北（běi）一大隈数控立床

关（guān）于数控机（jī）床的

PLC数控机床PLC的分（fèn）类（lèi）

PLC在CNC系统（tǒng）中是介于CNC装置与机床之间的中间（jiān）环节。其（qí）根据输入的离散信 息，在内部进行逻辑运算并完成输出功能。数控机床PLC的结构（gòu）形式可（kě）分为（wéi）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,另一类是输入/输（shū）出接口技术（shù）规范、输入/输出点数、程序存储容量以及运算（suàn）和控制功能等均能（néng）满足 数控 机床控制要求的“独立式” PLCo内“置（zhì）式 ” PLC“内置式” PLC从属于（yú）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（shū）出接口电路实现信号传 送（sòng），如下图所（suǒ）示。

内置式（shì）PLC有以下特点：

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

② 内置式PLC的性能指标（如（rú）：输入输出点数、程序大步数、每（měi）步执行时间、 程序扫描时间、功能指令（lìng）数目等（děng））是根据所从（cóng）属的CNC系统的规格、性能、适用机 床的类型（xíng）等（děng）确定的。其硬件和软件部分是被作为CNC系统的基本功能或附加功能与 CNC系统（tǒng）统一（yī）设计制造的，因此系（xì）统硬件和软件整体结构十（shí）分紧凑。

③在硬件结构上，内置式（shì）PLC可（kě）与CNC共用一个CPU,也可单独使用一个CPU； 内置式PLC 一般（bān）单独制成一块附加板，插装到CNC主板（bǎn）的插座上，不单独配备 I/O接口，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（yòng）电源（一般是输入口电源，而输出口（kǒu）电源是另匹配的）由CNC装（zhuāng）置提供，不 另备电源。

④由于CNC的功能和PLC的功能在（zài）设计时就已经一同考虑（lǜ），所以CNC和PLC之 方便（biàn），故障诊断功能和系统的可（kě）靠（kào）性也有提高。

独“立式 ” PLC

独立式PLC是独立于（yú）CNC装置（zhì），具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定 控制任（rèn）务置。采用独立式PLC的数控机床（chuáng）系统框图如下（xià）图所示。

独立式PLC有以下特点：

独立式PLC和CNC是通过输入/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（yòng）中型或大型PLC, I/O点数一般在 200点以上，所以多采（cǎi）用积木式模块化结构，具有安装方便、功能易于（yú）扩展和变更等优点。

独立式PLC的（de）输入、输出点数（shù）可以通过输（shū）入、输出（chū）模块的增减灵活配置。有的独 立型PLC还可通过多个远程（chéng）终端连接器构成（chéng）有大量输入、输出点的网络，以实（shí）现大（dà） 范围的集中控制。

数控机床PLC的工作过程

PLC的工作过程基本上就是用户程（chéng）序（xù）的执（zhí）行过（guò）程，是在系统软件（jiàn）的控制下顺次扫描 务输入点的状态，按用户逻辑解算控制逻（luó）辑（jí），然（rán）后顺序向各输出点（diǎn）发出相应的控制信 号。此外，为提（tí）高工作的可靠性和及时接收外来的控制命令，在每个扫描周期还要进 行（háng）故（gù）障自诊断和处理以（yǐ）及编程器、计算（suàn）机的通信请（qǐng）求等。

顺序扫描的工作方式是（shì）PLC的基本工作方式，这种方式简单直观，而且方便（biàn）用户程 序设计，为PLC的（de）可靠运（yùn）行提（tí）供了有力的保证。所扫描到的指（zhǐ）令被执行后，其结果 立刻就被后面将要（yào）扫（sǎo）描的指令所利（lì）用（yòng）。可（kě）以通过CPU设置定时器来监（jiān）视每次扫描时 间是否超过规定时间，避免由于CPU内部故障使程序执行进入死循环。

对用户程序的循环扫描执行过程，可分（fèn）为输入采样、程序执行、输出刷新（xīn）三（sān）个阶 段，如下图所示：

输入釆样阶段

在输入釆样阶段，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（jì）存器中寄存起来，称为对输入信号的采样。接着转入程序执行阶段， 在（zài）程序执行期间，即使输入状态变化（huà），输（shū）入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态 的变化只（zhī）能（néng）在下一（yī）个工作周期（qī）的输入釆样阶段（duàn）才被重新读入。

程序（xù）执行阶段在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描。如程序用（yòng）梯形图 表示，则总是按先上后下、先（xiān）左（zuǒ）后（hòu）右的顺序扫描。每扫（sǎo）描到一条指令时所需要（yào）的输（shū）入 状态或其他元素的状态，分别由输入映像寄存器或输出映（yìng）像寄存器中（zhōng）读入，然后（hòu）进行（háng） 相应的逻辑或算术运算，运算结果（guǒ）再存入专用寄存器（qì）。若执行程序输出指令时，则将 相应的运算结（jié）果存入输出映像（xiàng）寄存器。

输出刷新阶段在所有指令执（zhí）行完（wán）毕后（hòu），输出映像（xiàng）寄存器中的状态就是欲输出的状 态。在输出刷新阶段将其（qí）转存到（dào）输（shū）出锁存电路，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（fù）地（dì）执行上述三（sān）个阶段，每重（chóng）复一次就 是一个工作周期（或称扫描（miáo）周期）。工作周期的长短与程（chéng）序的长短有关（guān）。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本工作方（fāng）式，这种方式简单直观，而且方便（biàn）用户程序设计，为PLC的可靠运行提供了有（yǒu）力的保证（zhèng）。

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

数控机床的外围故障比系统故障发生的几率要高。故障（zhàng）表现（xiàn）形态各（gè）异，在作故障 诊断时，要充分利用系统的外围报警信息，结合PMC梯形图的逻辑关（guān）系，并且 仔细观察I/O接口的状态 六、故障诊断原则和方（fāng）法2.简述数控机床（chuáng）故障诊断及维修的一般方法

常规检查法（fǎ），数控机床的检修要求维修人员（yuán）掌握（wò）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（xiān）用望、听、闻等（děng）方法，由外向内逐一进行检查。