北一大隈数控立床

关（guān）于数控机床（chuáng）的（de）

PLC数控机床PLC的分（fèn）类

PLC在CNC系统中是（shì）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，在内部进行逻辑运算并完（wán）成输出功能。数控（kòng）机床PLC的结构形式可分为两类（lèi）： 一类是专为实（shí）现数控机床（chuáng）顺序控制而设计制造的“内置式” PLC,另一类是输入/输出接口技术规范、输（shū）入/输出点数、程序（xù）存储（chǔ）容量以及运算和控制功能等均能满足 数（shù）控 机床控制要求的（de）“独立式” 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装置内部（bù） 即可实现。PLC与MT （机床侧）则通过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（xià）特（tè）点（diǎn）：

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

② 内置式PLC的性能指标（如：输入输出点数、程序大步数、每步（bù）执行时间、 程序扫描时间（jiān）、功能指令数目（mù）等）是根据所从属的CNC系统的规格、性能、适用机 床的（de）类（lèi）型等确定的。其硬件和软件部分是被作为CNC系统的基本功能（néng）或附加功能与 CNC系统（tǒng）统一设计制造的，因此系统硬件和软件整体结构十分紧凑。

③在硬（yìng）件结构上，内置式PLC可与CNC共用（yòng）一个CPU,也可（kě）单独（dú）使用一个CPU； 内置（zhì）式PLC 一般单独制成（chéng）一块（kuài）附加（jiā）板，插装到（dào）CNC主板（bǎn）的插座上，不单独配备 I/O接口，而是使用（yòng）CNC系通本身的I/O接口； PLC控制部分及部分I/O电路 所用电源（一般是输入口电源（yuán），而输出口电源是另匹配（pèi）的）由CNC装置提供，不 另备（bèi）电源。

④由于CNC的功能和PLC的功能在（zài）设计时（shí）就已经一同考虑（lǜ），所以CNC和PLC之 方便（biàn），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（suǒ）示。

独立式PLC有以下特（tè）点：

独立式PLC和CNC是通过输入/输出接口电路连（lián）接的。

独立式PLC在数控机床的应用中（zhōng）一般采用中型或（huò）大型PLC, I/O点数一（yī）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、功能易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配置。有的独 立（lì）型PLC还可通过多个远程终端连接器构（gòu）成（chéng）有大（dà）量输入、输出点的网络，以实现大 范围的集中控制（zhì）。

数控机床PLC的工作过程

PLC的工作过（guò）程基本上就是用户程序的执行过程（chéng），是在系统软件的（de）控制下顺次扫描 务输入点（diǎn）的状态，按用（yòng）户逻辑解（jiě）算控制逻（luó）辑（jí），然后顺序向各输出点发（fā）出（chū）相应的控制信 号。此外，为提高工作的可靠性（xìng）和及时接收外来的控制命令，在每个（gè）扫描周期还要（yào）进 行故障自诊断和（hé）处理以及编程器、计算机的通信请求等。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本工（gōng）作方式，这种方（fāng）式简（jiǎn）单直观，而且方便用户（hù）程 序设计，为PLC的可靠运行提供了有（yǒu）力的保证。所（suǒ）扫描到的指令被执行后，其结果（guǒ） 立刻就被后面将要（yào）扫描（miáo）的指令（lìng）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）超过规（guī）定时间，避免由于CPU内部故障使程序执行进入死循（xún）环。

对用户程序的循环扫描执行过程，可分为输入采样、程序执行、输（shū）出（chū）刷新三个阶 段（duàn），如下图所示（shì）：

输入釆样阶（jiē）段

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

程序执行（háng）阶段在程序执（zhí）行（háng）阶（jiē）段，PLC对（duì）程序（xù）按顺序进行扫描。如程序用（yòng）梯形图 表示，则总是按先上后下、先左后右的顺序扫描。每扫描到（dào）一（yī）条指令时所需要的（de）输入（rù） 状态或其他元素的状态，分别（bié）由输入映像寄存器或输出（chū）映像寄存器中（zhōng）读入，然后进行 相（xiàng）应的逻辑或算术运算，运算（suàn）结果再（zài）存入专用寄存器。若执行程序输出指令时，则（zé）将 相应的运算（suàn）结果存入输出映像寄存（cún）器。

输出刷新阶段在所有指令执行完毕后，输出（chū）映像寄存器中的状态就（jiù）是欲（yù）输出的状 态。在输出刷新阶段将其转存到输出锁（suǒ）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（sān）个阶段，每重复一次就 是一个工作周期（或称扫描周期）。工作周期的长短与程序的长短有关。

顺序扫描（miáo）的工作方式是PLC的基本工作方式，这种方式简单直（zhí）观（guān），而且方便用户程序设计，为（wéi）PLC的可靠运行提供（gòng）了有力的保证。

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

数控机床的外围故障（zhàng）比系统故障发生的几率（lǜ）要高。故障表现形态各异，在作故障 诊（zhěn）断时，要充分利用系（xì）统的外（wài）围报警信息，结合PMC梯形图的逻辑关系，并且 仔细（xì）观察I/O接口的状态 六（liù）、故障（zhàng）诊断原则和方法2.简述数（shù）控机床故障诊（zhěn）断（duàn）及维修的一般方法

常规检查法，数控机床的检修（xiū）要求维修（xiū）人员掌握（wò）先外部（bù）后（hòu）内部的原则，即当数 控机床发生故障（zhàng）后，维修人员应先用（yòng）望、听（tīng）、闻等方法，由外向（xiàng）内逐一进行检查。