数控机床的PLC调试

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摘 要：①采用模块化式的方法，通过自定义的机床参数来选择所需要功能，使得设计具有良好的统一性和一致性。②故障显示的设计，使机床能自动判断出故障的原因并显示报警号及其内容

关键词：PLC设计模块化；自定义机床参数；统一性和一致性；故障原因

在我厂以往的数控机床的plc设计中，往往采用根据用户要求，逐一进行调试的方法，每台机床的软硬件都有或多或少的差别，同一系列产品存在重复设计的问题，另外也给用户维护修理时带来许多的不便，在现场的调试过程中，为了解决这一问题，采用一种类似国外模块化式的方法，即在某一系列的原始设计时，使其具有尽可能多的功能，在实际引用时可根据具体的需要通过自定义的机床参数来选择所需要功能，使得设计具有良好的统一性和一致性。

1 参数的设计

在数控立车的操作方式，刀夹数显选择横梁升降等功能的PLC设计中采用了参数化设计方法，下面所述的就是如何利用SIEMENS系统内置系统的PLC，对冷却的启动进行控制的例子，这种控制实现了当没有主轴的旋转命令时冷却自动停止，有主轴旋转命令后，自动启动并且有手动启停的功能，其PLC程序如下面例子所示：

其中，M1.1，M1.2分别为从NC来的M9（冷却液停）M8（冷却液启动）信号，㎡.7，V27000000.7，V3000000.7分别是自动方式，来自NCK的急停和复位，（通常为低电平）信号，初始状态时，Q0.4，M0.4，M0.7都是0，如果选用冷却液随主轴启停的功能，只需将参数VW45000034设为1，自动方式下当系统有M8命令时，M1.2变为“1”，V27000000.7为“1”，对应的M0.8保持信号M0.7变为“1”并自锁，当主轴正转Q0.1和反转Q1.1指示信号都是0时（即主轴没有旋转）冷却液暂停信号，M0.4被置“1”，使冷却液的输出（Q0.4），此时为0，无冷却液流出，正转式反转的停止信号变为1时，即主轴旋转时，M0.4被复位为0，冷却液输出Q0.4通过M0.7的保持作用而置1，实现了冷却液在主轴旋转的同时流出，同理，如果选择停止（M1）信号有效时主轴也跟随动作，则可设置参数VW45000030为1，NC输出选择停止时（M0.6），通过M0.4控制Q0.4的输出，实现参数控制功能。

2 故障显示的设计

保证数控机床随时处于良好的技术状态，提高机床的负荷率，减少非正常停机时间是非常重要的，为此，在该机床的PLC设计过程中，故障信息显示和故障报警就显得很重要，当机床发生故障时维修人员能尽快查找出故障原因，提高生产效率，在实际应用中，往往由于一个故障的出现，会引起其它相关故障的连锁反应，显示多个故障信息，只要排除了最原始的故障原因，其它故障就会消失了，但在显示的故障中，检修人员并不知道哪个是根本原因，只能逐个查找，即浪费时间又增加了检修难度，针对这一问题，设计了下面的PLC故障诊断功能，通过下面例子所示的PLC程序，机床能自动判断出故障的原因并显示报警号及其内容，维修中，只要排除了这个故障，其它引发故障将自行消失。

R519.2，R519.5是检测换刀和液压故障的中间寄存器，R519.4，R519.7和R520.2故障显示的标志位，用来触发换刀，液压和进给轴的故障显示信息，换刀的机械手是靠液压马达和电磁实现的，换刀时进给轴会首先移动到预定位置，进给轴的导轨采用直线导轨，减少摩擦，如果换刀过程中，出现液压故障为防止意外事故的发生，程序会停止换刀动作以保护机床及操作人员安全，按以往的设计，此时会显示刀具未到位，液压系统故障，缺少进给使能，这三个故障信息，如果按上面的程序改动，将只显示液压故障，这一故障信息其工作原理是无故障时，三个故障显示标准都是0，由于系统是顺序扫描的第一个周期内，故障检测点R519.5变为“1”，使R519.6被置为1，这样故障显示位R519.7变为1，并自锁，R519.7会触发显示“液压故障”直到故障排除（R519.6自动变0），系统复位，（F149.1为1）后R519.3，R519.4和R520.2的封锁，即使此时故障检测位R519.2为1，也不会使其故障显示的标志位R519.4，R520.2变为1，这样与之对应的故障信息就不会显示出来，通过这样的PLC程序的控制，就能自动从相继发生的多个同类故障里判断出初始故障加以显示，减少了不必要的检修工作。

参考文献

[1] 数控机床维修，机械工业出版社，余仲裕编著，2011-01-25.

[2] 现代电气控制及PLC应用技术，北京航天航空大学出版社，王永华，编著.