北一大隈数控立床

关于数控机床的

PLC数控机床PLC的分类

PLC在CNC系统中是介于CNC装置与机床之间（jiān）的中间环节。其根据输入的离散信 息，在内部进行逻辑运算并（bìng）完成输出功能。数控（kòng）机床PLC的结构形（xíng）式可分为两类： 一类是专为实现数控机床顺序控制而（ér）设计制造的“内置式” PLC,另一类是输入/输出接口技（jì）术规范、输入/输出点数、程序存储容量以及运算和控制功能等均能满足 数控 机（jī）床控制要求的“独立式” PLCo内“置式 ” PLC“内置式” PLC从属于CNC装置，PLC与CNC间（jiān）的信号传送在CNC装置内部（bù） 即可实现。PLC与MT （机（jī）床侧）则（zé）通过（guò）CNC的输入/输出接口电路实现信号传（chuán） 送，如下图所示。

内置（zhì）式PLC有以下特点：

① 内置式PIC能独立工作，只是CNC带有PLC功能，两者是不能分离的。

② 内置式PLC的（de）性能指标（如：输入输出点数、程序大步数、每步执行时间、 程序扫描（miáo）时（shí）间、功能指令数目（mù）等）是根据所从属的CNC系统的规格、性能、适用机 床的类型等（děng）确定（dìng）的。其硬（yìng）件和软件部（bù）分是被（bèi）作为（wéi）CNC系统的基本功能或附（fù）加功能与 CNC系统统（tǒng）一设计制造的，因此系统硬件和软件整体结构十分紧凑。

③在硬件结构上，内置式PLC可与CNC共用一个CPU,也（yě）可单独使用一（yī）个CPU； 内置式（shì）PLC 一般单独制成一块附加板，插（chā）装到CNC主板的插座上，不单独配备 I/O接口，而是使用CNC系通本身的I/O接口； PLC控制部分及部分I/O电路（lù） 所用电源（一般是输入（rù）口电源，而输出口电源是另匹配的）由CNC装置提供，不 另备电源。

④由于CNC的功能和PLC的功（gōng）能在设计时就已经一同考（kǎo）虑，所以CNC和PLC之 方便，故障诊断功能和系统的可靠性也有提高。

独“立式 ” PLC

独立式（shì）PLC是独立于CNC装置，具有（yǒu）完备的硬件和软（ruǎn）件功能，能够独立完成规定（dìng） 控制任务置（zhì）。采用独立式PLC的（de）数控机床系统框图如下图所示。

独立式（shì）PLC有以下（xià）特点：

独（dú）立式PLC和CNC是通过输（shū）入/输出接口电路连接的。

独立式PLC在数控机床的应用中一般采用中型或大型PLC, I/O点（diǎn）数一般在 200点以上，所以多采用积木式（shì）模块化结构，具有安装（zhuāng）方便、功能易于扩展和变更等优（yōu）点。

独立式PLC的输入、输出点数可以通过输入、输出模块的增（zēng）减灵活配置。有的独 立型PLC还可（kě）通过多（duō）个远程终端连接器构成有大（dà）量输入、输出点的网络，以实现大 范围的集中控制。

数控机床PLC的工作（zuò）过（guò）程

PLC的工作过程基本上就是用户程序的执行（háng）过程（chéng），是在系统软件的控制下顺次扫（sǎo）描 务（wù）输入点的（de）状态，按用户逻辑解算控制逻辑，然后顺序向各输出点发出相应的控制信 号。此外，为提高工作（zuò）的可靠性（xìng）和及时接收外来的控制命令（lìng），在（zài）每个扫描周期还要进 行故障自诊断和处理以及编程器、计算机（jī）的（de）通信请求等。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本工（gōng）作方式，这种方式简单直观，而且方便用户程 序设计（jì），为PLC的可靠运行提供了（le）有力的保（bǎo）证。所扫描到的指令被执行（háng）后，其结果 立刻（kè）就（jiù）被后面将要扫描的指令所利用。可以通（tōng）过CPU设置定时器来监视（shì）每次（cì）扫描（miáo）时 间是否超过规定时间，避免由于（yú）CPU内部故障使程序执行进入死循环。

对用户程序的循环扫描（miáo）执行过程，可分为输入采（cǎi）样、程序执行、输出刷新三个阶 段，如下图所示：

输入釆样阶段

在输入釆样阶（jiē）段（duàn），PLC以扫描方式将（jiāng）所有输入端的输入信号状态（ON/OFF状态）读 入到（dào）输入映像寄存（cún）器中寄存（cún）起（qǐ）来，称为（wéi）对（duì）输入信号的采样（yàng）。接着转入（rù）程（chéng）序执行阶（jiē）段， 在程序执行期间，即使输入（rù）状态（tài）变（biàn）化，输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状（zhuàng）态 的变化只能在下一个工作周期的输入釆样阶段才被重新读入。

程序执行阶段在程（chéng）序（xù）执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描。如（rú）程序用（yòng）梯形（xíng）图 表示，则总是按先上后下、先左后右的顺序扫描。每扫描（miáo）到一（yī）条指令时所需要的输入 状态或其他（tā）元素（sù）的状态，分别（bié）由输入映像寄存器或输出映像寄（jì）存（cún）器中读入，然后进行 相应的逻辑或算术运算，运算结果再存入专用寄存器。若执行程序输出指令时，则将 相应的运算结果存入输（shū）出映像寄存器（qì）。

输出刷（shuā）新阶段在所有指令执行完毕（bì）后，输出映像寄存器中（zhōng）的状（zhuàng）态就是欲输出的状 态（tài）。在（zài）输出刷新阶段将其转存到输出锁存电路，再经输出端子输出信号去驱（qū）动用户输 出设备，这就是PLC的实（shí）际输出。PLC重复地执行上述三个阶段，每重复一次就 是一（yī）个工作周期（或（huò）称扫描（miáo）周期）。工作周期的长短与程序（xù）的长短有关。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本（běn）工作方式，这种方式简单直观，而（ér）且方便用户程序（xù）设计，为PLC的可靠运行提供了（le）有力的（de）保证。

PLC对用户程序的循（xún）环扫描执行过程，可分为输入釆样、程序执行、输出刷新 三（sān）个阶段

数控机床的外围（wéi）故障比系统故障发生的几率要高。故障表现形态各异，在作故障 诊断时，要充（chōng）分（fèn）利用系统的外围报警信息，结合PMC梯形图的逻辑（jí）关系，并且 仔细观察I/O接口的状态 六、故障诊断原则和方法2.简（jiǎn）述数控机床故障诊断及（jí）维修的一（yī）般方法

常规检查法，数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原（yuán）则，即当数 控机床发生故障后（hòu），维修人员应先用望、听、闻等方（fāng）法（fǎ），由外向内逐一进行检查。