數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修第4章

數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修第4章輸入／輸出模塊的故障診斷與維修數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部信息流數(shù)控系統(tǒng)除對各坐標(biāo)軸位置進(jìn)行連續(xù)控制外，還需對數(shù)控機(jī)床主軸正反轉(zhuǎn)與起停、工件的夾緊與松開、冷卻液開/關(guān)、刀具更換、工件及工作臺交換、液動與氣動以及潤滑等輔助功能進(jìn)行順序控制。順序控制的信息主要是I/O控制，如控制開關(guān)、行程開關(guān)、壓力開關(guān)和溫度開關(guān)等輸入元件；控制繼電器、接觸器和電磁閥等輸出元件；同時(shí)還包括主軸驅(qū)動和進(jìn)給伺服驅(qū)動的使能控制以及機(jī)床報(bào)警處理等。PLC是典型的工業(yè)控制器，能滿足上述控制的要求。按生產(chǎn)工藝要求，根據(jù)事先編好的程序，在輸入信號的作用下，控制系統(tǒng)的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定規(guī)律自動實(shí)現(xiàn)動作的順序控制。這些功能直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度、加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及其穩(wěn)定性。4.1.1數(shù)控機(jī)床的PLC功能4.1數(shù)控機(jī)床PLC的功能與I/O元件1．PLC與外部信息交換

PLC的輸入、輸出端口是數(shù)控機(jī)床和CNC交換信息的接口。PLC與CNC之間的信息交換有兩部分，CNC發(fā)給PLC的是功能代碼M、S、T信號，PLC發(fā)給CNC的是各坐標(biāo)的機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)以及M、S、T功能的應(yīng)答信號。2．PLC在數(shù)控機(jī)床中的作用（l）機(jī)床操作面板控制將機(jī)床操作面板上的控制信號直接送入PLC，以控制數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行。（2）機(jī)床外部開關(guān)輸入信號控制將機(jī)床側(cè)的開關(guān)信號送入PLC，經(jīng)邏輯運(yùn)算后，輸出給控制對象。這些控制開關(guān)包括各類按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)、壓力開關(guān)和溫控開關(guān)等。（3）輸出信號控制

PLC輸出的信號經(jīng)強(qiáng)電柜中的繼電器、接觸器，通過機(jī)床側(cè)的液壓或氣動電磁閥，對刀庫、機(jī)械手和回轉(zhuǎn)工作臺等裝置進(jìn)行控制，另外還對冷卻泵電動機(jī)、潤滑泵電動機(jī)及電磁制動器等進(jìn)行控制。（4）伺服控制控制主軸和伺服進(jìn)給驅(qū)動裝置的使能信號，以滿足伺服驅(qū)動的條件，通過驅(qū)動裝置驅(qū)動主軸電動機(jī)、伺服進(jìn)給電動機(jī)和刀庫電動機(jī)等。（5）報(bào)警處理控制

PLC收集強(qiáng)電柜、機(jī)床側(cè)和伺服驅(qū)動裝置的故障信號，將報(bào)警標(biāo)志區(qū)中的相應(yīng)報(bào)警標(biāo)志位置位，數(shù)控系統(tǒng)便顯示報(bào)警號及報(bào)警文本以方便故障診斷。（6）軟盤驅(qū)動裝置控制有些數(shù)控機(jī)床用計(jì)算機(jī)軟盤取代了傳統(tǒng)的光電閱讀機(jī)。通過控制軟盤驅(qū)動裝置，實(shí)現(xiàn)與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行零件程序、機(jī)床參數(shù)、零點(diǎn)偏置和刀具補(bǔ)償?shù)葦?shù)據(jù)的傳輸。（7）轉(zhuǎn)換控制有些加工中心的主軸可以立／臥轉(zhuǎn)換，當(dāng)進(jìn)行立／臥轉(zhuǎn)換時(shí)，PLC完成下述工作：①切換主軸控制接觸器。②通過PLC的內(nèi)部功能，在線自動修改有關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)位。③切換伺服系統(tǒng)進(jìn)給模塊，并切換用于坐標(biāo)軸控制的各種開關(guān)、按鍵等。數(shù)控系統(tǒng)中的PLC可分為“內(nèi)裝型”PLC和“獨(dú)立型”PLC兩種類型。(1)內(nèi)裝型PLC。內(nèi)裝型PLC是指PLC內(nèi)置于CNC裝置內(nèi)，從屬于CNC裝置，與CNC裝置集于一體，如圖所示。3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)中的PLC(2)獨(dú)立型PLC。獨(dú)立型PLC是完全獨(dú)立于CNC裝置、具有完備的硬件和軟件功能、能夠獨(dú)立完成CNC裝置規(guī)定控制任務(wù)的裝置，如圖所示。獨(dú)立型PLC的基本功能結(jié)構(gòu)，與通用型PLC相同。4．PLC在數(shù)控機(jī)床中的功能實(shí)現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)中，數(shù)控機(jī)床離散信息的控制主要是M、S、T功能代碼，通過PLCI/O接口，來協(xié)調(diào)刀具軌跡和數(shù)控機(jī)床動作的順序控制。

⑴M功能的實(shí)現(xiàn)

M功能為數(shù)控機(jī)床的輔助功能，用M后跟隨2位數(shù)字表示。根據(jù)不同代碼，可實(shí)現(xiàn)對主軸的正、反轉(zhuǎn)和停止，主軸齒輪箱的換擋變速，主軸準(zhǔn)停，切削液的開、關(guān)，卡盤的夾緊、松開，換刀機(jī)械手的取刀、歸刀等動作的控制。在數(shù)控加工程序被譯碼處理后，CNC裝置控制軟件就將輔助功能的有關(guān)編碼信息，通過PLC輸入接口傳送到相應(yīng)寄存器中，供PLC的邏輯處理軟件掃描，輸出處理結(jié)果，通過輸出接口來控制有關(guān)執(zhí)行元件。例：M00：程序停；M01：選擇停；M02：程序結(jié)束：M03：主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；M04：主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；M05：主軸停；M07：液狀冷卻；M08：霧狀冷卻；M09：關(guān)冷卻液；M10：夾緊；M11：松開。⑵S功能的實(shí)現(xiàn)

S功能是主軸轉(zhuǎn)速控制功能，主軸轉(zhuǎn)速可用S2位代碼或S4位代碼直接指定，其處理過程如圖所示：主軸控制系統(tǒng)CNC裝置電平轉(zhuǎn)換譯S代碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進(jìn)制轉(zhuǎn)換限幅處理D/A轉(zhuǎn)換PLCS2---S+2位十進(jìn)制數(shù)字指定主軸轉(zhuǎn)速，2位代碼與主軸轉(zhuǎn)速有BCD碼對應(yīng)表，由PLC譯碼后按參數(shù)控制轉(zhuǎn)速。S4---S加4位十進(jìn)制代碼直接指定主軸轉(zhuǎn)速。例S1500表示控制主軸轉(zhuǎn)速為1500rpm。

CNC根據(jù)給定的數(shù)字量產(chǎn)生對應(yīng)的模擬電壓值，用于主軸驅(qū)動回路的控制，PLC完成傳動單元變速邏輯控制和數(shù)字轉(zhuǎn)速指令功能。該系統(tǒng)主軸轉(zhuǎn)速是由CNC與PLC共同完成控制的。SINUMERIK3主軸系統(tǒng)控制原理

⑶T功能的實(shí)現(xiàn)

T功能稱為刀具功能，用T代碼后跟2～5位數(shù)字表示刀具號和刀具補(bǔ)償號。根據(jù)T代碼通過PLC可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的自動換刀及刀庫管理，即根據(jù)刀具和刀具座的編號，可以方便可靠地進(jìn)行選刀和換刀控制。根據(jù)取刀和還刀的位置是否固定，可將換刀功能分為固定存取和隨機(jī)存取換刀控制。在固定存取換刀控制中，被取刀具和被還刀具的位置都是固定的，也就是說，換下的刀具必須放回預(yù)先安排好的固定位置。這種換刀方式的換刀時(shí)間較長，但其控制較簡單。在隨機(jī)存取換刀控制中，取刀和還刀與刀具座編號無關(guān)，還刀位置是隨機(jī)的。在執(zhí)行換刀的過程中，當(dāng)取出所需刀具后，刀庫不需轉(zhuǎn)動，由機(jī)械手將數(shù)控機(jī)床上換下來的刀具存到取出刀具的位置。這種換刀控制方式，其取刀、換刀和存刀一次完成，換刀時(shí)間較短，提高了生產(chǎn)效率，但其控制較復(fù)雜。CNC裝置電平轉(zhuǎn)換譯T代碼刀號檢索刀號判別刀庫回轉(zhuǎn)刀庫回轉(zhuǎn)系統(tǒng)PLC圖所示為采用固定存取換刀控制方式的T功能處理流程圖。零件數(shù)控加工程序經(jīng)CNC裝置譯碼處理后，得到機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動的連續(xù)控制信息和機(jī)床開關(guān)量控制信息。開關(guān)量控制信息由CNC裝置控制軟件傳送給PLC，其中T代碼在PLC中進(jìn)一步經(jīng)過譯碼并在刀具數(shù)據(jù)表內(nèi)檢索，找到T代碼所對應(yīng)的刀具編號(即數(shù)據(jù)表中的地址)，然后與目前使用的刀號相比較。如果相同則說明T代碼所指定的刀具就是目前正在使用的刀具，不需要進(jìn)行刀具更換。如果不相同則要進(jìn)行更換刀具操作，首先將主軸(或刀架)上的刀具卸下，放到它的固定刀座號上；然后將刀庫回轉(zhuǎn)控制信號送刀庫控制系統(tǒng)，直至T代碼所指定的刀具轉(zhuǎn)到換刀位置，刀庫停止回轉(zhuǎn)；最后取出所需刀具裝到主軸(或刀架)上。至此，一把刀具的換刀過程結(jié)束。1、常用的輸入元件(1)控制按鈕

控制按鈕是數(shù)控機(jī)床上常見的元器件，如機(jī)床的急停按鈕、啟動按鈕等?？刂瓢粹o通常用作短時(shí)間接通、斷開小電流控制電路的開關(guān)。一般的控制按鈕由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸點(diǎn)和外殼等組成，通常制成具有常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)的復(fù)合式結(jié)構(gòu)。起動按鈕SBSB停止按鈕按鈕結(jié)構(gòu)原理圖及圖符號復(fù)位彈簧按鈕盒常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)連接導(dǎo)片按鈕帽4.1.2與PLC相關(guān)的輸入/輸出元件⑵行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，主要用于檢測機(jī)械的位置，發(fā)出信號以控制運(yùn)動部件的運(yùn)動方向、行程長短或位置保護(hù)。行程開關(guān)有機(jī)械式和電子式兩種，機(jī)械式又分滑輪式和按鈕式兩種。一般而言，行程開關(guān)都有一常開觸點(diǎn)和一常閉觸點(diǎn)兩對觸點(diǎn)。行程開關(guān)是有觸點(diǎn)開關(guān)，工作是由擋塊與行程開關(guān)的滾輪或觸桿碰撞時(shí)觸點(diǎn)接通或斷開。在操作頻繁時(shí)易產(chǎn)生故障，工作可靠性較差。⑶接近開關(guān)接近開關(guān)是無觸點(diǎn)開關(guān)，它可以在一定距離內(nèi)檢測有無物體并給出高電平或低電平信號。接近開關(guān)具有靈敏度高、頻率響應(yīng)快、重復(fù)定位精度高、工作穩(wěn)定可靠和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。接近開關(guān)常把檢測頭、檢測電路及信號處理電路坐在一個(gè)殼體內(nèi)，殼體帶有螺紋以方便安裝和距離調(diào)整，同時(shí)還有發(fā)光二極管指示其通斷狀態(tài)。常用的接近開關(guān)有電感式、電容式、磁感式、光電式及霍爾式。接近開關(guān)不僅可以作為行程開關(guān)來使用，還廣泛應(yīng)用于定位、測速等方面。SQSQ①電感式接近開關(guān)。②電容式接近開關(guān)。

③磁感應(yīng)式接近開關(guān)。磁感應(yīng)式接近開關(guān)又稱磁敏開關(guān)，主要對氣缸內(nèi)活塞位置進(jìn)行非接觸式檢測。固定在活塞上的永久磁鐵使傳感器內(nèi)振蕩線圈的電流發(fā)生變化，內(nèi)部放大器將電流轉(zhuǎn)換成輸出開關(guān)信號，根據(jù)氣缸形式的不同，磁感應(yīng)式接近開關(guān)有綁帶式安裝和支架式安裝等類型。

④光電式接近開關(guān)。光電式接近開關(guān)是一種遮斷型的接近開關(guān)，又稱光電斷續(xù)器。當(dāng)接收器接收不到紅外線，而產(chǎn)生一個(gè)電脈沖信號，這種開關(guān)有方形的和圓柱形的。

在數(shù)控機(jī)床中，光電式接近開關(guān)常用于刀架的刀位檢測和柔性制造系統(tǒng)中物料傳送的位置檢測控制等。⑷其它元器件

數(shù)控機(jī)床中PLC部分的輸入元件不止以上三類，其他的機(jī)床信號如電流信號、電壓信號、壓力信號、溫度信號都要由相應(yīng)的傳感器檢測然后送入系統(tǒng)進(jìn)行判斷，如果工作超常則進(jìn)行報(bào)警等動作。2、常用輸出元件（1）接觸器接觸器是一種用來頻繁的接通或斷開帶有負(fù)載的主電路（如電動機(jī)）的自動控制電器。其用途是用小電流控制大電流。接觸器按照其接觸點(diǎn)通過的電流種類不同，分為直流和交流兩種，一般的交流接觸器的主觸頭有三對，直流接觸器通常是兩對。交流接觸器直流接觸器交流接觸器用于接通或斷開交流負(fù)載的主電路，例如數(shù)控機(jī)床的交流主軸電動機(jī)、交流伺服電動機(jī)。直流接觸器用于接通或斷開直流負(fù)載的主電路，例如直流主軸電動機(jī)、直流伺服電動機(jī)，其動作原理與交流接觸器相似，但直流分?jǐn)鄷r(shí)感性負(fù)載存儲的磁場能量瞬時(shí)釋放，斷點(diǎn)處產(chǎn)生的高能電弧，因此要求直流接觸器具有一定的滅弧功能。中/大容量直流接觸器主觸點(diǎn)電流大，分?jǐn)鄷r(shí)電弧距離長，滅弧罩內(nèi)含滅弧柵。小容量直流接觸器主觸點(diǎn)電流較小，滅弧機(jī)構(gòu)相對簡單。中/大容量直流接觸器當(dāng)接觸器的線圈接通電流時(shí)，鐵芯產(chǎn)生磁場，將銜鐵吸合。銜鐵帶動觸頭系統(tǒng)動作，主觸頭閉合，從而接通強(qiáng)電電路。同時(shí)常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開，在控制回路中起自鎖和互鎖等作用。當(dāng)接觸器的線圈斷電時(shí)，電磁力消失，銜鐵在反作用力彈簧的作用下釋放，觸點(diǎn)系統(tǒng)復(fù)位。由于主觸頭在斷開大電流時(shí)，在動、靜觸點(diǎn)之間容易產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧，會燒壞觸點(diǎn)并使分?jǐn)鄷r(shí)間延長，為使接觸器可靠的工作，一般接觸器設(shè)置有滅弧裝置（2）繼電器繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化接通斷開控制回路，實(shí)現(xiàn)控制目的的自動切換電器。繼電器的輸入信號可以是電流、電壓等電學(xué)量，也可以是溫度、速度、時(shí)間、壓力等非電量，其輸出一般是觸點(diǎn)的動作。按照其輸入信號的特性分為：電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器等；按照其工作原理可分為：電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動式繼電器、熱繼電器和電子式繼電器。機(jī)床電器控制中常用電磁式繼電器和熱繼電器。繼電器的觸頭一般只能通過小電流。所以，繼電器更多用于控制電路中，用以驅(qū)動較大的負(fù)載。如可以用繼電器的觸點(diǎn)去接通或斷開接觸器的線圈回路。

1）電磁式繼電器電磁式繼電器又有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器等。電流繼電器的線圈串接到被測量的電路中，用于反映電路電流的變化。為了不影響電路的工作，電流繼電器的線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗、線圈阻抗小。有欠電流繼電器和過電流繼電器兩種。廣泛用于電力系統(tǒng)二次回路繼電保護(hù)裝置線路中，作為過電流或欠電流保護(hù)元件。電壓繼電器結(jié)構(gòu)與電流繼電器相似，不同的是電壓繼電器是將其線圈并聯(lián)到電路中用以反映被測電路的電壓值，所以其線圈的匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)、阻抗大。用于繼電保護(hù)線路中，作為過電壓保護(hù)或低電壓閉鎖的動作元件。中間繼電器實(shí)際上是電壓繼電器的一種，但是它的觸點(diǎn)數(shù)量多（六對或更多），觸電的電流容量大（一般為5~10A），動作靈敏。其主要用途是當(dāng)其他繼電器的觸點(diǎn)數(shù)或者觸點(diǎn)容量不夠時(shí)，可借助中間繼電器來擴(kuò)大他們的觸點(diǎn)數(shù)或觸點(diǎn)容量。

2）熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理來保護(hù)電動機(jī)，使之免受長期過載的危害。熱繼電器主要有熱元件、雙金屬片和觸點(diǎn)三部分組成。①串接在電動機(jī)主電路中的三個(gè)發(fā)熱元件；②串接在電動機(jī)控制電路中的常閉觸點(diǎn)。FR發(fā)熱元件圖符號熱繼電器文字符號FR常閉觸點(diǎn)圖符號熱繼電器由于熱慣性，當(dāng)電路短路時(shí)不能立即動作使電路立即斷開，因此不能做短路保護(hù)。同理，在電動機(jī)起動或短時(shí)過載時(shí)，熱繼電器也不會動作，這樣可避免電動機(jī)不必要的停車。熱繼電器產(chǎn)品外形圖正常工作常閉觸點(diǎn)閉合過載時(shí)常閉觸點(diǎn)打開電動機(jī)工作于重復(fù)短時(shí)工作制時(shí)，要注意確定熱繼電器的允許操作頻率。對于可逆運(yùn)行和頻繁通斷的電動機(jī)，不宜采用熱繼電器做保護(hù)，必要時(shí)可選用裝入電動機(jī)內(nèi)部的溫度保護(hù)（如熱敏電阻）或其它保護(hù)。JGX-10F單相JGX-3/10F

三相3）固態(tài)繼電器3．?dāng)?shù)控機(jī)床中PLC的信息交換

數(shù)控機(jī)床中，PLC的信息交換是指以PLC為中心，在CNC、PLC和MT(機(jī)床)三者之間的信息交換。為了討論CNC、PLC和MT各機(jī)械部件、機(jī)床輔助裝置、強(qiáng)電線路之間的關(guān)系時(shí)，常把數(shù)控機(jī)床分為“NC側(cè)”和“MT側(cè)”（即機(jī)床側(cè)）兩大部分?！癗C側(cè)”包括CNC裝置的硬件、軟件，以及與CNC裝置連接的外部設(shè)備?！癕T側(cè)”包括機(jī)床機(jī)械部分及其液壓、氣壓、潤滑、冷卻、排屑等輔助裝置，機(jī)床操作面板、繼電器電路和機(jī)床強(qiáng)電電路等。PLC處于CNC和MT之間，對NC側(cè)和MT側(cè)的I/O信號進(jìn)行處理。CNC、PLC和MT之間的信息交換包括以下四個(gè)部分。⑴CNC傳送給PLC

CNC送至PLC信息可由開關(guān)量輸出信號(對CNC側(cè)而言)完成，也可由CNC直接送入PLC的寄存器中。主要包括各種功能代碼M、S、T的信息，手動/自動方式信息及各種使能信息等。⑵PLC傳送給CNC

PLC送至CNC的信息由開關(guān)量輸入信號(對CNC側(cè)而言)完成，所有PLC送至CNC的信息地址與含義由CNC裝置生產(chǎn)廠家確定，PLC編程者只可使用不可改變和增刪。這些信息主要包括M、S、T功能的應(yīng)答信息和各坐標(biāo)軸對應(yīng)的機(jī)床參考點(diǎn)信息等。⑶PLC傳送給MT

PLC控制機(jī)床的信號通過PLC的開關(guān)量輸出接口送至MT中。主要用來控制機(jī)床的執(zhí)行元件，如電磁閥、繼電器、接觸器以及各種狀態(tài)指示和故障報(bào)警等。⑷MT傳送給PLC

機(jī)床側(cè)的開關(guān)量信號可通過PLC的開關(guān)量輸入接口送入PLC中。這些信號主要是機(jī)床操作面板輸入信息和其上各種按鈕、開關(guān)等信息，如機(jī)床的起停、主軸正反轉(zhuǎn)和停止、各坐標(biāo)軸點(diǎn)動、切削液的開關(guān)、刀架卡盤的夾緊與松開、倍率選擇及各運(yùn)動部件的限位開關(guān)信號等信息。不同數(shù)控系統(tǒng)CNC與PLC之間的信息交換方式、功能強(qiáng)弱差別很大，但其最基本的功能是CNC將所需執(zhí)行的M、S、T功能代碼送到PLC，由PLC控制完成相應(yīng)的動作。然后再由PLC送給CNC完成信號FIN。FAGOR8025/8030車床系統(tǒng)PLC信息交換過程

1）PLC的輸入。PLC共有104個(gè)輸入信號，其中41個(gè)外部輸入信號，其編號為I1～I(xiàn)41，它們主要是機(jī)床上的有關(guān)輸入信號。另外63個(gè)內(nèi)部邏輯輸入信號，通過內(nèi)部存儲器由CNC傳送給PLC，其編號為I42～I(xiàn)104，每個(gè)信號對應(yīng)的含義見下表。

序號PLC輸入信號編號

CNC邏輯輸出信號含義序號PLC輸入信號編號CNC邏輯輸出信號含義1I49～I(xiàn)56M、S、T、1/2/4/8/10/20/40/80位BCD碼16I85刀庫回轉(zhuǎn)方向信號2I57X軸使能信號17I86～I(xiàn)88備用3I58復(fù)位信號18I89第4軸在運(yùn)動中4I59Z軸使能信號19I90Z軸在運(yùn)動中5I60螺紋切削輸出信號20I91第3軸在運(yùn)動中6I61T功能選通信號21I92X軸在運(yùn)動中7I62S功能選通信號22I93備用8I63M功能選通信號23I94CNC在執(zhí)行中/循環(huán)啟動9I64急停信號24I95CNC中斷10I65～I(xiàn)79M功能代碼輸出1～輸出1525I96錯(cuò)誤信息11I80手動方式26I97備用12I81第4軸使能信號27I98自動方式13I82第3軸使能信號28I99G00方式運(yùn)動14I83C軸使能信號29I100～I(xiàn)104備用15I84主軸鎖住(準(zhǔn)停)信號

2)PLC的輸出。PLC共有64個(gè)輸出信號，其中24個(gè)外部輸出信號通過I/O1輸出，其編號為O1～O24，它們主要是給機(jī)床輸入各種開關(guān)量信號；另外40個(gè)內(nèi)部邏輯輸出信號通過內(nèi)部存儲器由PLC傳送給CNC，其編號為O25～O64，每個(gè)信號對應(yīng)的含義見表：序號PLC輸出信號編號

CNC邏輯輸入信號含義序號PLC輸出信號編號CNC邏輯輸人信號含義1O33外部啟動，可用于錄返自動控制8O40X軸機(jī)床參考點(diǎn)脈沖信號2O34外部停止，可選擇跳到急停子程序9O41顯示方式／手動方式轉(zhuǎn)換3O35FFED-HOLD(進(jìn)給保持)10O42選擇停M01／條件程序段4O36EMERGENCY(急停)11O49附加邏輯輸入5O37第4軸機(jī)床參考點(diǎn)脈沖信號12O50附加邏輯輸入6O38Z軸機(jī)床參考點(diǎn)脈沖信號13O25～O32，O43～O48，O51～O64暫未使用7O39C軸／第3軸機(jī)床參考點(diǎn)脈沖信號4.2.1西門子系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能1．利用數(shù)控系統(tǒng)監(jiān)控PLC狀態(tài)在任何操作狀態(tài)下，找到DIAGNOSIS（診斷）功能。例如在自動操作狀態(tài)下，用菜單轉(zhuǎn)換鍵和菜單擴(kuò)展鍵>鍵，進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)查詢功能選擇菜單。按下

4.2常用數(shù)控系統(tǒng)的PLC的監(jiān)控方法按下

DIAGNOSIS診斷菜單按下進(jìn)入PLC輸入狀態(tài)顯示畫面，可以實(shí)時(shí)顯示PLC的輸入狀態(tài)PLC狀態(tài)顯示菜單PLC輸入狀態(tài)按下PLC狀態(tài)顯示菜單按“＞”可進(jìn)入PLC狀態(tài)顯示擴(kuò)展菜單。PLC狀態(tài)顯示擴(kuò)展菜單在擴(kuò)展菜單中可選擇顯示定時(shí)器（T）和計(jì)數(shù)器（C）的實(shí)時(shí)狀態(tài)。2．利用機(jī)外編程器監(jiān)控PLC狀態(tài)

西門子數(shù)控系統(tǒng)的大都采用的是S5系列或者S7系列可編程控制器。其以下以S7-200可編程控制器為例進(jìn)行說明。（1）所需工具與設(shè)備1）一臺PC機(jī)，要求CPU為80586以上，內(nèi)存為16M以上，硬盤50M以上，安裝有STEP7-MICRO/WIN32軟件；或者是安裝有STEP7-MICRO/WIN32的西門子編程器。2）一根PC/PPI連接電纜線。PLC與計(jì)算機(jī)通信（2）監(jiān)控步驟與方法

1）設(shè)置PC/PPI線纜上的DIP開關(guān)。在DIP開關(guān)上用1、2、3開關(guān)選擇計(jì)算機(jī)所支持的波特率為9.6K（010），用開關(guān)4選擇11位（0），用開關(guān)5選擇DCE模式（0）。2）將PC/PPI線纜的RS-232端（標(biāo)有PC）連接到計(jì)算機(jī)的串行通訊口COM1或者COM2。3）將PC/PPI線纜的RS-485（標(biāo)有PPI）連接到CPU的通訊口。4）編程軟件進(jìn)入編程環(huán)境在菜單中選擇View->Communications->建立通信對話框：雙擊PG/PC接口對話框西門子PLC編程軟件中文版4.2.2FANUC0系統(tǒng)的PMC狀態(tài)監(jiān)控按面板右側(cè)的“DGNOSPARAM”按鍵，進(jìn)入診斷初始畫面

按下按下FANUC0系統(tǒng)診斷初始畫面PMC狀態(tài)顯示畫面

FANUC0i系統(tǒng)的PMC狀態(tài)監(jiān)控按功能鍵|SYSTEM|切換屏幕按鍵后，屏幕下部顯示系列軟鍵：按PMC軟鍵后，顯示PMC控制系統(tǒng)菜單：只有在“程序編輯器有效”才能夠顯示此菜單內(nèi)部編程器起動后，按右端的繼續(xù)鍵時(shí)，將進(jìn)一步顯示如下所示的菜單。PMC監(jiān)視設(shè)定畫面PMC系統(tǒng)參數(shù)畫面PMC數(shù)據(jù)的輸入輸出畫面梯形圖程序的編輯畫面梯形圖的運(yùn)行/停止鍵定時(shí)器參數(shù)畫面頁號，翻頁鍵查看用功能指令指定的定時(shí)器號在梯形圖中指定的地址定時(shí)器延時(shí)時(shí)間計(jì)數(shù)器參數(shù)畫面頁號，翻頁鍵查看用功能指令指定的計(jì)數(shù)器號頁號，翻頁鍵查看保持繼電器畫面用功能指令指定的繼電器號在梯形圖中指定的地址在PMC系統(tǒng)中使用數(shù)據(jù)表畫面數(shù)據(jù)表組數(shù)數(shù)據(jù)表的組號數(shù)據(jù)表的開頭地址表參數(shù)各數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)數(shù)FANUC系統(tǒng)的PMC跟蹤功能

PMC中的跟蹤功能（TRACE）是一個(gè)可檢查信號變化的履歷，記錄信號連續(xù)變化的狀態(tài)，特別對一些偶發(fā)性的、特殊故障的查找、定位起著重要的作用。用功能鍵|SYSTEM|切換屏幕，按|PMC|軟鍵→|PMCDGN|→|TRACE|可進(jìn)入信號跟蹤屏幕。跟蹤存儲畫面跟蹤地址最新狀態(tài)數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修第4章輸入／輸出模塊的故障診斷與維修4.3.1PLC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CNC報(bào)警直接找到故障的原因。2）雖有CNC故障顯示，但不能反映故障的真正原因。3）故障沒有任何提示。對于后兩種情況，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。4.3

PLC控制模塊的故障診斷4.3.2PLC模塊故障診斷分析方法1．根據(jù)報(bào)警號診斷故障數(shù)控系統(tǒng)的故障報(bào)警信息，為用戶提供排除故障的信息。查閱設(shè)備維修手冊，根據(jù)報(bào)警代號確定故障范圍后，再進(jìn)一步診斷分析故障點(diǎn)。一臺數(shù)控外圓磨床出現(xiàn)報(bào)警信息為“PLCSTOP”（PLC停止），指示PLC停機(jī)。故障現(xiàn)象：這臺機(jī)床在自動加工時(shí)偶爾出現(xiàn)PLC停止報(bào)警，關(guān)機(jī)重開還可以恢復(fù)正常。在出現(xiàn)故障時(shí)，用DIAGNOSIS菜單查看PLC報(bào)警信息，發(fā)現(xiàn)有時(shí)出現(xiàn)6138

“no

responsefromEU”報(bào)警，有時(shí)出現(xiàn)6139“EUtransmissionerror”報(bào)警。故障分析與檢查：根據(jù)《西門子報(bào)警手冊》對報(bào)警的解釋和故障現(xiàn)象分析，故障原因可能是連接PLC接口模塊的電纜有問題，為此對PLC接口模塊和電纜進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)電纜插頭上的屏蔽線連接不好。故障處理：對屏蔽線進(jìn)行處理后，開機(jī)測試，故障再也沒有出現(xiàn)。例１2．根據(jù)動作順序診斷故障數(shù)控機(jī)床上刀具及托盤等裝置的自動交換動作，都是按一定的順序來完成。因此，觀察機(jī)械裝置的運(yùn)動過程，將故障和正常時(shí)的情況作比較，就可發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)，診斷出故障原因。例２某立式加工中心自動換刀故障

1、刀架；2、刀具；3、換刀臂升降液壓缸；4、換刀臂；5、主軸；6、主軸液壓缸；7、拉桿。故障現(xiàn)象：換刀臂平移到位后，無拔刀動作

3．根據(jù)控制對象的工作原理診斷故障

數(shù)控機(jī)床的PLC程序是按照控制對象的工作原理設(shè)計(jì)的，通過對控制對象工作原理的分析，結(jié)合PLC的I/O狀態(tài)是診斷故障很有效的方法。4．根據(jù)PLC的I／O狀態(tài)診斷故障