通用数控的在线计量与控制机制研究

通用数控的在线计量与控制机制研究

张亦圣

无锡市计量测试院 江苏无锡 214000

摘要：随着科技水平的发展，我国机械行业进步巨大。传统的机械制造技术已经不能满足当前工业发展的需要。数控技术的出现大大提高了机械化自动化水平，具有发展前景。

关键词：数控技术；特点；故障排除；发展

1.前言

数控技术大大提高了机械作业的效率，并简化了作业流程，为企业的生产有效降低成本，增加企业的经济效益。

2.数控技术的组成与特点

数控技术是数字计算机控制技术和机器制造技术的有机结合。一个典型的例子是数控机床。自从1960年代和1970年代开发第一台数控机床以来，数控技术取得了长足的进步。特别是最近，数控机床已经集成了最新的传感器技术，光电技术，计算机和通信网络技术，因此数机床不仅能更快的进行处理，加快运动速度，而且具有切削速度。同时，数控机床的加工精度高，加工速度快。数控机床在现代工业的发展中占有非常重要的地位，必须积极开展数控机床的开发和应用。

3.PMC诊断机床电气故障实例

3.1伺服轴故障

该卧式加工中心共有5根伺服轴，其中三个直线轴（X、Y、Z）和两个旋转轴（主轴、B轴）。B轴上面还有一个夹紧油缸，控制B轴角度分度头的夹紧和松开。2017年高温假后，该设备出现了故障。表现为5个伺服轴有4个轴正常，只有夹具旋转轴（B轴）不能动作，手动和自动都无法操作，并且没有任何报警。因为B轴夹具旋转轴是厂家根据我公司生产加工需要而外加的，所以电路图中这部分的原理图查不到，而且该设备已经过了质保期，如果此时请厂家维修，需要大笔的费用。刚开始判断是线缆或者伺服放大器有问题。在更换相同型号的线缆和放大器以后故障依旧，后来把机床参数和数据也重传了一次，可是故障仍然没有排除。

3.2PMC控制的对象

PMC的控制对象来自两部分，一个是MT（机床）侧，一个是NC侧。

(1)MT侧的信号（X信号；Y信号）来自MT侧的信号定义为x信号，发往MT侧的信号定义为y信号，又称为DI/DO信号，这些信号绝大部分都由机床厂家根据机床厂家根据机床的具体结构自行定义。DI信号分机床操作者产生的信号和机床的状态信号。如，机床操作面板上的按钮，开关和机床运动部件的限位开关，以及液压、气压、润滑等检测装置。来自MT侧的x信号，经pmc处理后，送往NC，定义为G信号。

(2)NC侧的信号（G信号；F信号）由PMC送往NC的信号定义为G信号，由NC发往PMC的信号定义为F信号，这些信号都是固定的NC内部信号，由NC生产厂家FANUC定义，事实证明，掌握一些常用的内部信号定义地址，对维修机床将有很大帮助。比如急停信号（G8.4）,各伺服轴互锁信号（G130.0-G130.3）,全轴互锁信号（G8.4）等等。

3.3机床厂家报警故障的排除

机床厂家报警是指报警号在1000后的报警。数控机床在使用的过程中，有时候会出现机床厂家报警，而且往往都是英文的，一般电工在排除此类故障的时候，有时候因为英语不太好，维修起来力不从心。其实在修理此类故障的时候，即使英文不懂，但是通过PMC诊断功能一样也可以解决此类故障的。因为该报警信息是由机床厂家在编辑PMC程序时编写的保存在PMC的A地址中，机床厂家在设计机床的时候，会把不同的机床结构所能预见的异常情况汇总后，自己编写错误代码和报警信息。PMC通过从机床侧各检测装置反馈回来的信号和系统部分的状态信号，对机床所处的状态进行自判断，如果发现状态与正常状态有异时，就会将机床当时的情况判定为异常，并将对应于该种异常的A地址接通，这个报警的全过程可以通过梯形图查阅，并可以快速找到故障的部位进行排除。下面将以卧式加工中心的主轴厂家报警为例，讲述一下排障过程。

该设备有次在加工的过程中出现了2013SPINDLECLAMP/UNCLAMPABNORMAL的报警。根据报警号通过查询电路图可以知道该报警号的A地址为A3.5。然后在机床的梯形图里搜索A3.5这个地址，可以看见该报警地址的接通条件，通过分析梯形图可以知道，如果要A3.5接通，那么x10.0和x10.1必须要同时接通达到4秒以上。翻阅电路图可知X10.0=主轴刀具松开确认，X10.1=主轴刀具夹紧确认。因此可以得知该报警产生的原因是因为刀具松开确认开关或者刀具夹紧确认开关出了问题，正常状态下，这两个开关应该只有一个接通，如果两个开关同时接通或者同时断开达到4秒以上，便会出现这个报警A3.5。当出现机床厂家报警信息也没有读懂的时候，就可以利用其相对应的A地址置为1这一关联关系，查找相关的梯形图，找出A地址置为1的条件，从而定位故障点并排除。

4.数控技术的发展

当前信息时代，大数据和情报等词语正成为时代的标签。计算机是数控技术的核心，当前数控技术的发展水平正在不断提高。相关研究表明，高速，高精度，智能化和小型化是数控技术发展的未来方向。五轴联动和复合机床的发展将不断创新，以满足时代的需求。此外，CNC技术会不断更新结构并使用新材料来优化新性能。开放式CNC系统可以分为完全开放式系统，嵌入式系统和融合系统。完全开放系统的核心是坐标轴电机的运动。嵌入式系统需要一台用于人机界面和网络通信的PC。融合系统需要添加当前CNC的PC主板。在新技术，新材料的不断推广下，数控技术为社会提供了更好的服务。

5.结束语

综上所述，应用PLC技术对数控机床的诊断有效解决了机床的故障排除，提高了应用技术水平，也促进了数控技术的不断发展。

参考文献

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