北一大隈数控立床

关于数（shù）控机床的

PLC数控机床PLC的分类（lèi）

PLC在（zài）CNC系统中（zhōng）是介于CNC装置与机床之间的中间环节。其根据输入（rù）的离散信（xìn） 息，在内部进行（háng）逻辑（jí）运（yùn）算（suàn）并完成输（shū）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“内置式” PLC,另一（yī）类是输入/输出接口技术规范、输入（rù）/输出点数、程序存储容（róng）量以及运算和（hé）控制功能等均能满足 数控 机床控制要求的“独（dú）立式” PLCo内“置式 ” PLC“内置式” PLC从属于CNC装置，PLC与CNC间的（de）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/输出接口电路实现信（xìn）号传 送，如下图所示。

内置式（shì）PLC有（yǒu）以下特点：

① 内置式PIC能（néng）独立工作，只是CNC带有（yǒu）PLC功能，两者是不能分（fèn）离的。

② 内置式PLC的性能指标（如：输入输出点数（shù）、程序大步（bù）数、每步执（zhí）行时间、 程序扫描时间、功能指令数目等）是根据所（suǒ）从属的CNC系统的规格、性能、适（shì）用机 床（chuáng）的类型等确定（dìng）的。其硬件和（hé）软件部分（fèn）是被作（zuò）为CNC系统的基本功能或附加功能与（yǔ） CNC系统统一设计制造的，因此系统硬件和（hé）软件整体结构十分紧凑。

③在（zài）硬件结构上，内置（zhì）式PLC可与CNC共用一（yī）个CPU,也可单独使用一个CPU； 内置式PLC 一般（bān）单独制成一块附加（jiā）板，插装到（dào）CNC主板的插座上，不单独（dú）配备（bèi） I/O接口，而是使（shǐ）用CNC系通本身的I/O接口； PLC控（kòng）制部分及（jí）部分I/O电路 所用电源（一般是输入口电源，而输出口电（diàn）源是另匹配的）由CNC装置提（tí）供，不 另备电源（yuán）。

④由于CNC的功能和PLC的功能在设计时就已经一同考虑，所以（yǐ）CNC和PLC之 方便，故障（zhàng）诊断功能和系统的（de）可靠性也有提高。

独“立式 ” PLC

独立式PLC是独立于CNC装置（zhì），具有（yǒu）完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定 控制任务置。采用独立式PLC的数控机床系（xì）统框图如（rú）下图（tú）所示（shì）。

独立式PLC有以（yǐ）下特点：

独立式PLC和CNC是通过输入（rù）/输出（chū）接（jiē）口电（diàn）路连（lián）接（jiē）的。

独立式PLC在数控机床（chuáng）的应用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（yòng）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。

独立式PLC的输入、输出点数可以通过输入、输（shū）出（chū）模块（kuài）的增减灵活配置。有的（de）独 立型PLC还可通过多个远程终端连接器构成（chéng）有大量输入、输出点（diǎn）的网络，以实现大 范围的（de）集中控制。

数控机床PLC的（de）工作过程

PLC的（de）工作过程基本上就是用户程序的执行过程，是在系统软件的控制下顺次（cì）扫描 务输入点（diǎn）的状态，按用户逻辑解算控制逻辑，然（rán）后顺序向各输出点发出相应的控制信 号（hào）。此外，为提高工作的可靠性和及时接收外来的控制（zhì）命令，在每个扫描周期（qī）还要（yào）进 行故障自诊断和处理以及编程器、计算（suàn）机的通信请求等。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本工作（zuò）方式，这种方式简单直观，而（ér）且方便用户程 序设计，为PLC的可靠运行提供了（le）有力的保证。所扫描到的指（zhǐ）令被（bèi）执行后，其结（jié）果 立刻（kè）就被后面将要扫描（miáo）的指（zhǐ）令所利用。可以通过CPU设置定时器来监视每次扫（sǎo）描时（shí） 间是否超过规定时间，避免由（yóu）于（yú）CPU内部故障使程序执行进（jìn）入死循环。

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（sǎo）描方式将所有输入端的输入信号状（zhuàng）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（hào）的采样。接着（zhe）转入程序执（zhí）行阶段， 在程序执行期间，即使（shǐ）输入状态（tài）变化（huà），输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态 的变化（huà）只能在下一个（gè）工作周期的输入釆样阶（jiē）段才被重新读入。

程序执行阶段在程（chéng）序（xù）执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描。如程序用梯形图 表示，则总是按先上后下、先左后右的顺（shùn）序扫描。每扫描到一条指令时所需要的输入 状态或其（qí）他元素的状态，分别（bié）由输入映像寄存器或输出映像（xiàng）寄存器中读入，然后进行 相应的逻辑或算术运（yùn）算，运算结果再存入专用寄存（cún）器。若执行程序输出指令时（shí），则将 相应的运算结果存入输出映像寄存器。

输出刷新阶段在所有指令（lìng）执行完毕后，输出（chū）映像寄存器（qì）中的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（chū）锁存电路（lù），再经输出端（duān）子输出信号去（qù）驱（qū）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（shì）一个工作周期（或称扫描（miáo）周期）。工作周（zhōu）期（qī）的长短与程序的长短有关。

顺序扫描的工作方（fāng）式（shì）是PLC的基本工作（zuò）方式，这种方式简单直观（guān），而（ér）且方便用户程序设计（jì），为PLC的可靠运行提（tí）供了（le）有力的保证（zhèng）。

PLC对用户程序的循环扫描执行过程，可分为输入釆（biǎn）样、程序执（zhí）行、输（shū）出刷（shuā）新 三个（gè）阶段

数控机床的外（wài）围故障比系统故障发生的几率要高。故障表现形态各异，在作故障 诊断时（shí），要充分利用系统的外（wài）围（wéi）报警信息，结合PMC梯形图（tú）的逻辑关系，并且 仔细观察（chá）I/O接口的状态 六、故障诊断原则和方法2.简述数控机床故障诊断及维修的一般方法

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