PLC控制技术应用于数控机床维修的研究
任志鹏
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任志鹏,. PLC控制技术应用于数控机床维修的研究[J]. 装备技术研究,20252. DOI:10.12721/ccn.2025.157018.
摘要: 本文将围绕数控机床常见故障形成原因分析进行分析讨论,提出在数控机床维修中PLC控制技术的应用路径,以此准确监测数控机床运行参数与状态,解决常见的故障问题,促进其运行效率的提升,切实延长使用寿命,促进相关企业的可持续发展。
关键词: PLC控制技术;设备连接;数控机床
DOI:10.12721/ccn.2025.157018
基金资助:

引言:PLC控制技术是指利用可编程逻辑控制器,借助数字电子系统,发出一系列逻辑运算、定时、顺序控制等指令,以数字式或模拟式完成机械装置以及生产过程的调节与把控,将其运用在数控机床维修中,不仅可以大幅度提高数控机床的运行可靠性,还能保证各项操作更加标准、规范。为了确保后续提出的PLC控制在数控机床维修中的应用路径更具有针对性与实用性,需要对数控机床常见故障的形成原因进行深入了解。

一、数控机床常见故障形成原因分析

数控机床常见故障形成原因可细分为以下三点:一是元器件遭受高强负荷冲击,通常来说,生产工艺标准以及厂家所制定的标准会存在一定程度的差异性,因此最终制造的数控机床难以避免的会产生参数偏差,比如几何形状或是轮廓规格会呈现参差不齐的情况,若数控机床粗糙度相对较高,必然会导致操作时对元件形成极高的摩擦力,在长时间使用过程中便会造成元器件承受高强负荷冲击的问题。元件本身属于数控机床的核心组成元素之一,如果出现性能衰减现象,会严重阻碍数控机床的安全运行,甚至产生一系列运行故障;二是人为操作不规范,数控机床在经历一段时间的磨合后,能够保证性能愈发稳定,不会出现上述提出的元器件负荷冲击故障,但由于操作人员本身的技术水平难以保持一致,容易出现因人员技术能力有限或是注意力不集中的问题,导致计算机操作失误,在操作中判断不正确,进而引发一系列故障问题,影响数控机床的正常使用;三是零件老化,数控机床本身的运行频率较高,因此会在高强度使用过程中出现一定程度的零件磨损,此类故障具有一定规律性,可以通过相应检测手段进行预防。

二、PLC控制技术的应用路径分析

在数控机床维修中使用PLC控制技术时需要注意,一方面要结合由计算机数字控制机床以及可编程逻辑控制技术组成的内置软件,其工作原理是将在数控机床维修过程中提取的信息经过内部信号完成指定传输,从而向主轴驱动装置、进给驱动装置、冷却器、液压器、主轴电动机、进给电动机等元件发出指令,驱动器件运行。另一方面要保证PLC控制设备可以保持独立性,即使不依附CNC系统也能进行数控机床的故障监测与维护。

(一)准备工作方面

在维修开始之前,需要做好相应准备工作,要求技术人员全面观察数控机床运行系统,分析实际转运情况,比如如果在数控机床切屑过程中发出报警信息,则大概率说明主轴当前位置出现故障,这样便可有效缩短故障排查范围,制定故障排查先后顺序,提高检修效率。而在进行主轴油雾润滑检测时通常采用压力开关测试判断,此时融入PLC控制技术可以借助其强大的逻辑运算能力以及数据采集监控功能,进一步提高故障排查效率以及精确性。通过设定报警行为,保证数控机床内部发出异常信号时能够第一时间进行通报,便于后续故障修复工作的开展[1]

(二)故障诊断方面

将PLC控制技术运用在数控机床的故障诊断中时首先要做好数据故障的分析,通过结合可编程逻辑控制技术以及数控机床系统,完成相关控制程序的监测,诊断故障产生时的参数变化状况,全方位评估系统结构性能。比如:对于主轴部分来说,由于该部分属于故障频发区域,需要作为故障诊断重点,利用PLC控制技术探究故障形成原因,结合控制信号,提高判断准确性,分析是否存在主轴运转异常,内部零件安装方式是否满足安全标准。

其次要将PLC控制技术应用在测量系统中,用以准确捕捉系统应用特征,利用分析结果更高效的完成设备的监控,将电气安装结构以及动力线运行状况涵盖在考虑范围内。同时还要利用PLC控制技术完成对象工作原理、I/O状态、梯形图的诊断分析,其中对象工作原理的分析需要借助PLC技术进行行为把握,打造多元化检查方案,找出工作原理方面的问题,保证工作内容符合规定标准。而I/O状态的分析,则是要结合I/O实际状况,了解接口运行状态,打造完善的管理机制,形成良好的数据处理环境。至于梯形图诊断,则是利用PLC梯形图根据实际内容进行辨别,分析工作原理与动作挨次状况,进一步协调连锁关系,深入探究系统内机外编程功能。

最后要进行动作故障的分析,动作顺序是指数控机床故障诊断工作的重要分析依据,其本身具有一定的针对性,需要利用自动交换动作故障诊断分析,借助观察、记录数控机床运转信息,并将其与正常状态下数控机床运行参数进行对比的方式,判断故障机床是否出现运行故障,之后根据数据偏差确定故障位置,此类方法的指向性极强,能够为维护人员确立维修目标,进一步缩短维修时间[2]。比如某企业采用的卧式加工中心存在加工中停止故障,具体问题表现为主轴更换刀具完成后不执行切屑动作,查看NC程序发现M10(刀具冷却打开)未完成,而刀具冷却水泵以及气控电磁阀均由PLC来控制,此时利用PLC进行检测可以发现梯形图中水泵和电磁阀的信号输出都是正常的,而实际上只有水泵正常启动工作,气动电磁阀没有接收到梯形图的输出信号导致没有产生动作。为此,维修人员只需对输出模块到元件接线端进行线路检测便可找出对应的故障真因。

(三)设备连接方面

PLC技术可以保证硬件之间的连接完好,为数控机床维修提供便捷,根据电动设备反馈状况实现精准分析,从而严格操控数控机床系统,达到协同系统信号集中管理的目的,促进各硬件间的连接。

结论:综上所述,通过对数控机床常见故障的形成原因进行分析讨论,提出PLC控制技术在数控机床维修准备工作、故障诊断、设备连接等方面的应用路径,以此充分发挥PLC控制技术的优势与作用,提高故障维修效率与质量,更准确地完成数控机床运行状态的监控。

参考文献:

[1]庄志忠,郭笑海,辜勇.基于PLC控制技术的高压柜自动化设计与研究[J].贵阳学院学报(自然科学版),2022,17(01):79-85.

[2]伍懿美,周旭华.“PLC控制技术及应用”课程思政建设典型案例分析及实践[J].广东职业技术教育与研究,2022(01):138-141.