北一大隈数控（kòng）立床（chuáng）

关于数控机床的

PLC数控机床PLC的（de）分类（lèi）

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（háng）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： 一类是专为实现数控机床顺序控制而设计制（zhì）造的（de）“内置式” PLC,另一（yī）类是（shì）输入（rù）/输出接（jiē）口技术规范、输入/输出点数、程序存（cún）储容量以及运算和控（kòng）制功能等均能满足（zú） 数控 机床（chuáng）控制要求的“独立（lì）式” PLCo内“置式 ” PLC“内置式” PLC从属于CNC装置，PLC与CNC间的信（xìn）号传送在CNC装置（zhì）内部 即可实现。PLC与MT （机床侧）则通（tōng）过CNC的输（shū）入/输出接口电路实现信号传 送，如下图所示。

内置（zhì）式PLC有以下（xià）特点：

① 内置式PIC能独立工（gōng）作，只是CNC带有PLC功（gōng）能，两者是不能分离的。

② 内置式（shì）PLC的（de）性能指标（如：输入输出点数、程序大步数、每步执行时间、 程序（xù）扫描时间、功能指令数目等）是（shì）根据所从属的（de）CNC系统的规格（gé）、性能、适用机 床的类型等确定的。其硬件和软件部分是被作为CNC系统的（de）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分紧凑（còu）。

③在硬件结（jié）构上，内置式PLC可与CNC共（gòng）用一个（gè）CPU,也可单独使用一个CPU； 内置式PLC 一般单独制成一块附（fù）加板，插装到CNC主板的（de）插（chā）座上，不单独配备 I/O接口，而（ér）是使用CNC系通本身的I/O接（jiē）口； PLC控制部分及部分I/O电路 所用电源（一（yī）般是输入口电源，而输出口电源是另匹配的（de））由CNC装置（zhì）提供，不 另备电源。

④由于CNC的功能和PLC的功（gōng）能在设（shè）计时就已经一同考虑，所以（yǐ）CNC和PLC之 方便，故障诊断功能和系统（tǒng）的可靠性也（yě）有（yǒu）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，能够独立完成规（guī）定 控制任务置。采用独立式PLC的数控机床系统框（kuàng）图如下图所示。

独立式PLC有以下特点（diǎn）：

独立式PLC和CNC是通过输（shū）入/输出接口电路连接的。

独立式PLC在数（shù）控机床的应用中一般采用（yòng）中型或大型PLC, I/O点数一般在（zài） 200点以上，所以多采用积木式模块化（huà）结构，具有安装方便、功能易于扩展和（hé）变更（gèng）等优点。

独立式PLC的输入、输出点数可（kě）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有大量输入、输出点的网络，以（yǐ）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（chéng）基本上就（jiù）是用（yòng）户程序的执（zhí）行（háng）过程，是在系统软件的控制下（xià）顺次扫描 务输入点的（de）状态，按（àn）用户逻辑（jí）解算控制逻（luó）辑（jí），然后顺序向各输出点发出相应的控制信 号（hào）。此外，为提高工作的（de）可靠性和及时接（jiē）收（shōu）外来的控制命令，在每个扫描周期还要进 行故障自诊（zhěn）断和处理以及编程器、计算机的通信请求等。

顺序扫描（miáo）的工作方式是PLC的基本工作方（fāng）式，这种方式简单直观，而且方便用户程 序设计，为PLC的可靠运行提供（gòng）了有力的保证。所扫描到的指令被执行后（hòu），其结果（guǒ） 立刻就被后面将要（yào）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（fǒu）超过（guò）规定时间，避（bì）免由（yóu）于CPU内部故障使程序执行进（jìn）入（rù）死循环。

对用户程序的（de）循环扫（sǎo）描执行过程，可分（fèn）为输入采样、程序执行（háng）、输出刷新三（sān）个阶 段，如下图所示（shì）：

输入釆样阶段

在（zài）输入釆样阶段，PLC以扫描（miáo）方式将所有输入端的输入信号状态（ON/OFF状态）读 入（rù）到输入（rù）映像寄存器中寄存起来（lái），称为对输入信号的采（cǎi）样（yàng）。接着转入程序执行阶段， 在程序执行期间，即使输入（rù）状态变化，输入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工作（zuò）周期（qī）的输入釆样阶段才被重新（xīn）读入。

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（chéng）序用梯形图 表示，则总是按先上后下、先左后右的（de）顺序（xù）扫描。每（měi）扫描到（dào）一条指令时所需（xū）要的输入 状（zhuàng）态或（huò）其他元素的状态，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（yīng）的逻辑或算术运算，运算结果再存入专用寄存器。若（ruò）执行程序输出指令时（shí），则将 相应的运算结（jié）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后，输出映像寄存器中（zhōng）的状态就是欲输出的状 态（tài）。在输出刷新阶段将其转存到输出锁存电路，再（zài）经输出端子输出信号去驱动用户输 出设备，这就是（shì）PLC的（de）实际输出。PLC重复地执行上述三个阶段，每重复一（yī）次就 是一个工作（zuò）周期（或（huò）称扫描周期）。工作周期的长短与程（chéng）序的长短有关。

顺序扫描的工（gōng）作方式是PLC的（de）基本工作方式，这种方式简单直观，而且（qiě）方便用户程序设（shè）计，为PLC的可靠运行提供了有力的（de）保证。

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

数（shù）控机床的外围故障（zhàng）比系统故障发生的几率要高（gāo）。故障表现形态（tài）各异，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（tī）形图的逻辑关系，并且 仔细观察I/O接口的状（zhuàng）态 六、故障诊断原则和方法2.简述数控（kòng）机床故障诊断（duàn）及维修的一般方法

常规检查法，数控机（jī）床的检修要求维修人员（yuán）掌握先（xiān）外部后内部的原则，即当（dāng）数 控机床发（fā）生故障后，维修人员应先用望、听、闻等方（fāng）法，由外向内逐一进行（háng）检查。