北一大隈（wēi）数控立床

关于（yú）数控机床的

PLC数控机（jī）床PLC的分类

PLC在CNC系统中是介于CNC装置与机床之间的中间环节。其根据输入的离散信 息，在内部进行逻辑运算（suàn）并完成输出功能。数控机床PLC的结（jié）构形式可分为两类（lèi）： 一类是专（zhuān）为实（shí）现（xiàn）数控机床顺序控（kòng）制而设计（jì）制（zhì）造的“内置式” PLC,另（lìng）一类是输入/输出接口技术规（guī）范、输入/输出（chū）点数、程序存储容量以及运（yùn）算和控制功能等均能满足 数控（kòng） 机床控（kòng）制要求的“独立（lì）式” PLCo内“置（zhì）式 ” PLC“内置式” PLC从属于CNC装置，PLC与CNC间的信号（hào）传送在CNC装置内（nèi）部（bù） 即可实现。PLC与MT （机床（chuáng）侧）则通过CNC的输入/输出接口电路实现信号传 送，如下（xià）图所示。

内置式PLC有（yǒu）以下特点：

① 内置式PIC能（néng）独立工作，只是CNC带（dài）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（dà）步数、每步执行时（shí）间、 程序扫描（miáo）时间、功能（néng）指令数目等）是根据所从属的CNC系统的规格、性能、适用机 床的类型（xíng）等确定的（de）。其硬件和软件（jiàn）部分是被作为CNC系统的基本功能或附加功能与 CNC系统统一设计制造的，因此系统硬件和软件整体结构十（shí）分紧凑。

③在（zài）硬件结构上，内置式PLC可与CNC共用一个（gè）CPU,也（yě）可单独使用一个CPU； 内置式PLC 一般单独制成一块附加板，插装到CNC主板的插座上（shàng），不（bú）单独配备 I/O接口，而是使用CNC系通本身的I/O接口； PLC控（kòng）制部分及部分I/O电路 所用电源（一般是输入口电源，而输（shū）出口电源（yuán）是另匹配的）由CNC装置提供，不 另备电源。

④由于（yú）CNC的功能和PLC的功能在设（shè）计时就已经一同考虑（lǜ），所以CNC和PLC之 方便，故障诊（zhěn）断功能和系统的可靠性也有提高。

独（dú）“立式 ” PLC

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

独立式PLC有以（yǐ）下特点：

独立式PLC和CNC是通过输入/输出接口电路连接的。

独（dú）立式PLC在数（shù）控（kòng）机（jī）床的应用中一般采用（yòng）中型或大型（xíng）PLC, I/O点数（shù）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、功能易于扩展和变更等优点。

独立式PLC的输入、输出点数可以通过输入、输出模块的增减灵活配置。有的独 立型PLC还可通过多个远程终端连接器构成（chéng）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的工作过程

PLC的工作过（guò）程基本上（shàng）就是用户程序的执行过程，是在系统软件的控制下顺次扫描 务输入点的状态，按用（yòng）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，为提高工作的可靠性和及时接收外来的控制命令，在（zài）每个扫描周期还要进 行故（gù）障自诊断和处理以及编程器、计算机的通（tōng）信请求等。

顺序扫描的工（gōng）作方式是PLC的基本工作方式，这（zhè）种方式简单直观，而且方便用户程 序设计，为PLC的可靠运行提供了有力的保证。所扫描到的指令（lìng）被执行后，其结果 立刻就（jiù）被后面将（jiāng）要（yào）扫描的指令所（suǒ）利用。可以通过CPU设置定时器来监视每次扫描时 间（jiān）是否超过规定时间，避免由于CPU内部故（gù）障使（shǐ）程序执行进入（rù）死循环。

对（duì）用户（hù）程序的循环扫描执行过程，可（kě）分为输入（rù）采（cǎi）样、程序执行、输出刷新三个阶 段，如下图所示：

输入釆（biǎn）样阶段

在输入釆（biǎn）样阶段，PLC以扫（sǎo）描方式将所有输入端的输入信号状态（ON/OFF状（zhuàng）态）读 入到输入映像寄存（cún）器中寄存（cún）起（qǐ）来，称为对（duì）输入信号的采样。接着转入程序执行阶段， 在程（chéng）序执行期间，即使输入状态变化，输入映像寄存（cún）器（qì）的（de）内容也不会改变。输（shū）入状态（tài） 的变化只能（néng）在下一个工作周期的输入釆样阶段（duàn）才被重新读入。

程序执行阶段在程序执（zhí）行阶段（duàn），PLC对程序按顺序进行扫描。如程（chéng）序用梯形图 表示，则（zé）总是按（àn）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（huò）输出映像寄（jì）存器中读入，然后进行 相应的逻（luó）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（chū）指令时，则将 相应的运算结果存入输出映像寄存器。

输出刷新阶段在所（suǒ）有指令执行完毕后，输出映像寄存器中的状态就是欲输出的状 态。在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（xìn）号去驱动用户输 出（chū）设备，这就是PLC的（de）实际输出。PLC重复地执行上述三个阶段，每重复（fù）一次就（jiù） 是一个工作（zuò）周期（或称扫描（miáo）周期）。工作周期的长短与程序的长短有关。

顺序扫描的工（gōng）作方式是PLC的基本工作方式（shì），这种方式简单直观，而（ér）且方便用户（hù）程序设计，为PLC的可靠运行提供了有力的保证。

PLC对用户程序的循环扫（sǎo）描执行过程，可分为输入釆样（yàng）、程序执行（háng）、输出刷新 三个阶段

数控机床的外围故障比系统故障发生的几率（lǜ）要高。故障表现形态各异，在作故（gù）障 诊断（duàn）时（shí），要充分利用系统的外围报警信息，结合PMC梯形图（tú）的（de）逻辑关系，并（bìng）且 仔细观（guān）察I/O接口的状（zhuàng）态（tài） 六、故障诊（zhěn）断原则和方法2.简述数控机床故障诊断及维修的一般方法

常规（guī）检查法，数控机床的检修要求维修（xiū）人员掌握先外部后内部的原则，即当数 控机床（chuáng）发生（shēng）故障后，维修人员应先用望（wàng）、听、闻等（děng）方法，由外向内逐一进行检查。