其一、閥門車床電氣系統(tǒng)故障分析

針對收集到電氣故障以及維修數(shù)據(jù)進行初步整理，確定故障判據(jù)和故障統(tǒng)計原則，然后對該系列閥門車床電氣控制與驅(qū)動系統(tǒng)故障部位和主要故障類型進行統(tǒng)計。從而找到故障頻發(fā)部位和常見故障模式，并對其進行分析。

1、故障部位分析

對收集到故障數(shù)據(jù)進行分析，確定故障發(fā)生部位，并計算各個部位的故障頻率，電氣控制與驅(qū)動系統(tǒng)故障頻發(fā)部位依次為：進給控制系統(tǒng)(25.64%)、主軸驅(qū)動控制系統(tǒng)(17.95%)、輔助裝置控制系統(tǒng)(17.95%)、PLC輸出系統(tǒng)(15.38%)、PLC輸入系統(tǒng)(12.82%)、電源控制系統(tǒng)(10.26%)。

2、故障模式分析

機床電氣系統(tǒng)主要故障類型為功能型故障、損壞型故障以及狀態(tài)型故障。主要故障模式有元器件損壞、接觸不良或斷路、控制部件無/誤動作、功能失效、回零不準、控制精度不穩(wěn)、噪聲、振動等。電氣系統(tǒng)較頻繁的故障類型為損壞型故障(28.21%)、其次是狀態(tài)型故障(20.51%)、功能型故障(15.38%)、失調(diào)型故障(15.38%)、松動型故障(12.82%)、其他故障(7.69%)。

由以上數(shù)據(jù)可知：

(1)主軸驅(qū)動控制系統(tǒng)和進給控制系統(tǒng)為故障頻發(fā)部位。主軸驅(qū)動控制系統(tǒng)和進給控制系統(tǒng)對于閥門車床實現(xiàn)正常的加工功能十分關(guān)鍵，其可靠性在很大程度上影響著整個電氣控制與驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性，后文將對主軸驅(qū)動控制和進給控制系統(tǒng)展開詳細介紹和可靠性分析。

(2)電氣故障的主要故障類型為損壞型，主要表現(xiàn)為：元器件損壞、開路、熔體熔斷等。其次是狀態(tài)型故障，主要表現(xiàn)為：示值異常、信號及測量精度不穩(wěn)、振動、異響、靈敏度差等。因此，對于易發(fā)生開路、短路的元器件，定期檢查換，選用好的材料。同時嚴格控制外購件的質(zhì)量。定期做好除塵除污工作，防止灰塵、油污影響元器件正常工作。

閥門專用機床選型的決策依據(jù)為：工件裝夾便捷化、加工精度高、生產(chǎn)效率較大化和設備狀態(tài)穩(wěn)定等，閥門專用機床選型的主要指標通常包括刀具尺寸、功率、加工精度、定位精度和主軸轉(zhuǎn)速等。

其二、閥門專用機床工作原理概述

現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，帶動廠制造業(yè)的再次復蘇，閥門專用機床對于實現(xiàn)自動化來講不可或缺，因此其對于機械行業(yè)的重要性不言而喻。近年來市場對于工件精密度的要求不斷提高，相應的對其加工設備也就是閥門專用機床而言，也是提出廠一定的要求。在整個閥門專用機床內(nèi)，控制系統(tǒng)實現(xiàn)的基本功能就是控制各個坐標軸的移動，除此之外，還控制著機床主軸的啟停和轉(zhuǎn)向，當然，還有對進給量的把控，進一步來講，還有進行換刀和夾具定位等，而這此操作沒有很高的精度是不能夠?qū)崿F(xiàn)的。

在計算機技術(shù)的輔助下，可編程邏輯控制器(以下統(tǒng)稱為PLC)技術(shù)發(fā)展到廠一個全新的階段，閥門專用機床的作用就是能夠自動的完成一些加工動作，而實現(xiàn)這個自動化的核心就是PLC系統(tǒng)。本課題就是以PLC控制技術(shù)為中心進行研討的，旨在達成以PLC為基礎而展開的電氣控制方面的設計，在于介紹閥門專用機床的工作原理，并且對電氣控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件進行分析，較后總結(jié)一套以PLC為基礎的閥門專用機床電氣控制系統(tǒng)的設計方案。

閥門專用機床的控制系統(tǒng)不僅包含軟件，還有一部分硬件成分，其中較為關(guān)鍵的就是機械裝置、電氣電路還有上位機與下位機的軟件，對于一個閥門專用機床而言，它的控制系統(tǒng)就是整個設備，在工作原理上，以數(shù)字控制的形式發(fā)出指令，讓設備的執(zhí)行部分從而開始工作。

由PLC的定義可以看出，邏輯分析部分是一定不可或缺的，當然，作為一套完整的系統(tǒng)就一定會有輸入與輸出部分接下來對這三個部分進行分析，輸入部分就是采集一些實際運動參數(shù)，參數(shù)來源就是需要被控制的部分，此外，輸入部分還要有信息存儲功能；邏輯分析部分主要充當大腦的作用，對輸入的數(shù)據(jù)進行分析，而且還要判定由哪個部分進行執(zhí)行；輸出部分的動作就比較單一，即將處理后的信息發(fā)送到相關(guān)執(zhí)行裝置，由執(zhí)行裝置做出設定的行為動作。