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[资料] siemens810数控系统PLC故障诊断与典型实例

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发表于 2008-9-3 10:38:07 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1 引言
- S4 w' Y5 a  W2 l

% L2 `5 |% R+ g

8 A1 d- ^4 t. n9 m7 \: _数控机床是典型的机电一体化系统。PLC工程现场界面涉及光、机、电、气、液等复杂的输入输出信令,加之PLC对于信号的逻辑处理具有的抽象运算特征,使得工业现场故障处理工作通常是相当的复杂困难,PLC机电系统现场故障往往使得缺少工程经验的设备管理者们束手无策,较长时间的故障处理处理可以大幅度降低产能,严重影响生产。本文以就事论事的方式平铺直叙具体的机电工程现场故障处理案例,保留住故障处理经验中最珍贵的分析判断过程。
* m; [! W/ x: ?) ]! ?; j% u2 数控机床故障诊断案例
" e  _4 t' q1 M* S* N" R8 r

  V2 z0 X& F) U& P

: u# L2 e1 S  R, h" |2.1
甄别PLC内外部故障实例
$ A" A2 [% o! `配备820数控系统的某加工中心,产生7035号报警,查阅报警信息为工作台分度盘不回落。在SINUMERIK 810820S数控系统中,7字头报警为PLC操作信息或机床厂设定的报警,指示CNC系统外的机床侧状态不正常。处理方法是,针对故障的信息,调出PLC输入/输出状态与拷贝清单对照。. I( O8 {6 P8 h. L! }  V5 ~8 B
工作台分度盘的回落是由工作台下面的接近开关SQ25SQ28来检测的,其中SQ28检测工作台分度盘旋转到位,对应PLC输入接口110.6SQ25检测工作台分度盘回落到位,对应PLC输入接口110.0。工作台分度盘的回落是由输出接口Q4.7通过继电器KA32驱动电磁阀YV06动作来完成。( v- l* N0 b! R& ]
PLC STATUS中观察,110.6“1”,表明工作台分度盘旋转到位,I10.0“0”,表明工作台分度盘未回落,再观察Q4.7“0”KA32继电器不得电,YV06电磁阀不动作,因而工作台分度盘不回落产生报警。+ C- G2 \7 K$ _3 \1 ?$ k. [
处理方法:手动YV06电磁阀,观察工作台分度盘是否回落,以区别故障在输出回路还是在PLC内部。 5 g2 D5 q. U" f- }9 U3 C

8 y0 N  X1 H" D: J% I8 a2.2
诊断接近开关故障实例6 T5 d: H! d) K1 Z2 v: z: C* S
某立式加工中心自动换刀故障。5 h3 d* y! s3 |' J2 ~* o, a
故障现象:换刀臂平移到位时,无拔刀动作。 $ m0 h5 d8 w/ t" m

% K0 r$ z$ k1 u9 TATC
动作的起始状态是:(1主轴保持要交换的旧刀具。(2)换刀臂在B位置。(3)换刀臂在上部位置。(4)刀库已将要交换的新刀具定位。: e  ]3 Y5 N2 \# O3 u
自动换刀的顺序为:换刀臂左移(B→A换刀臂下降(从刀库拔刀)换刀臂右移(A→B换刀臂上升换刀臂右移(B→C,抓住主轴中刀具)主轴液压缸下降(松刀)换刀臂下降(从主轴拔刀)换刀臂旋转180°(两刀具交换位置)换刀臂上升(装刀)主轴液压缸上升(抓刀)换刀臂左移(C→B刀库转动(找出旧刀具位置)换刀臂左移(B→A,返回旧刀具给刀库)换刀臂右移(A→B刀库转动(找下把刀具)。换刀臂平移至C位置时,无拔刀动作,分析原因,有几种可能:
. E/ O# X. ~1 F& T' U. q! V5 ~8 M1SQ2无信号,使松刀电磁阀YV2未激磁,主轴仍处抓刀状态,换刀臂不能下移。$ w+ R/ I- H- B4 j. m4 O7 K* c
2)松刀接近开关SQ4无信号,则换刀臂升降电磁阀YV1状态不变,换刀臂不下降。9 r7 _) F' c  h" |  b
3)电磁阀有故障,给予信号也不能动作。
  b* w% {5 i( `: m6 E逐步检查,发现SQ4未发信号,进一步对SQ4检查,发现感应间隙过大,导致接近开关无信号输出,产生动作障碍。
& I  {7 A+ n! P% J8 k4 |# f9 ?% D1 ?, B9 h8 l3 p' s
2.3
诊断压力开关故障实例8 O( A% s2 w7 ~. [: J9 U3 B9 C7 A
配备FANUC 0T系统的某数控车床。7 q% ?5 s1 k* R3 h0 {
故障现象:当脚踏尾座开关使套筒顶尖顶紧工件时,系统产生报紧。
2 k' Y- ]; x7 F在系统诊断状态下,调出PLC输入信号,发现脚踏向前开关输入X04.2“1”,尾座套筒转换开关输入X17.3“l”,润滑油供给正常使液位开关输入X17.6“1̶1;。调出PLC输出信号,当脚踏向前开关时,输出Y49.0“1”,同时,电磁阀YV4.1也得电,这说明系统PLC输入/输出状态均正常,分析尾座套筒液压系统。
: ?8 C% j  ^4 R4 \当电磁阀YV4.1通电后,液压油经溢流阀、流量控制阀和单向阀进入尾座套筒液压缸,使其向前顶紧工件。松开脚踏开关后,电磁换向阀处于中间位置,油路停止供油,由于单向阀的作用,尾座套筒向前时的油压得到保持,该油压使压力继电器常开触点接通,在系统PLC输入信号中X00.2“l”。但检查系统PLC输入信号X00.2则为“0”,说明压力继电器有问题,其触点开关损坏。
0 c! k( }+ o) B' e故障原因:因压力继电器SP4.1触点开关损坏,油压信号无法接通,从而造成PLC输入信号为“0”,故系统认为尾座套筒未顶紧而产生报警。
1 l3 C4 E) i: H0 E( _: F解决方法:更换新的压力继电器,调整触点压力,使其在向前脚踏开关动作后接通并保持到压力取消,故障排除。
+ T& f& E' W+ ?. B
' P9 k2 M0 @& `1 r; _4 O6 G2.4
诊断中间继电器故障实例
+ ^1 z. C1 u2 V2 u" |# y5 ?某数控机床出现防护门关不上,自动加工不能进行的故障,而且无故障显示。该防护门是由气缸来完成开关的,关闭防护门是由PLC输出Q2.0控制电磁阀YV2.0来实现。检查Q2.0的状态,其状态为“1”,但电磁阀YV2.0却没有得电,由于PLC输出Q2.0是通过中间继电器KA2.0来控制电磁阀YV2.0的,检查发现,中间继电器损坏引起故障,更换继电器,故障被排除。) k% j# c+ i  T0 R  T
另外一种简单实用的方法,就是将数控机床的输入/输出状态列表,通过比较通常状态和故障状态,就能迅速诊断出故障的部位。   [  E1 Z+ B) G" U6 b4 M! s6 m

0 L( O: _7 ]* s# T. L& c* ]; S$ ~1 b+ a2.5
根据梯形图逻辑诊断DI点故障实例/ g0 d! w( e( _
配备SINUMERIK 810数控系统的加工中心,出现分度工作台不分度的故障且无故障报警。根据工作原理,分度时首先将分度的齿条与齿轮啮合,这个动作是靠液压装置来完成的,由PLC输出Q1.4控制电磁阀YVl4来执行,PLC梯形图如下图所示。- j1 a8 M. F1 W9 E+ Y' i7 u
通过数控系统的DIAGNOSIS能中的“STATUS PLC”软键,实时查看Q1.4的状态,发现其状态为“0”,由PLC梯形图查看F123.0也为“0”,按梯形图逐个检查,发现F105.2“0”导致F123.0也为“0”,根据梯形图,查看STATUS PLC中的输入信号,发现I10.2“0”,从而导致F105.2“0”I9.3I9.4I10.2I10.3为四个接近开关的检测信号,以检测齿条和齿轮是否啮合。分度时,这四个接近开关都应有信号,即I9.3I9.4I10.2I10.3应闭合,现I10.2未闭合,处理方法:(1)检查机械传动部分。(2)检查接近开关是否损坏。 9 @$ b6 i" `% Y* t* d

' K% M; m' w- p2.6
根据梯形图逻辑诊断DO点故障实例% t, g) x, R8 o9 q  B. ~2 P/ s
配备SINUMERIK 810数控系统的双工位、双主轴数控机床。+ Y; `+ g) N, _  Z9 P" V
故障现象:机床在AUTOMATIC方式下运行,工件在一工位加工完,一工位主轴还没有退到位且旋转工作台正要旋转时,二工位主轴停转,自动循环中断,并出现报警且报警内容表示二工位主轴速度不正常。
5 z2 N, q9 s& M" Z) y$ Y两个主轴分别由B1B2两个传感器来检测转速,通过对主轴传动系统的检查,没发现问题。用机外编程器观察梯形图的状态。 ' S2 H8 w; K$ O* _, N
F112.0
为二工位主轴起动标志位,F111.7为二工位主轴起动条件,Q32.0为二工位主轴起动输出,I21.1为二工位主轴刀具卡紧检测输入,F115.1为二工位刀具卡紧标志位。
0 G5 E& N$ v  B7 y' Z+ i6 m6 E在编程器上观察梯形图的状态,出现故障时,F112.0Q32.0状态都为“0”,因此主轴停转,而F112.0“0”是由于BlB2检测主轴速度不正常所致。动态观察Q32.0的变化,发现故障没有出现时,F112.0F111.7都闭合,而当出现故障时,F111.7瞬间断开,之后又马上闭合,Q32.0F111.7瞬间断开其状态变为“0”,在Flll.7闭合的同时,F112.0的状态也变成了“0”,这样Q32.0的状态保持为“0”,主轴停转。BlB2由于Q32.0F111.7瞬间断开测得速度不正常而使F112.0状态变为“0”。主轴起动的条件F111.7受多方面因素的制约,从梯形图上观察,发现F111.6的瞬间变“0”引起Flll.7的变化,向下检查梯形图PB8.3,发现刀具卡紧标志F115.1瞬间变“0”,促使Flll.6发生变化,继续跟踪梯形图PB13.7,观察发现,在出故障时,I21.1瞬间断开,使F115.1瞬间变“0”,最后使主轴停转。I21.1是刀具液压卡紧压力检测开关信号,它的断开指示刀具卡紧力不够。由此诊断故障的根本原因是刀具液压卡紧力波动,调整液压使之正常,故障排除。2 ?7 E: m+ z7 s) K+ i( @4 `8 l
3 结束语
- W3 E! y& j% P9 V" y  `
1 c# E) B: m0 O
; O8 V$ L& h) m8 F
通过典型实例与故障现象对数控系统、立式加工中心自动换刀故障、配备FANUC 0T系统的某数控车床、配备SINUMERIK 810数控系统的双工位、双主轴数控机床等运行中存在的问题加以分析,并作出相应的故障排除方法。9 m9 E: I$ |2 @: ?5 z4 f6 V
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