北一大隈数控立床

关于数控机（jī）床的（de）

PLC数控机床PLC的分（fèn）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的结构形式可分为两类： 一类（lèi）是专为实现数控机（jī）床顺序控制而设计制造的“内置式（shì）” PLC,另一类是输入/输出接口技术规范、输入/输（shū）出点数（shù）、程序存储容量以（yǐ）及运算和控制功能等均能满足（zú） 数控 机床控制要求的“独立（lì）式” PLCo内“置式 ” PLC“内置式” PLC从属于CNC装置（zhì），PLC与CNC间的（de）信号传（chuán）送在CNC装置内部 即可实现。PLC与MT （机床侧）则通过CNC的输入/输出接口电（diàn）路实（shí）现信号传 送，如下图所示（shì）。

内置式PLC有以下特点：

① 内置式（shì）PIC能独立工作，只是CNC带有PLC功能，两者是不能分离的。

② 内置式PLC的性能（néng）指标（如：输入（rù）输出点数、程序大（dà）步数、每步执行时间、 程序扫描（miáo）时间（jiān）、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（bù）分是（shì）被作为CNC系统的（de）基本功能（néng）或附加功能与 CNC系（xì）统统一设计制造的（de），因此系统硬件和软（ruǎn）件整体结构十分紧（jǐn）凑。

③在硬件结构上，内置式PLC可与CNC共用一个CPU,也可单独使用一个CPU； 内置式PLC 一般单独制成一（yī）块附加板（bǎn），插装到CNC主板的插座上（shàng），不单独配备（bèi） I/O接口，而（ér）是使用CNC系通本身的I/O接口； PLC控制部分（fèn）及部分I/O电路 所（suǒ）用电（diàn）源（一般是输入口电源，而输出口电源是另匹配的）由CNC装置提供，不 另（lìng）备电源（yuán）。

④由于（yú）CNC的功能和PLC的功能在设计时就已经一（yī）同考虑，所以（yǐ）CNC和（hé）PLC之 方便，故障诊断功能和系统的可靠性也有提高。

独“立式 ” PLC

独立式PLC是（shì）独（dú）立（lì）于CNC装置，具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定 控制任务置。采（cǎi）用独立式（shì）PLC的数控机床系统框图如下图所示。

独立式（shì）PLC有以下特点：

独立式（shì）PLC和CNC是通过输入（rù）/输出（chū）接口电（diàn）路连接的。

独立式PLC在数控机床的应用中一般采用中型或大（dà）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（diǎn）。

独立式PLC的输入、输出点数可以通过输（shū）入（rù）、输出模块的增减（jiǎn）灵活（huó）配置。有（yǒu）的独 立型PLC还（hái）可通过多（duō）个远（yuǎn）程终端连接（jiē）器构成有大量输入、输（shū）出点的网络，以实现大 范围的集（jí）中控制。

数控机床PLC的工作（zuò）过程

PLC的工作过程（chéng）基本上就是用户程序的执行（háng）过程，是在系统软件的控制下顺次扫描 务（wù）输入点（diǎn）的状态，按用（yòng）户（hù）逻辑解算控制逻（luó）辑，然后顺序向各输（shū）出点发出相应的控制信 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（miáo）周期还（hái）要进 行故障自诊断和处理以及编程器、计算机（jī）的通信请求等。

顺序（xù）扫描的工作方式是PLC的基本工作方式，这种方式简单（dān）直观，而且方便用户程 序设计，为PLC的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次扫描（miáo）时 间是否超过规定时间，避免由于CPU内部（bù）故障使程序执行进入死循环。

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

输入釆样阶段

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

程序（xù）执行阶段在程（chéng）序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描。如程（chéng）序用梯（tī）形（xíng）图 表示，则总是按先上后下、先左后（hòu）右的（de）顺序扫描。每扫（sǎo）描到一条指令时所需要的输入 状态（tài）或其他元素的状态，分别由输入映（yìng）像寄存（cún）器或输（shū）出（chū）映像寄存器中读入，然后进行（háng） 相应的逻辑或（huò）算术（shù）运算，运算结果再存入专用寄存器。若执行程序输（shū）出指（zhǐ）令（lìng）时，则将 相（xiàng）应的运算结果存入输出映像寄存器。

输出刷新阶段在所（suǒ）有指令执行完毕后（hòu），输出映（yìng）像寄（jì）存器中的状态就是欲输出的状 态。在输（shū）出刷新阶段将其转存到输出锁存电路，再经输出端子输出信号去驱动用户（hù）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 是一个工作周期（或称扫描周期）。工作周期的长（zhǎng）短与程序（xù）的长短有关。

顺序扫描的（de）工作方式是PLC的基本工作方式，这种方式简单直观，而且方便用户程序设计，为PLC的可靠运行提供了有力（lì）的保证。

PLC对用户程序的循环扫描执行过程，可分为输入（rù）釆样、程序执行、输出刷新 三个阶（jiē）段

数控机床的外围故障比系统（tǒng）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，要充分利用系统的外（wài）围（wéi）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（fāng）法2.简述数控机床故障诊断及维修的（de）一般方法

常（cháng）规检查法，数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内（nèi）部的（de）原则，即当数 控机床发生故障后，维修人员应先用望、听、闻（wén）等方法，由外向内逐一进（jìn）行检查。