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装置与机床之间的中间环节。其根据输（shū）入的（de）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（de）结构形式可分为两类： 一类是专为（wéi）实现数（shù）控机床顺序控制而设计制（zhì）造的“内置式” PLC,另一类是输入/输出接口（kǒu）技术规范、输入/输出点数（shù）、程序（xù）存储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（dú）立式” PLCo内“置式 ” PLC“内置式” 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（yǔ）MT （机床侧）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（lì）工作，只是CNC带有PLC功能，两者是不能分离的。

② 内置式PLC的性能指（zhǐ）标（如：输入输出点（diǎn）数、程（chéng）序大步数、每步（bù）执行（háng）时间、 程序扫描时间、功能（néng）指令数目等）是（shì）根据所从属的CNC系统的规（guī）格、性能、适用机 床的（de）类型等确定的。其硬件和软件部（bù）分是（shì）被作为CNC系统的基本功能或附（fù）加（jiā）功能（néng）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分紧凑（còu）。

③在硬件结构上，内（nèi）置（zhì）式PLC可与CNC共用一个CPU,也可单独使用一（yī）个（gè）CPU； 内置（zhì）式PLC 一般单独制成一块附加板，插装（zhuāng）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（de）I/O接口； PLC控制（zhì）部分及部分I/O电路 所用电源（yuán）（一般是输入口电源，而输出口电源是另匹配的）由CNC装（zhuāng）置提供，不 另备电（diàn）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（hé）PLC之 方便，故障诊断功能（néng）和系统的可靠性也有提高。

独“立式 ” PLC

独立式PLC是独立于CNC装置，具有完备的硬（yìng）件和（hé）软件功能，能够独立完成规（guī）定 控制任务（wù）置。采用独立式（shì）PLC的数（shù）控机床系统框图如下图所示。

独立式PLC有以下（xià）特点：

独立式PLC和CNC是通过输入/输出接口电路连接的。

独立式（shì）PLC在（zài）数控机床的应用中一般（bān）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、功能易于扩展和变更等优点。

独（dú）立式PLC的（de）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（jiē）器构成有大量输入（rù）、输出点的网络，以实现大 范围的集中（zhōng）控制。

数控（kòng）机床PLC的（de）工作过程

PLC的工（gōng）作过（guò）程基本上就是用户程序的执行过程，是在系统软件的控制下（xià）顺次扫描 务输入点的状态，按用户逻辑解算控制逻（luó）辑，然（rán）后顺序向各输出点发出相应的控（kòng）制信（xìn） 号。此外，为（wéi）提高工作的可靠性和及时接收外来的控（kòng）制命令，在每个（gè）扫描（miáo）周期（qī）还要进 行故障自诊断和处理以及编程器、计算（suàn）机的通信请求等。

顺序扫描的工作方式是PLC的基（jī）本工作方式（shì），这种方（fāng）式简单直（zhí）观（guān），而且方（fāng）便（biàn）用户程 序设计（jì），为PLC的可（kě）靠运行提供了有力的保证。所扫描到的指令（lìng）被执行后（hòu），其结果 立刻就被后面将要扫描的指（zhǐ）令所利用。可以通（tōng）过CPU设置定时器来监视每次扫描时 间是否超过规定时间（jiān），避免由于（yú）CPU内部故障使程序执行进入死循（xún）环。

对用户程序的循（xún）环扫描执行过程，可分（fèn）为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶 段（duàn），如下（xià）图所示：

输入釆（biǎn）样阶段

在输入釆样（yàng）阶段，PLC以扫描（miáo）方式将（jiāng）所有输入端（duān）的输入信（xìn）号状（zhuàng）态（ON/OFF状态）读 入到输（shū）入映像寄（jì）存器中寄（jì）存起来，称为对（duì）输入信号的采样。接着转入程（chéng）序执行阶段， 在程序执行期间，即使输入状态变化（huà），输入（rù）映像寄存器的内容也不会改变。输入状态 的变化只能在下一个（gè）工作周（zhōu）期的（de）输入釆样阶段才被（bèi）重新读入。

程序执（zhí）行阶段（duàn）在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描。如（rú）程（chéng）序用梯形图 表示，则总是按先上后下、先左后右的顺序（xù）扫描。每（měi）扫描到一条指令时所需（xū）要的输入 状态或其他元素（sù）的状态，分别由（yóu）输入（rù）映像（xiàng）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（suàn），运算结果再存入专用寄存器。若执行程序输出指令时，则（zé）将 相应的（de）运算（suàn）结果存入输出映像寄存器。

输出刷新阶段在所有指令执行完毕后（hòu），输出映像寄存器中的（de）状态就是欲（yù）输（shū）出的状 态。在输出刷新（xīn）阶段将其转存到输出锁存电路，再（zài）经输出端子输（shū）出信号去驱动用户输 出设（shè）备，这就是PLC的实际输出。PLC重复地执行上述三个（gè）阶段，每重复一次（cì）就 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（sǎo）描的工作方式是PLC的基本工作方式，这种（zhǒng）方式简单直观，而且（qiě）方便用户（hù）程序设计，为PLC的可靠运行提供了有（yǒu）力的保证。

PLC对用户程序的循环扫描执行过程，可（kě）分为输入釆样（yàng）、程序执行、输出刷新 三个（gè）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，要充分利用系统的外围报警信息，结合PMC梯形图的（de）逻（luó）辑关系，并且 仔细观察I/O接口的状态 六、故障诊断原则和（hé）方法2.简述数控机床故（gù）障（zhàng）诊断及（jí）维修（xiū）的（de）一般方法

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