北一大隈数控立床

关于数控机床的（de）

PLC数（shù）控机床PLC的分类（lèi）

PLC在CNC系（xì）统中是介于CNC装置与机床之间的中间环节。其根据输入（rù）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（jié）构形式可分为两类： 一（yī）类是专为实现数控机床顺序控制而（ér）设计制（zhì）造的“内置式” PLC,另（lìng）一类是输入（rù）/输出接口技术规范、输入/输（shū）出（chū）点数、程序（xù）存储容量以及运算和（hé）控（kòng）制功能等均能满足 数控 机床控制要求的“独立式（shì）” PLCo内“置式 ” PLC“内置式” PLC从属于（yú）CNC装置，PLC与CNC间的信号传送在CNC装置内部 即可实现（xiàn）。PLC与MT （机床（chuáng）侧）则通过（guò）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（yǒu）PLC功（gōng）能，两者是不能分离的。

② 内置式PLC的性能指标（如：输入输出点数、程（chéng）序大步数、每步执行时间、 程序扫描时间、功能指令数目等）是根据所从属的CNC系（xì）统的规格、性能、适用机 床的类型（xíng）等确定的。其硬件和软件部分是被作为CNC系统的基本功能或附加功能（néng）与 CNC系统统一设计制造的，因此系统硬件和软件（jiàn）整体结构十分紧凑。

③在硬件结构上，内置式（shì）PLC可（kě）与CNC共用一个CPU,也可（kě）单独使用一个CPU； 内置式PLC 一般单独（dú）制成一块附加板，插装到CNC主板的插座上，不单独配备 I/O接口，而是使用CNC系通本（běn）身的I/O接口； PLC控制部（bù）分及部分I/O电路 所用电源（一般是输入（rù）口电源，而输出口电（diàn）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的功能在设计时就已经一同考虑，所以CNC和PLC之 方便，故（gù）障（zhàng）诊断功（gōng）能和（hé）系统的可靠性也有提高。

独“立式 ” PLC

独立式PLC是独（dú）立于CNC装（zhuāng）置，具有完备的硬件和（hé）软件功能，能（néng）够独立完（wán）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（xià）图所示。

独立式PLC有以下特点：

独立式PLC和（hé）CNC是通过输入/输出接口电路连接的。

独立式（shì）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（mù）式模块化结构，具有安装方便、功能（néng）易（yì）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（huó）配置。有的独（dú） 立型PLC还可（kě）通（tōng）过多个远程终端连接器构成有大量输入、输出（chū）点（diǎn）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的工作过程基本上就是用户（hù）程序的执行过（guò）程，是在系统软件的控制下（xià）顺次扫（sǎo）描（miáo） 务输入点的（de）状态，按用户逻（luó）辑解算控制逻辑，然后顺序向各（gè）输出点发出相应的控制（zhì）信 号。此外，为提（tí）高工作的可靠性（xìng）和（hé）及时接收外来的控制（zhì）命令，在每个扫（sǎo）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（de）工作方式是（shì）PLC的（de）基本工作方式，这种方式简（jiǎn）单直观，而且方便用户程（chéng） 序设计，为PLC的可（kě）靠运行（háng）提供了有力的保证。所扫描到的（de）指令被执行后，其结（jié）果 立刻就被后面（miàn）将要扫描的指令所利用。可以通过CPU设置定时器来监视每次扫描时 间是否超过规定（dìng）时间，避免由于CPU内部故障使程序执行（háng）进入死（sǐ）循环。

对用户程（chéng）序的循环扫描执行过程，可分为输入采样、程序执（zhí）行、输出刷新三个阶 段，如下（xià）图所（suǒ）示：

输入釆样阶段

在输（shū）入釆样阶段，PLC以扫描方（fāng）式将所有输入端的（de）输入信号状态（ON/OFF状态）读（dú） 入到输入映像寄存器中寄存起来，称为对输入信号的采样。接着（zhe）转入程序执行阶段， 在（zài）程序（xù）执行期间，即使（shǐ）输入状态变化，输入映像寄存器的（de）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（de）输入釆样阶段才被重新读（dú）入。

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（àn）先上后（hòu）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（luó）辑或（huò）算术运算，运算结果再存入专用寄存（cún）器。若执行程序输出指令时，则将（jiāng） 相应的运算结果存入输出映像寄存器。

输出刷新（xīn）阶段在（zài）所有（yǒu）指令执行完毕后，输出映像寄存器中（zhōng）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（shū）出端子输出信号去驱动用户输 出设备，这就是PLC的实际输出。PLC重复地执行上述三个阶段，每重复一次就（jiù） 是一个工作周期（或称扫描周期（qī））。工作周期的长短与程序的长短有关。

顺序扫（sǎo）描的工（gōng）作方式是PLC的基本工作方式，这种方式简单（dān）直观，而且方便用户程（chéng）序设计，为PLC的可靠（kào）运行提供了（le）有力的保证。

PLC对用（yòng）户程序的循环扫描执行（háng）过（guò）程，可分为输入釆样、程序执行、输出刷新 三个阶段

数控机床的外围（wéi）故障比（bǐ）系统故障发生的几率要高。故障表现形态各异（yì），在作故障 诊断时，要充分利用系（xì）统的外围报警信息，结合PMC梯形图的逻辑关系，并且 仔细观察I/O接口的状态 六、故（gù）障诊断原则和方法2.简述数控（kòng）机床故障诊断及维修的（de）一般方（fāng）法

常规检查法，数控机床的检修要求维修人（rén）员（yuán）掌握先外部后内部的（de）原则，即当数 控机床发生故障（zhàng）后，维修（xiū）人员应先用望、听、闻等方法，由外向内逐一进行检查（chá）。