北一（yī）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（zhì）与机床之间的中间环节。其根据（jù）输入的离散信 息，在内部进行逻辑运（yùn）算并完成输出功能。数控机床PLC的结构形式（shì）可分为两类： 一类是专为实现数控机床顺序控制而设计制造的“内置（zhì）式（shì）” PLC,另一类是（shì）输入/输出接口技术（shù）规范、输入/输（shū）出点数、程序存储容量以及运算和控制功能等均（jun1）能满足 数（shù）控 机床控制（zhì）要求的“独立式” PLCo内“置式 ” PLC“内置式” PLC从属于CNC装置，PLC与CNC间的（de）信号传送在CNC装置（zhì）内部（bù） 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（zhī）是CNC带有（yǒu）PLC功能，两者是不能分离（lí）的。

② 内置式PLC的性能指标（biāo）（如：输入输出点数、程序大步数（shù）、每步执行（háng）时间（jiān）、 程序扫描时间、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 床的类型等（děng）确定的。其硬件和软件部分是被作为CNC系统的基本功能或（huò）附加功能与 CNC系统统一（yī）设计制造的，因此系统硬件和软件整体结构十分紧凑（còu）。

③在硬件结构上，内置式PLC可与CNC共用一个（gè）CPU,也可单独使用一个CPU； 内置式PLC 一般单独制成一（yī）块附加板，插（chā）装到CNC主板的（de）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（jí）部（bù）分I/O电路 所用电源（一般（bān）是输入口电源（yuán），而（ér）输出口电源是另匹配的）由CNC装置提供（gòng），不 另备电源。

④由于CNC的（de）功能和PLC的功能在设计时就已经一同考虑，所以CNC和PLC之 方便，故（gù）障诊断功能（néng）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，具有完备的硬件和软件功能，能够独（dú）立完成规定 控制任务置。采用独立式PLC的数控（kòng）机床系统框图如下图所示。

独立式PLC有以下特点：

独立式PLC和CNC是通过输入/输出接（jiē）口电路连接的。

独立式PLC在数控机床的应用中一般采用中（zhōng）型或大型PLC, I/O点数一般在 200点以上，所以多（duō）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PLC的输入、输出点数可以（yǐ）通过输（shū）入、输（shū）出模块的（de）增减灵（líng）活（huó）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入、输（shū）出点的网（wǎng）络，以实现大 范围的（de）集中控制。

数控机床PLC的工作过程

PLC的工作过程基本上就是用户程序（xù）的执行过程，是在系统软（ruǎn）件的（de）控制下顺次扫描 务（wù）输入点的状态，按用户逻辑解算（suàn）控制逻（luó）辑，然后顺序向各输出点发（fā）出相应的控（kòng）制信 号。此外，为提高工作的可靠（kào）性和及时接收外来的控制命令，在（zài）每个扫（sǎo）描周期还要进 行故障（zhàng）自诊断和处理以（yǐ）及（jí）编（biān）程器、计算（suàn）机的通信请求等。

顺序扫描的工作方（fāng）式是PLC的基本工作方式，这种方式简单（dān）直观，而且方便用户程 序设计，为PLC的可靠运（yùn）行提供了有力的保证。所扫描到的指令被执行后，其结果 立刻就被后面（miàn）将要扫描的指令所利用。可（kě）以通（tōng）过CPU设置定时器来（lái）监视每次扫描时 间是否超过规定（dìng）时间，避免由于CPU内部故障使程序执行进入（rù）死循（xún）环。

对用户程序的循环扫描执行过程，可分为输入采样、程序（xù）执行、输出刷新三个阶（jiē） 段，如（rú）下图所示：

输入（rù）釆样阶段

在输入釆样阶段，PLC以扫描方式将（jiāng）所有输入端的输入信号（hào）状态（ON/OFF状态）读 入到输（shū）入映像寄存器中寄存起（qǐ）来，称为对输入（rù）信号的采样。接着转入程序执行阶段， 在程序（xù）执行期间（jiān），即使输入状（zhuàng）态变化，输入映像寄存器的内容也（yě）不会改变。输入状态 的变化只能在（zài）下一个工（gōng）作周期的输入釆样阶段才被重新读入（rù）。

程序执行阶段在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描。如程序用梯形图 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（sù）的状态，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（yùn）算，运算结果再存入专用寄存器。若执行程序（xù）输出指令时，则将 相应（yīng）的运算结果存入输出映（yìng）像寄存器。

输出刷新阶段在所有指令执行完毕（bì）后（hòu），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（qí）转存（cún）到输出（chū）锁存电路，再经输出端子输出信号去驱动用户输 出设备，这（zhè）就是PLC的实际输出。PLC重复地执行上述（shù）三个阶段，每（měi）重复一次就（jiù） 是一（yī）个工作周期（或称扫描周期）。工作周期的长短与程序的长短有关（guān）。

顺（shùn）序扫描的工作方式是PLC的（de）基本工作（zuò）方式，这种方（fāng）式简单直观（guān），而且方便用户程（chéng）序设计，为PLC的可靠（kào）运行提供了有力的保证。

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

数控机床的外围故障比系统故障（zhàng）发生的几率要高。故障表现形态各异，在作故障 诊断（duàn）时，要充分（fèn）利用系统的外围报警信息，结合（hé）PMC梯形图的逻辑关系（xì），并且 仔细观察I/O接口的状态 六、故障诊断原则（zé）和方法2.简述数控（kòng）机床故障诊断及维修的一般方法

常规检查法（fǎ），数控机床的检修要求维修人员掌握先外（wài）部后内（nèi）部的原则，即当数 控（kòng）机床发（fā）生故障（zhàng）后（hòu），维修人员应先（xiān）用望、听、闻（wén）等（děng）方法，由外向内逐一进行检查。