北一（yī）大隈数控立床

关于数控机床的

PLC数控机床PLC的（de）分（fèn）类（lèi）

PLC在CNC系统中是介于CNC装置与（yǔ）机床之间的中间环（huán）节。其根据输（shū）入的离散信 息，在内部进行逻辑运算并完成输出功能。数控机床PLC的结构形式可分为两类： 一类（lèi）是专为实现数控机床顺（shùn）序（xù）控制（zhì）而设计制（zhì）造的“内置式” PLC,另（lìng）一类（lèi）是输入/输出接口技（jì）术规范、输入/输出点数、程序存储（chǔ）容量以及运算和控制功能等均能满足 数控 机床控制要求的“独立（lì）式” PLCo内“置式 ” PLC“内（nèi）置式” PLC从属于CNC装置，PLC与CNC间的信号传送在CNC装置内部 即可实现。PLC与MT （机床侧）则通过CNC的输入/输出接口电路实现信号传 送，如下图所示。

内置式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的性能（néng）指标（如：输入输出点数、程序大步（bù）数、每步执行时间、 程序扫描时间、功能指（zhǐ）令数目等）是根（gēn）据所从属的CNC系统的（de）规格、性能（néng）、适用机 床的类（lèi）型等确定的。其硬件和软件部分（fèn）是被作为CNC系统的基本（běn）功能（néng）或附加功能与（yǔ） CNC系统（tǒng）统一设计制造的，因此系统硬件和软件整体结构十分紧凑。

③在硬件结（jié）构上，内置式PLC可与CNC共用一个CPU,也可单（dān）独使用一个CPU； 内置式PLC 一般（bān）单独制成一（yī）块附加板，插装到CNC主板的插座上，不单独配备 I/O接口，而（ér）是（shì）使用CNC系（xì）通本身的I/O接口； PLC控制部分及部分I/O电路 所用电源（一般（bān）是输入口电源，而输出口电源是另匹配的）由CNC装（zhuāng）置提供（gòng），不 另备电源。

④由于CNC的功能和PLC的功能在设计（jì）时就已经一同（tóng）考虑，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（gāo）。

独“立式（shì） ” PLC

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

独立式PLC有以下特点：

独（dú）立式PLC和CNC是通过输入/输（shū）出接口电路连接的。

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

独立式（shì）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还可通过多个远程终端连接器构成有大量输（shū）入、输（shū）出点的网络，以实现大 范围（wéi）的集（jí）中控制。

数控（kòng）机床PLC的工作过程

PLC的工（gōng）作过程（chéng）基本上就是用户程序的（de）执行过（guò）程，是在系统软件的控制下顺次扫描 务输（shū）入点（diǎn）的状态，按用户逻辑解（jiě）算控制逻辑，然后顺序向各输出点发出相应的控制信 号（hào）。此外，为提高（gāo）工作的（de）可靠性和及时接收（shōu）外来的控制命令，在每个扫描周期还要进 行故障自诊断和处理以及编程器、计算机的通信请求等。

顺序扫描的工作方式是PLC的（de）基本工作方式，这种方式简单直观，而且方便（biàn）用（yòng）户程 序设计，为（wéi）PLC的可靠运行提供（gòng）了有力的保证。所扫描到的指令被执（zhí）行后，其结果 立刻就被后面将要扫描（miáo）的指令所利（lì）用。可以通过（guò）CPU设置定时器来监视（shì）每次扫描时 间是否超过规定时间，避免由于CPU内部故障使程序执（zhí）行进入死循环（huán）。

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（shū）出刷新三个阶 段（duàn），如下图所示：

输入釆样阶段

在输（shū）入釆样阶段，PLC以扫描方式将所有（yǒu）输入端的（de）输入信号状态（ON/OFF状态）读 入到输入映像寄存器中寄存起来，称为对（duì）输入信号的采样。接着转入程序执行阶段， 在程序执行期间，即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态 的（de）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。

程序执行阶段在程序执行阶段，PLC对程序按顺（shùn）序进行扫描。如（rú）程序用梯形图（tú） 表示，则总是按先上后下、先左后右的顺序扫描。每扫描到一条指令时所需要的输入 状态或其他元素的状态（tài），分别由输入映像寄存器或输出映像寄存器中读入，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。

输（shū）出刷新阶段在所有指令执行完毕后，输出（chū）映像寄存器中的状态就是欲输出的状 态。在输出（chū）刷新阶段将其（qí）转存到输出锁存电（diàn）路，再经输出端子输出信号去驱动用户输 出设（shè）备，这就（jiù）是PLC的实际输出。PLC重复地执（zhí）行上述三个阶段，每重复一次就 是一（yī）个工作周期（或称扫描周（zhōu）期）。工作周期的长短与程序的长短（duǎn）有关。

顺序扫（sǎo）描的（de）工作方式是PLC的基本工作方式，这种方式简单直观，而且方（fāng）便用户程序设计，为（wéi）PLC的可靠运行提供（gòng）了有力的保证。

PLC对用户程序的循环扫描（miáo）执行（háng）过程，可分为输入（rù）釆样、程序（xù）执行、输出（chū）刷（shuā）新 三个（gè）阶段

数控机床的外围故障比系统故障发生的（de）几率要高（gāo）。故障表（biǎo）现形态各异，在作故障 诊断时（shí），要充（chōng）分利用系（xì）统的外围报警信息，结合PMC梯形图的逻辑关系，并且 仔细观（guān）察I/O接口的状态 六、故障（zhàng）诊断（duàn）原则和方法2.简述数控机床故障诊断及维修的一般方法

常（cháng）规检（jiǎn）查法，数控机床的检修要（yào）求维修人员掌握先（xiān）外部后内（nèi）部的（de）原则，即当数 控机床（chuáng）发生故障后（hòu），维修人员应先用望、听（tīng）、闻等（děng）方法，由外向内逐一进行检查。