北一大隈数控（kòng）立（lì）床（chuáng）

关于数控机床的

PLC数控机床（chuáng）PLC的分类

PLC在CNC系统中是介于CNC装置与机床之间的中（zhōng）间环节（jiē）。其根据输入的（de）离散信 息（xī），在内（nèi）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,另一类（lèi）是输入/输出接（jiē）口技术规范、输入/输出点数、程序存储容量以及运算和控制功能等均能满足（zú） 数控 机床控制要求（qiú）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（sòng）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号传 送，如下图所示（shì）。

内置式（shì）PLC有以下特点：

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

② 内置式PLC的（de）性能指标（如：输入输出点数、程序（xù）大步数、每步执行时间、 程序扫（sǎo）描（miáo）时间、功能指令数目等（děng））是根据（jù）所从属的CNC系统的规格、性能、适用机 床的类型等确定的。其硬件和软件部分是被（bèi）作为CNC系（xì）统的基本功能或附加功能与 CNC系统统（tǒng）一设计制造（zào）的，因（yīn）此（cǐ）系统硬件和软件整体（tǐ）结（jié）构十分紧凑。

③在硬件结构上，内置式PLC可与CNC共用一个（gè）CPU,也可单（dān）独使用一个CPU； 内置式PLC 一般单独制成一块附加（jiā）板，插（chā）装到CNC主板的插座上，不单独配备 I/O接口，而是使（shǐ）用（yòng）CNC系通本身的I/O接口； PLC控制部（bù）分（fèn）及部分I/O电路（lù） 所用电源（一般是输（shū）入口电源，而输出口电源是另匹配的）由CNC装置提供，不 另备电源。

④由于CNC的功能（néng）和PLC的功能（néng）在设计（jì）时就已经一同考虑，所（suǒ）以CNC和PLC之 方便，故（gù）障诊断功能和系统的（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（jù）有完（wán）备的硬件和软件功能，能够（gòu）独立完成规定 控制任务置。采用（yòng）独立（lì）式PLC的数控机床系统框图如下图所示。

独（dú）立式PLC有以下特（tè）点：

独立式PLC和（hé）CNC是通过（guò）输入/输出接口电路连接的。

独立式PLC在数控机床的应用中一般采用中（zhōng）型或大型PLC, I/O点数一般在 200点以上，所以多采用积（jī）木式模块化结构（gòu），具有安装方便、功能易于（yú）扩展和变更等优点。

独立式PLC的输入、输（shū）出点数可以通过输入、输出模块的增（zēng）减灵活配（pèi）置。有的独 立型PLC还（hái）可通过多个远程终端连接器构成有（yǒu）大量输入、输出点的网络，以实现大 范围的集中控制。

数控机床PLC的工作过程（chéng）

PLC的工作（zuò）过程基本上就是用户程序的执行过程，是在系统软（ruǎn）件的（de）控制下顺次扫描 务输入点的状态，按用户逻辑解算控制逻辑，然后顺序向各输出点发出相应的控制信（xìn） 号。此外，为提（tí）高工作的可靠性（xìng）和及时接收外（wài）来的控制命令，在每个（gè）扫描（miáo）周期还要进 行故障自诊断和处理以及编程器、计算（suàn）机的通（tōng）信请求等。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本工（gōng）作方式（shì），这种方式简单直观，而且方便用户程 序设（shè）计，为PLC的可靠运行提（tí）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（miàn）将要（yào）扫描的指令所利（lì）用。可以通过CPU设置定（dìng）时器（qì）来监视每次扫描时 间是否超过规（guī）定时间，避免由于CPU内部故障使程序执行进入死循环。

对用户程序的循（xún）环扫描执行过程，可分为（wéi）输入（rù）采样、程序执行、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（duàn），PLC以扫描方式将所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（cún）起来，称为对输入信号的采样。接着转入程序执行阶段， 在程序执行期间，即使输入状态变化，输（shū）入映像寄存器的内容也不会改变（biàn）。输入状态 的变化（huà）只能在下一个工作（zuò）周期的输入釆样阶（jiē）段才被重新读入。

程序执行阶段在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描。如程序（xù）用梯形图 表示（shì），则总是按（àn）先上后下、先左后右（yòu）的顺序扫描。每（měi）扫描到一条指令时所需要的输入 状态或（huò）其他元素的状态，分（fèn）别由输入映像寄存器或输出（chū）映像寄存器中读（dú）入，然后进行 相应的逻辑或算术运算，运算（suàn）结果再存入专用寄存器。若执行程序输出指令时，则将 相（xiàng）应的运算结果存入输出映（yìng）像寄存器。

输出刷新阶段（duàn）在所有指令执行完毕后，输出映像寄（jì）存器中的状态就是欲（yù）输出的（de）状（zhuàng） 态。在输出刷（shuā）新阶段将其转存到输出锁存（cún）电路，再经输（shū）出端子输出信号去驱动（dòng）用户输 出设备，这就是（shì）PLC的实际输出。PLC重复地执（zhí）行上述（shù）三个阶段，每重复一（yī）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（kě）靠运行提供了有力的（de）保证。

PLC对用户程序的循（xún）环（huán）扫描执行过程，可（kě）分为（wéi）输入釆样、程序执（zhí）行、输出刷（shuā）新 三个阶段

数控机床（chuáng）的外围故障比系统故障发生的（de）几率要高。故障表现形态各异，在作故障 诊断时，要充分利用系统的外（wài）围报警信息，结合PMC梯形图的逻辑关系，并（bìng）且 仔细观察I/O接口的状态（tài） 六、故（gù）障诊断原则和（hé）方法2.简述（shù）数控机床故障诊断及维修的一般方法

常规检查法，数控机床的（de）检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则（zé），即当数 控机床发（fā）生故（gù）障后，维修人员应先用望、听、闻等方法，由外向内逐一进行检查。