北一大隈数（shù）控立床

关于数（shù）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（de）中间环节。其根（gēn）据输入的离散信 息，在内部（bù）进行（háng）逻辑运算并完（wán）成输出功能。数控机（jī）床PLC的结构形（xíng）式可分为（wéi）两类： 一类是专为实现数（shù）控机床顺（shùn）序控制而设计制造的“内置式” PLC,另一（yī）类是（shì）输入/输出接口技术规范、输入/输出点数、程序存储容量以及（jí）运算和控制功能等均能满足 数控 机床控制要求的“独立式” PLCo内“置式 ” PLC“内置（zhì）式” PLC从属于CNC装置，PLC与（yǔ）CNC间的信号传送在CNC装置内（nèi）部 即（jí）可实现。PLC与MT （机床侧（cè））则通过CNC的输入/输出接口电路实现（xiàn）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PLC功能，两（liǎng）者是不能分离的。

② 内置式PLC的性能指标（如（rú）：输入输出点数、程序（xù）大步（bù）数、每（měi）步执行时（shí）间、 程序（xù）扫（sǎo）描时间、功（gōng）能指令数目等）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。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（zhì）造的，因此系统硬件和软件整体结（jié）构十分紧凑。

③在硬件结构上，内置式PLC可与CNC共用一个CPU,也可单独使（shǐ）用一个CPU； 内置式PLC 一般（bān）单独制成一块附（fù）加板，插（chā）装到CNC主板的插座上，不单独配备 I/O接口，而是使用CNC系通本身的I/O接口； PLC控制部（bù）分及部（bù）分I/O电路 所用电源（一般是（shì）输入口电源，而输出（chū）口电源是另匹配的）由CNC装置（zhì）提供（gòng），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（yī）同考虑，所以CNC和PLC之 方便，故障诊断功能和系统的可靠性也有提高（gāo）。

独“立式 ” PLC

独立式PLC是独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件功能，能（néng）够（gòu）独立完成规定 控制任务置（zhì）。采用独立式PLC的数（shù）控机床系统框图如下图所示。

独立式PLC有以下特点：

独立（lì）式PLC和CNC是通过输（shū）入/输出接口电路连接的（de）。

独立式PLC在数控（kòng）机床的应用中一般采用中型或大型PLC, I/O点数一般在 200点以（yǐ）上，所以多采用积（jī）木式模块化结构，具有安装（zhuāng）方便、功能易于（yú）扩（kuò）展和变更等优点。

独立（lì）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（yǒu）的独 立型PLC还可通（tōng）过多个远（yuǎn）程终端连接器构成有大量（liàng）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（gōng）作过程（chéng）基本上就是（shì）用户程序的执行（háng）过程，是在系统软件的控制下顺次扫描 务输入点的状态，按用户逻辑解（jiě）算控制逻辑，然后顺序向各输出（chū）点发出相应的控（kòng）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，在每个扫描周期还要进 行故障自诊断和处理以及编程器、计算机的通信请（qǐng）求等。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本（běn）工作方式，这种方式简单直观，而（ér）且方便用户（hù）程 序设计，为（wéi）PLC的（de）可靠运行提供了有力的保证。所扫描到的指令被执行后，其结（jié）果 立刻就被后面将要扫描的指令所利用。可以通过CPU设置定时器来监视每（měi）次扫（sǎo）描时 间是否超过规定（dìng）时间，避（bì）免由于CPU内部故障（zhàng）使（shǐ）程（chéng）序执行进入死循（xún）环。

对用户（hù）程序的循环（huán）扫描执行过程，可分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶 段，如下图所示：

输入釆样阶段

在输入釆样阶段，PLC以扫描方式将所有输入端的输入信号状态（ON/OFF状态）读 入到输入映像寄存（cún）器中寄存起来，称为对输（shū）入信号的采样。接着转入程序执行阶段（duàn）， 在程序执行期间，即使输入状态变化，输入（rù）映像寄（jì）存器的内容也不会（huì）改变。输（shū）入状态 的变化只能（néng）在下一个工作周（zhōu）期的（de）输入釆样阶段才被重新读入。

程序执行阶段在程序执行阶段，PLC对程序按（àn）顺序进行扫描。如（rú）程序（xù）用梯形图 表示，则总（zǒng）是按先上后下、先左后右的顺序扫描。每扫描到一条指（zhǐ）令时（shí）所需要的输入 状态或其他元素的状（zhuàng）态，分别（bié）由输入映像寄存（cún）器或输出映像寄存器（qì）中读入，然后进行 相应的逻辑或算术运算，运算结果再存入专用寄存器（qì）。若执行（háng）程序输出指令时，则将 相应的运算（suàn）结果存入输出映像寄存（cún）器。

输出刷新（xīn）阶（jiē）段在所有（yǒu）指令执行完毕后，输出（chū）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（zhuǎn）存到输出锁存电路，再经输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（fù）一次就 是一个工作周期（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（de）工作方式是PLC的基（jī）本工作（zuò）方式，这种方式简单直观，而且方便用户程序设计（jì），为PLC的（de）可（kě）靠运行提供了有力的（de）保证。

PLC对用户程（chéng）序的循环扫描执行过程，可分为输入釆样、程序执行（háng）、输出刷新 三（sān）个阶段

数控机床的外围故障（zhàng）比系统故障发生的几率要高（gāo）。故（gù）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梯形图的逻辑关系，并且 仔细观察I/O接口的状态 六、故障诊断原则和方法2.简述（shù）数控机床故障诊断及维修（xiū）的一般方法

常规检查法（fǎ），数控机床的检修要（yào）求维修（xiū）人员掌握先外部（bù）后内部的原则，即当数 控机床发生故障后，维修人员应先用望、听、闻等方法，由外向内逐一进行检查。