北一大隈数控（kòng）立（lì）床

关于数（shù）控机床的

PLC数控机床PLC的分类

PLC在CNC系统（tǒng）中是介于CNC装置与机床之间的中间环节。其根据输入的（de）离散信 息，在内部进行（háng）逻辑运（yùn）算并（bìng）完成输出（chū）功能。数控机床PLC的（de）结构形式（shì）可分（fèn）为（wéi）两（liǎng）类： 一类是专为实现数控机床顺序（xù）控制而设计制造的（de）“内（nèi）置式” PLC,另一类是输入/输出（chū）接口技术规范、输（shū）入/输出（chū）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“内置式” PLC从属于CNC装置，PLC与CNC间的信号传送在CNC装置内部 即（jí）可实现。PLC与MT （机（jī）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有以下特（tè）点：

① 内置式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的性能指标（如：输入输出点（diǎn）数（shù）、程序大步数（shù）、每步执行时间、 程序扫描时间、功（gōng）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 床的类型等确定的（de）。其硬件和软件部分是被（bèi）作为CNC系统的基本（běn）功（gōng）能或（huò）附加功能与 CNC系统统一设计（jì）制造的，因此系统硬件和软件整体结构十分紧凑。

③在硬件（jiàn）结构上，内置式PLC可与CNC共用一个CPU,也（yě）可单独使用一个（gè）CPU； 内置式PLC 一般单独制成一块附加板，插装到CNC主板的插座上，不单（dān）独配备 I/O接（jiē）口，而是使用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（bān）是输入口电源（yuán），而输出口电源是另匹配的）由CNC装置提供，不 另（lìng）备电源。

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

独“立（lì）式 ” PLC

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

独立式PLC有以下（xià）特（tè）点：

独立式PLC和CNC是通过输（shū）入（rù）/输出（chū）接口电（diàn）路连接（jiē）的。

独立式PLC在数控机（jī）床的应用中一般采用中型或大型PLC, I/O点数一般在 200点以上，所以（yǐ）多采用积木式模块化结构，具（jù）有安（ān）装方便、功能（néng）易于扩展和变更等（děng）优点。

独立式PLC的（de）输入、输出点数（shù）可以通过输入、输出模块的增减灵活配置。有的独 立型PLC还可通（tōng）过多个远程终端连（lián）接器（qì）构成有大量输入、输出点（diǎn）的网络，以实现大 范围（wéi）的集中控（kòng）制。

数控机床PLC的工作过程

PLC的工作过程基本上就是用户程序的执（zhí）行过程，是在系统软（ruǎn）件的控制下顺次扫描 务输入点（diǎn）的状态，按用户逻辑解算控制（zhì）逻辑，然后（hòu）顺序向各输出点（diǎn）发出相应的控制信 号。此（cǐ）外，为提高（gāo）工作的可靠性和及时接收外（wài）来的控制命令，在每个扫描周期还要进 行故障自诊（zhěn）断和（hé）处理以及编程器、计（jì）算机的通信（xìn）请求等。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本工（gōng）作方式，这（zhè）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的保证。所扫描（miáo）到（dào）的指令被执（zhí）行后（hòu），其结果 立（lì）刻就被后面将（jiāng）要扫描（miáo）的指令所利（lì）用。可以通过CPU设置定时器来监视每（měi）次扫描（miáo）时（shí） 间是否超过规定（dìng）时间，避（bì）免（miǎn）由于CPU内（nèi）部故障使程序执行（háng）进入死循环。

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（shuā）新三个阶 段，如下图所示：

输入釆样阶段

在（zài）输（shū）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（rù）到输入映像寄存器中（zhōng）寄存起（qǐ）来，称为对输入信号的采样。接着转入程序执行阶段， 在程序（xù）执行期间（jiān），即使（shǐ）输入状态变化，输入映像寄存器的内容（róng）也不会改变。输入状态 的变化只能在下一个工作周期的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对程序按顺（shùn）序进行扫（sǎo）描。如（rú）程序（xù）用梯形图 表示，则总是按先上（shàng）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 状态或其他元素的状态（tài），分别由输入映像寄存器或输出映（yìng）像寄存器中读入（rù），然后进行 相应的逻辑或算术（shù）运（yùn）算，运算结果再存入专用寄存器。若执行程序输出指令时，则将 相应（yīng）的运算结果存入输出映像寄存器。

输出刷新阶段在（zài）所有指令执（zhí）行完毕后，输出映像寄存器中的状态就是欲（yù）输出的状 态。在输出刷新阶段将其转存到输（shū）出锁存电路，再经（jīng）输出端子输出信号去驱动用户输 出设备，这（zhè）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（qī）（或称（chēng）扫描周期）。工（gōng）作周期的长短与程序的长短有关（guān）。

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

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

数控机床的外围故障比（bǐ）系统故（gù）障发生的几率要高。故障表（biǎo）现形态各异，在作故障 诊断时，要充分利用系统的外围报（bào）警信息，结合PMC梯形图的逻辑关系，并且 仔细观察I/O接口（kǒu）的状态 六、故障诊断原则和方法2.简述数控机（jī）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（xiū）要求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，维修人员应先用望、听、闻等方（fāng）法（fǎ），由外向内逐一进行检查。