時，常閉觸點(diǎn)斷當(dāng)急停按鈕按下時，常閉觸點(diǎn)斷開，開，V26000000.1被置被置“1”，該信號從該信號從PLC送給送給NCK，使機(jī)床，使機(jī)床處于急停狀態(tài)。處于急停狀態(tài)。V26000000各位各位的含義如表所示的含義如表所示與與PLC相關(guān)的相關(guān)的故障主要有三故障主要有三種表現(xiàn)形式種表現(xiàn)形式有明確的報警信息，通過報警信息可直有明確的報警信息，通過報警信息可直接找到故障原因接找到故障原因有報警信息，但不能反映真正的故障原因有報警信息，但不能反映真正的故障原

32、因沒有報警信息及故障提示沒有報警信息及故障提示3.33.3通過通過PLCPLC進(jìn)行故障診斷進(jìn)行故障診斷PLCPLC是是CNCCNC與數(shù)控機(jī)床之間信號傳遞與處理的中間環(huán)節(jié)，機(jī)與數(shù)控機(jī)床之間信號傳遞與處理的中間環(huán)節(jié)，機(jī)床側(cè)的開關(guān)、按鍵、傳感器等輸入信號首先送給床側(cè)的開關(guān)、按鍵、傳感器等輸入信號首先送給PLCPLC處理；處理；CNCCNC對機(jī)床側(cè)的控制信號也要經(jīng)過對機(jī)床側(cè)的控制信號也要經(jīng)過PLCPLC傳遞給機(jī)床側(cè)的繼電傳遞給機(jī)床側(cè)的繼電器、接觸器、電磁閥、指示燈等電器元件；器、接觸器、電磁閥、指示燈等電器元件；PLCPLC還要把指還要把指令執(zhí)行的結(jié)果及機(jī)床的狀態(tài)反饋給令執(zhí)行的結(jié)果及機(jī)床的狀態(tài)反饋給C

33、NCCNC。3.3.1 FANUC 0i3.3.1 FANUC 0i系統(tǒng)通過系統(tǒng)通過PMCPMC進(jìn)行故障診進(jìn)行故障診斷斷 FANUC FANUC 0i0i系統(tǒng)提供系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的系了強(qiáng)大的系統(tǒng)功能，用統(tǒng)功能，用于于PMCPMC程序的程序的編輯、監(jiān)控編輯、監(jiān)控及診斷，幫及診斷，幫助調(diào)試及維助調(diào)試及維修人員快速、修人員快速、準(zhǔn)確查找故準(zhǔn)確查找故障原因。障原因。 FANUC PMC監(jiān)控及診斷畫監(jiān)控及診斷畫定時器設(shè)定畫面定時器設(shè)定畫面計數(shù)器設(shè)定畫面計數(shù)器設(shè)定畫面系統(tǒng)的診斷功能畫面系統(tǒng)的診斷功能畫面 當(dāng)編程了某個指令，而這個指令卻看起來沒有執(zhí)行時，當(dāng)編程了某個指令，而這個指令卻看起來沒有執(zhí)行時，可以通過

34、診斷號可以通過診斷號000000到到015015觀察系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)。當(dāng)自動運(yùn)行停觀察系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)。當(dāng)自動運(yùn)行停止或暫停時，可以通過診斷號止或暫停時，可以通過診斷號020020到到025025確定系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)。確定系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)。 診斷號診斷號020到到025的不同狀態(tài)組合的不同狀態(tài)組合例例8：一數(shù)控機(jī)床在自動運(yùn)行狀態(tài)中，每當(dāng)執(zhí)行：一數(shù)控機(jī)床在自動運(yùn)行狀態(tài)中，每當(dāng)執(zhí)行M8切削液噴淋這一輔助功能指令時，加工程切削液噴淋這一輔助功能指令時，加工程序就不再往下執(zhí)行了。此時，管道是有切削液噴序就不再往下執(zhí)行了。此時，管道是有切削液噴出的，系統(tǒng)無任何報警提示出的，系統(tǒng)無任何報警提示分析與處理過程：分析與處

35、理過程：1.1.調(diào)出診斷功能畫面，發(fā)現(xiàn)診斷號調(diào)出診斷功能畫面，發(fā)現(xiàn)診斷號000000為為1 1，即系統(tǒng)正在執(zhí)行，即系統(tǒng)正在執(zhí)行輔助功能，切削液噴淋這一輔助功能未執(zhí)行完成在系統(tǒng)中輔助功能，切削液噴淋這一輔助功能未執(zhí)行完成在系統(tǒng)中未能確認(rèn)切削液是否己噴出，而事實(shí)上切削液已噴出）。未能確認(rèn)切削液是否己噴出，而事實(shí)上切削液已噴出）。2.2.查閱電氣圖，發(fā)現(xiàn)在切削液管道上裝有流量開關(guān)，用以確查閱電氣圖，發(fā)現(xiàn)在切削液管道上裝有流量開關(guān)，用以確認(rèn)切削液是否已噴出。在執(zhí)行認(rèn)切削液是否已噴出。在執(zhí)行M8M8這一指令并確認(rèn)有切削液噴這一指令并確認(rèn)有切削液噴出的同時，在出的同時，在PMCPMC程序的信號狀態(tài)監(jiān)控畫面

36、中檢查該流量開程序的信號狀態(tài)監(jiān)控畫面中檢查該流量開關(guān)的輸入點(diǎn)關(guān)的輸入點(diǎn)X2.2X2.2，而該點(diǎn)的狀態(tài)為，而該點(diǎn)的狀態(tài)為0 0有噴淋時應(yīng)為有噴淋時應(yīng)為1 1），于），于是故障點(diǎn)可以確定為在有切削液正常噴出的同時這個流量開是故障點(diǎn)可以確定為在有切削液正常噴出的同時這個流量開關(guān)未能正常動作所致。關(guān)未能正常動作所致。3.3.因此重新調(diào)整流量開關(guān)的靈敏度，對其動作機(jī)構(gòu)噴上潤滑因此重新調(diào)整流量開關(guān)的靈敏度，對其動作機(jī)構(gòu)噴上潤滑劑，防止動作不靈活，保證可靠動作。在作出上述處理后，劑，防止動作不靈活，保證可靠動作。在作出上述處理后，進(jìn)行試運(yùn)行，故障排除進(jìn)行試運(yùn)行，故障排除例例9：一配備：一配備FANUC 0i

37、-MC系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，在執(zhí)行系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，在執(zhí)行G90 G01 Z0 時，無故停止，進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位，再次執(zhí)行到這一段時，無故停止，進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位，再次執(zhí)行到這一段時又停止，無任何報警。時又停止，無任何報警。分析與處理過程：分析與處理過程：1.1.調(diào)出診斷功能畫面，發(fā)現(xiàn)調(diào)出診斷功能畫面，發(fā)現(xiàn)005005為為1 1，說明系統(tǒng)處于各伺服軸，說明系統(tǒng)處于各伺服軸互鎖狀態(tài)或啟動鎖住信號被輸入?；ユi狀態(tài)或啟動鎖住信號被輸入。2.2.當(dāng)當(dāng)PMCPMC的以下信號為的以下信號為0 0時機(jī)床進(jìn)入伺服軸互鎖狀態(tài)。時機(jī)床進(jìn)入伺服軸互鎖狀態(tài)。 G8.0 G8.0 禁止所有伺服軸移動禁止所有伺服軸移動 G130.0 G13

38、0.0 禁止系統(tǒng)定義的第一伺服軸移動禁止系統(tǒng)定義的第一伺服軸移動 G130.1 G130.1 禁止系統(tǒng)定義的第二伺服軸移動禁止系統(tǒng)定義的第二伺服軸移動 G130.2 G130.2 禁止系統(tǒng)定義的第三伺服軸移動禁止系統(tǒng)定義的第三伺服軸移動3.3.打開打開PMCPMC狀態(tài)表，檢查上述伺服軸互鎖信號，發(fā)現(xiàn)狀態(tài)表，檢查上述伺服軸互鎖信號，發(fā)現(xiàn)G130.0G130.0為為0 0，而，而Z Z軸是系統(tǒng)定義的第一軸。軸是系統(tǒng)定義的第一軸。4.4.打開打開PMCPMC梯形圖，從梯形圖查找使梯形圖，從梯形圖查找使G130.0G130.0為為0 0的原因，和刀的原因，和刀架抬起、落下到位的接近開關(guān)信號有關(guān)。架抬起

39、、落下到位的接近開關(guān)信號有關(guān)。5.5.檢查兩個接近開關(guān)，發(fā)現(xiàn)刀架已落下到位，而抬起到位開檢查兩個接近開關(guān)，發(fā)現(xiàn)刀架已落下到位，而抬起到位開關(guān)因沾有鐵屑，而發(fā)出誤信號關(guān)因沾有鐵屑，而發(fā)出誤信號3.3.23.3.2西門子西門子802D802D系統(tǒng)通過系統(tǒng)通過PLCPLC進(jìn)行進(jìn)行故障診斷故障診斷西門子西門子802D802D系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的系統(tǒng)功能，用于系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的系統(tǒng)功能，用于PLCPLC程序的程序的編輯、監(jiān)控及診斷，幫助調(diào)試及維修人員快速、準(zhǔn)確查編輯、監(jiān)控及診斷，幫助調(diào)試及維修人員快速、準(zhǔn)確查找故障原因。按下找故障原因。按下MDIMDI鍵盤上的鍵盤上的SYSTEMSYSTEM鍵，顯示如圖所鍵，

40、顯示如圖所示畫面示畫面1 1。按。按PLCPLC軟鍵，顯示畫面軟鍵，顯示畫面2 2，可以使用診斷功能，可以使用診斷功能，并可以調(diào)試并可以調(diào)試PLCPLC。1西門子西門子802D系統(tǒng)的系統(tǒng)的PLC畫面畫面2 STEP7 STEP7連接功能可以使連接功能可以使PLCPLC與外部與外部S7-200S7-200編程軟件包進(jìn)行通編程軟件包進(jìn)行通訊，按訊，按PLCPLC狀態(tài)狀態(tài) 軟鍵，顯示軟鍵，顯示PLCPLC狀態(tài)畫面，在相應(yīng)的輸入?yún)^(qū)狀態(tài)畫面，在相應(yīng)的輸入?yún)^(qū)輸入符號名稱或者操作地址，屏幕顯示信號的當(dāng)前值。輸入符號名稱或者操作地址，屏幕顯示信號的當(dāng)前值。PLC狀態(tài)顯示畫面狀態(tài)顯示畫面PLC狀態(tài)表狀態(tài)表 按按

41、 狀態(tài)表狀態(tài)表 軟鍵，顯示軟鍵，顯示PLCPLC狀態(tài)表，用此功能可以很快狀態(tài)表，用此功能可以很快查找到查找到PLCPLC信號，并可進(jìn)行觀察和修改。該畫面缺省設(shè)定下信號，并可進(jìn)行觀察和修改。該畫面缺省設(shè)定下顯示顯示3 3個表：輸入端、標(biāo)志、輸出端，起始地址為個表：輸入端、標(biāo)志、輸出端，起始地址為0 0?？梢浴？梢酝ㄟ^通過 編輯板編輯板 軟鍵顯示其他區(qū)域，并設(shè)定新的起始地址。軟鍵顯示其他區(qū)域，并設(shè)定新的起始地址。 Programming Tool PLC 802界面界面 考慮考慮PLCPLC程序的安全，早期的程序的安全，早期的802D802D系統(tǒng)不具有梯形圖在線顯示功能。系統(tǒng)不具有梯形圖在線顯示功

42、能。而后期的而后期的802D802D系統(tǒng)，為了方便調(diào)試維修，則增加了該功能，用戶可以直系統(tǒng)，為了方便調(diào)試維修，則增加了該功能，用戶可以直接打開梯形圖并實(shí)時監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，但不能在線編輯、修改梯形圖程接打開梯形圖并實(shí)時監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，但不能在線編輯、修改梯形圖程序，要借助序，要借助PLCPLC編程工具軟件編程工具軟件Programming Tool PLC 802Programming Tool PLC 802，在，在PCPC機(jī)上進(jìn)機(jī)上進(jìn)行編輯和修改。行編輯和修改。 例例10：某臺數(shù)控車床配有八工位電動刀架，刀位檢測開關(guān)為：某臺數(shù)控車床配有八工位電動刀架，刀位檢測開關(guān)為霍爾元件，八個刀位霍爾元件

43、，八個刀位18對應(yīng)著對應(yīng)著802D I/O接口地址接口地址I7.0I7.7。選刀時電機(jī)正轉(zhuǎn)，刀盤松開旋轉(zhuǎn)，到位后電機(jī)反轉(zhuǎn)，刀盤夾選刀時電機(jī)正轉(zhuǎn)，刀盤松開旋轉(zhuǎn)，到位后電機(jī)反轉(zhuǎn)，刀盤夾緊，反轉(zhuǎn)延時斷開。有次執(zhí)行緊，反轉(zhuǎn)延時斷開。有次執(zhí)行T7選刀指令時，刀盤旋轉(zhuǎn)不停，選刀指令時，刀盤旋轉(zhuǎn)不停，結(jié)果出現(xiàn)結(jié)果出現(xiàn)700014號報警，內(nèi)容為換刀超時。號報警，內(nèi)容為換刀超時。分析與處理過程：分析與處理過程： 700000 700000號以上的報警均為用戶報警，是由機(jī)床廠根據(jù)號以上的報警均為用戶報警，是由機(jī)床廠根據(jù)機(jī)床的工作要求編制的。機(jī)床的工作要求編制的。802D802D系統(tǒng)提供了系統(tǒng)提供了6464個位地址

44、，用個位地址，用以最多編制以最多編制6464個用戶報警，如表個用戶報警，如表3-73-7所示，每個用戶報警所示，每個用戶報警號由數(shù)據(jù)區(qū)一個相應(yīng)的位信號觸發(fā)，例如，產(chǎn)生號由數(shù)據(jù)區(qū)一個相應(yīng)的位信號觸發(fā)，例如，產(chǎn)生700014700014號號報警時，則說明其對應(yīng)的報警時，則說明其對應(yīng)的V16000000.4V16000000.4位信號被置位信號被置“1”“1”，而這些信號的狀態(tài)則由而這些信號的狀態(tài)則由PLCPLC程序決定程序決定16001600送至送至HMI（人機(jī)界面）的信號人機(jī)界面）的信號 PLCHMI(HMI(可讀可讀/寫寫)ByteBit7Bit7Bit6Bit6Bit5Bit5Bit4Bit

45、4Bit3Bit3Bit2Bit2Bit1Bit1Bit0Bit01600000016000000 700007700007 700006700006 700005700005 700004700004 700003700003 700002700002 700001700001 7000007000001600000116000001 700015700015 700014700014 700013700013 700012700012 700011700011 700010700010 700009700009 7000087000081600000716000007 700063700063 700062700062 700061700061 700060700060 700059700059 700058700058 700057700057 700056700056用戶報警號