工作台系统故障实例及诊断介绍

【例2-50】 一台数控三工位铣床开机回参考点不动。

数控系统：西门子3TT系统。

故障现象：这台机床在开机回参考点时，轴不动，手动也不走。

故障检查与分析：根据故障现象分析，可能是总的伺服使能没有加上。根据系统工作原理，PLC输出Q66.7是二工位（NCI）伺服使能，Q76.7（NC2）为三工位伺服使能。利用系统PC功能的状态显示功能，检查这两个PLC输出都为“0”，说明确实是伺服使能没有加上。

因为伺服使能条件是PLC的用户程序通过采集现场反馈信号进行逻辑判断的，所以应该根据梯形图进行分析。关于总进给使能Q66.7和Q76.7的梯形图如图2-24所示，检查标志位的状态，发现标志位F112.3为“0”是总使能不能为“1”的原因。

标志位F112.3是伺服释放的条件，关于F112.3的梯形图如图2-25所示。检查各个元件的状态，发现标志位F114.0的状态为“0”是F112.3的状态为“0”的原因。

关于标志位F114.0的梯形图如图2-26所示。根据这个梯形图进行检查，发现标志位F89.6的状态为“1”使标志位F114.0的状态为“0”。

关于标志位F89.6的梯形图如图2-27所示。检查各个元件的状态，发现F123.5的状态为“0”使F89.6没有复位。

关于F123.5的梯形图如图2-28所示。检查发现PLC输入I9.5和I9.6的状态都为“0”。PLC输入I9.5和I9.6各连接一个接近开关，检查二、三工位的分度装置是否归位，如为“0”说明没有归位，检查分度装置确实没有归位。

图2-24 总进给使能Q66.7和Q76.7的梯形图

图2-25 标志位F112.3的梯形图

图2-26 标志位F114.0的梯形图

图2-27 标志位F89.6的梯形图

根据机床控制原理，分度装置是由液压系统驱动的，电磁阀Y1.5控制分度装置返回，如图2-29所示，检查电磁阀Yl.5线圈没有电压，而观察PLC输出Ql.5的状态为“1”没有问题，说明可能中间继电器K1.5损坏，检查发现确实是其线圈烧断。

图2-28 标志位F123.5的梯形图

图2-29 分度装置返回控制原理图

故障处理：更换继电器后，分度装置归位，这时机床正常返回参考点没有问题。

【例2-51】 数控球道铣床，出现F61报警。

数控系统：西门子3TT系统。

故障现象：机床在正常加工时，出现报警F61“CYCLE TIME PART INDEXUP”（分度升起超速），自动循环中止。

故障检查与分析：报警指示分度装置分度有问题，手动分度也不执行。根据机床分度装置的工作原理，在分度时首先使分度装置浮起，然后再进行分度。报警指示分度没有浮起，检查分度装置，确实没有浮起。根据机床控制原理，如图2-30所示，电磁阀Y80控制分度装置浮起，PLC输出Q8.0，通过一直流继电器K80控制电磁阀Y80的动作。在起动分度时，使用系统PC功能检查PLC输出Q8.0的状态，为1，没有问题。而检查电磁阀Y80线圈，却没有电压，说明继电器K80损坏，检查K80，其线圈已烧断。

图2-30 分度器落下机床控制原理图

故障处理：更换继电器后，机床恢复正常。

【例2-52】 一台数控铣床工作台不旋转。

数控系统：西门子3TT系统。

故障检查与分析：这台机床在刚投入使用的时候，有一次出现工作台不旋转的问题，并有F22报警，将该报警信息调出，显示信息为“Index required to startgroove（分度到起始槽）”。分析机床的工作原理，发现这个问题与分度装置有关。为了安全起见，只有分度装置在起始位置时，该机床的工作台才能旋转。为此对分度装置进行操作，使其停在起始位置，这时工作台旋转正常进行。这是因为操作人员对机床操作不熟悉所致。

【例2-53】 数控球道铣床，分度装置不工作。

数控系统：西门子3TT系统

故障现象：机床分度装置不分度，没有报警显示。

故障检查与分析：分析机床的工作原理，分度装置分度时，首先将分度的齿板与齿轮啮合，这个动作是由液压装置完成的，是由PLC输出Q1.4控制电磁阀Y1.4来执行的。利用NC系统PC菜单的PLCSTATUS功能，实时查看Q1.4的状态，发现其状态为0。控制PLC输出Q1.4的梯形图见图2-31，根据该梯形图继续检查，发现F123.0的状态为0是Q1.4状态为0的原因。根据图2-32关于F123.0的梯形图继续检查各元件的状态，发现F105.2为0是F123.0的状态为0的原因。根据图2-33所示的关于F105.2的梯形图查找原因，发现PLC输入I10.2为0是F105.2的状态为0的原因。根据机床的控制原理，PLC输入I9.3、I9.4，I10.2、I10.3分别连接四个无触点检测开关，检测分度齿板和齿轮是否啮合，这四个无触点开关都应该闭合。现在I10.2连接的检测开关没有闭合，有可能是机械部分或者开关有问题。检查机械机构，没有问题，而无触点开关已损坏。

图2-31 Q1.4的梯形图

图2-32 标志位F123.0的梯形图

图2-33 标志位F105.2的梯形图

故障处理：更换无触点开关，机床故障排除。

【例2-54】 数控铣床，工作台旋转时出现F50报警。(www.xing528.com)

数控系统：西门子3TT系统。

故障现象：机床旋转工作台时，旋转不停，出现报警F50“CYCLE TIME TURN FORW.ROT TABLE”（工作台向前旋转超时）。

故障检查与分析：这是一台三工位的数控铣床，一工位装、卸工件；二工位粗铣；三工位精铣。在一工位，工件卡装到旋转工作台的卡具上后，旋转到粗铣工位，开始加工。在出现故障时，旋转工作台开始旋转之后不停，从而出现F50报警，手动旋转也不停。根据机床工作原理，工作台的旋转是液压控制的，向前旋转是PLC输出Q1.6控制电磁阀Y1.6来完成的，利用系统PC菜单下的PCSTATUS功能检查PLC输出Q1.6的状态，一直为1，所以旋转不停。检查这部分的梯形图，Q1.6的梯形图在PB10的15段中，见图2-34。

图2-34 关于PLC输出Q1.6的梯形图

根据机床控制原理，标志位F121.3是自动操作方式的标志，F100.1是手动操作方式的标志。因为手动、自动旋转都不正常，所以，问题肯定出在标志位F141.2上。检查F141.2的状态，一直为1，所以工作台一直旋转不停。图2-35是关于F141.2的梯形图，检查每个元件的状态，F105.5、F121.6、I4.4的状态为1，Q66.7、Q76.7、I4.3的状态为0、使F141.2的状态为1。根据机床工作原理，其他状态都是正确的，只有F121.6的状态在工作台到位时应该变为0。标志位F121.6的梯形图见图2-36，其中标志位F121.2是工作台旋转的停止条件，其状态一直为0，所以使F121.6的状态一直为1。F121.2的梯形图见图2-37，检查梯形图各元件的状态，F91.1的状态一直为1，而PLC输入I5.0却一直为0，没有变化。根据如图2-38所示的机床电气原理图，PLC输入I5.0连接检测工作台到达停止位置的检测开关S5.0，其状态一直为0，说明开关可能有问题。打开机床保护罩，对开关进行检查，发现旋转工作台停止检测的碰块松动，已经串位，压不上检测开关，所以工作台一直旋转不停。

图2-35 标志位F141.2的梯形图

图2-36 标志位F121.6的梯形图

图2-37 标志位F121.2的梯形图

故障处理：将碰块移回原位，并紧固，工作台旋转恢复正常。

图2-38 PLC输入I5.0连接图

【例2-55】 一台数控球道铣床工作台不旋转。

数控系统：西门子3TT系统。

故障现象：旋转工作台不旋转。

故障检查与分析：这台机床是一台三工位的数控铣床，在一工位装、卸工件；二工位粗铣；三工位精铣，工作台可以旋转。根据工作台的控制原理，旋转时首先将工作台浮起，这个动作是气动控制的，浮起之后才能由液压系统控制旋转。工作台浮起是气动电磁阀Y1.2由PLC输出Q1.2控制，利用系统PC功能下的PL CSTATUS（PLC状态）功能检查PLC输出Q1.2的状态，在旋转时为“0”没有变为“1”。为此以Q1.2为线索，利用机外编程器在线跟踪相关梯形图的运行状态。

梯形图在线跟踪：将编程器PG685连接到数控系统上，查找关于Q1.2的梯形图，Q1.2的梯形图在PB20的第2段中（见图2-39），标志位F97.0的触点没有闭合是PLC输出Q1.2没电的原因。

图2-39 工作台浮起控制的梯形图

继续观察PB20的9段中关于标志位F97.0的梯形图（见图2-40），发现标志位F120.6的触点没有闭合，使F97.0没有置位。继续观察PB20的3段中关于F120.6的梯形图（见图2-41），发现标志位F120.6没电是因为标志位F120.4的触点没有闭合。

故障根本原因尚未找到，继续跟踪梯形图PB20的3段（见图2-42），发现工作台旋转的先决条件标志位F120.3的触点没有闭合是标志位F120.4没电的原因。向下查看PB15的5段中关于F120.3的梯形图（见图2-43），标志位F122.3和F121.5触点都未闭合，导致F120.3没电。

根据机床工作原理，标志位F121.5是工作台到位信号，断开是正常的，只有分度头都在起始位置的标志位F122.3触点没有闭合影响F120.3得电。

图2-40 标志位F97.0的梯形图

图2-41 标志位F120.6的梯形图

图2-42 标志位F120.4的梯形图

图2-43 标志位F120.3的梯形图

因机床安全的要求，只有两个加工工位的分度头都在起始位置时，工作台才能旋转。但分度头无论怎样分度，这个标志都为“0”，为此继续跟踪PB21的4段关于F122.3的梯形图（见图2-44），发现PLC输入I9.7的触点没有闭合，故标志位F122.3总是没电。PLC输入I9.7和I10.6连接的接近开关用来检测反映二、三工位分度头是否在起始位置，正常情况下二者应该同步动作，但分度时I9.7和I10.6状态总是相反，进一步检查发现三工位分度头产生机械错位，是机械问题引起机床不能正常工作。

故障处理：调整三工位分度机械机构，使两个工位分度同步进行，这时机床恢复正常使用。

图2-44 标志位F122.3的梯形图

【例2-56】 一台数控铣床旋转工作台出现故障。

数控系统：西门子3TT系统。

故障现象：旋转工作台旋转时不落下。

故障检查与分析：根据PLC的梯形图进行检查，发现故障原因是标志位F97.0的状态为“1”，利用机外编程器在线观察图2-45所示的梯形图，发现标志位F97.0置位的条件已经撤销，但没有进行复位，所以状态一直为“1”，而没有复位的原因是标志位F121.4的状态为“0”，检查F121.4的梯形图，发现因为出现故障后断电重开，已无法变为“1”。

故障处理：利用系统的PC功能调出标志位F97.0的状态显示，然后强行输入“0”，使标志位F97.0复位，这时机床恢复了正常使用。

图2-45 标志位F97.0的梯形图