北一（yī）大隈数控立床

关于数控机床的

PLC数控（kòng）机床PLC的分类

PLC在CNC系统中是介于（yú）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（bìng）完成（chéng）输出功能。数控机床PLC的结构形式可分为两类： 一类是专为实现数控机床顺序控制而设计制造的（de）“内置式” PLC,另一类是输入/输出接口技术规（guī）范、输入（rù）/输（shū）出点数、程（chéng）序存储容量以及运算和控（kòng）制功能等均能满足 数控 机床控制要求的（de）“独立（lì）式” PLCo内“置式（shì） ” 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MT （机床侧）则通过CNC的输入/输出接（jiē）口电路（lù）实现信号传 送，如（rú）下图所示。

内置式PLC有以（yǐ）下特点：

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

② 内置（zhì）式PLC的性能指标（如：输入输出点数、程序大步（bù）数、每步（bù）执行时间、 程序扫描时间（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 床的类型等确定的。其硬件和软件部（bù）分是被作为CNC系统的基本功能或附加功能与 CNC系统统一设计（jì）制造的，因此系统硬件和软（ruǎn）件整（zhěng）体结构十分紧凑。

③在（zài）硬（yìng）件结（jié）构上，内置式PLC可（kě）与CNC共用一个CPU,也可单独（dú）使用一个CPU； 内置式PLC 一（yī）般单独（dú）制成一块附加板，插装（zhuāng）到CNC主板的插座上，不单独配（pèi）备 I/O接口，而是使用CNC系通本（běn）身的（de）I/O接口； PLC控制部分及部分I/O电（diàn）路 所用电（diàn）源（yuán）（一般（bān）是输入（rù）口电源，而输出口电源是另匹配的）由CNC装置提供，不 另备电（diàn）源（yuán）。

④由于CNC的功能和PLC的功能在设计时（shí）就已经一同考虑，所（suǒ）以CNC和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）独立于（yú）CNC装置，具（jù）有完备的硬件（jiàn）和软（ruǎn）件功能，能（néng）够独（dú）立完成规定 控制（zhì）任务置。采用独立式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（lì）式PLC和CNC是通过输入/输出接口电（diàn）路连接的。

独立式PLC在数控机床的应用（yòng）中一般采用中型或大型PLC, I/O点数一般在 200点以上，所以多采用积木式模块（kuài）化结构，具有安装方便、功能（néng）易（yì）于扩展和变更等优点。

独立式PLC的输入、输出点数可以通过（guò）输入、输出模块的增减灵活配置。有的独 立型（xíng）PLC还可通过多个远程终端连接器构（gòu）成有大量输入（rù）、输出点的网络，以实现大 范围（wéi）的集中控制。

数控机床PLC的（de）工作过程

PLC的工作过程基本上（shàng）就是用户程序的执行过程，是在系统软件的控制下顺次扫描 务输入点的状态，按用户（hù）逻辑解算控制逻辑，然后顺序向各输出点发（fā）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（zhì）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、计算机的通信请求等。

顺序扫描的工作方式（shì）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（wéi）PLC的可靠运（yùn）行提供了有力的保证。所扫（sǎo）描到（dào）的指（zhǐ）令被执行后，其结果 立刻就（jiù）被后面将要扫描的指令所利用。可以通过CPU设置定时器来（lái）监视每次扫描时 间是否超过规定时间，避免（miǎn）由于CPU内部故（gù）障使程序执行进（jìn）入死（sǐ）循环。

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

输入釆（biǎn）样阶段

在输入釆样阶段，PLC以扫（sǎo）描方式（shì）将所有（yǒu）输入端的输入信号（hào）状态（ON/OFF状态）读 入到输入映像（xiàng）寄存器中寄存（cún）起来，称为对输入信号的（de）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（zhuàng）态变化，输（shū）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（xià）一（yī）个工作周期的输入釆样阶段（duàn）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（jìn）行（háng）扫描。如程序用梯形图 表示，则总是按先（xiān）上后下、先（xiān）左后右的顺序扫描。每扫描到一条指令时所需要的输入 状态或其他元素的状态，分别由输入映像（xiàng）寄存器或输出（chū）映（yìng）像（xiàng）寄存器中读（dú）入，然后进行 相应的逻辑或算术运算，运算（suàn）结果再存入专（zhuān）用寄存（cún）器。若执行程序输出指令（lìng）时，则将 相应的运算结果存入（rù）输出映像寄存器。

输出刷新阶段在所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中的（de）状态就是欲输出的状 态。在输出刷新阶段将其转存（cún）到输出锁存电路，再经输出（chū）端子输出信号（hào）去驱动用户输 出设备，这就是PLC的实际输（shū）出。PLC重复地执行上述三个阶段，每重复（fù）一次就 是一个（gè）工作周期（或称扫描周期）。工（gōng）作周期的长（zhǎng）短与程序的长短有关。

顺序扫描的工（gōng）作方式是PLC的基本工作（zuò）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（háng）提供了有力的保证。

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

数（shù）控机床的外围故障比系统故障发生的几率要（yào）高。故（gù）障表现形态各异，在作故障 诊断（duàn）时，要充分（fèn）利用系统的（de）外（wài）围报警信（xìn）息，结合（hé）PMC梯形图的逻辑关系（xì），并且 仔细观察I/O接口的状（zhuàng）态 六（liù）、故（gù）障（zhàng）诊（zhěn）断原则和方法2.简述数控机床故障诊断及维修的一（yī）般方法

常规检查法，数控机床的检修要求维（wéi）修人员掌握先外部后内（nèi）部的原（yuán）则，即当数 控机床发生故障后，维修人员应先用（yòng）望、听、闻等方法，由外向内逐一进行检查。