北一大隈数控立床

关（guān）于数控（kòng）机床的

PLC数控机床（chuáng）PLC的分类（lèi）

PLC在CNC系统中（zhōng）是介于CNC装置（zhì）与机床之（zhī）间的中间环节（jiē）。其根据输入的离散信 息，在内部进行逻辑运算并完成输出功能。数控机床（chuáng）PLC的结构形式可分为两（liǎng）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（shì）输入/输出接（jiē）口技术规范、输（shū）入/输出点数、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（dú）立式” PLCo内“置式 ” PLC“内置式” PLC从属于CNC装置（zhì），PLC与CNC间的信号（hào）传送在CNC装置内（nèi）部（bù） 即可实现。PLC与MT （机床（chuáng）侧）则通（tōng）过（guò）CNC的输入/输出接口电路（lù）实现信号传 送，如下图（tú）所（suǒ）示。

内置式（shì）PLC有以（yǐ）下特点：

① 内置式PIC能独立工作，只（zhī）是CNC带有PLC功能，两者是不能分（fèn）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、每步执行时间、 程序扫描时间、功能指令数目等）是根据所从属的CNC系统的规格、性能、适用机 床的类型（xíng）等确定的。其硬件和软件部分是被作为CNC系统（tǒng）的基本功能或附加功（gōng）能与 CNC系统统一设计制造的，因此系（xì）统硬件和软件整体结构（gòu）十（shí）分紧凑。

③在硬件结构上，内置式PLC可与CNC共用一个CPU,也可单独使用一个（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，不单独配备 I/O接（jiē）口，而是使用CNC系通本身的I/O接（jiē）口； PLC控制部（bù）分及部（bù）分I/O电路 所（suǒ）用（yòng）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（yú）CNC的功能和PLC的（de）功能在设计时就已经一（yī）同考虑，所以CNC和PLC之 方便，故障诊断功能（néng）和系统（tǒng）的可靠性也（yě）有提高。

独“立式 ” PLC

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

独（dú）立式PLC有以下（xià）特点：

独立式PLC和（hé）CNC是通（tōng）过输入/输（shū）出接口电（diàn）路连接的。

独（dú）立式PLC在数控机（jī）床的应用中一般采用中型（xíng）或大型PLC, I/O点数一般在 200点以上，所以多采用积（jī）木式（shì）模块化结构（gòu），具有（yǒu）安装方便、功能易于扩展和变更等优（yōu）点。

独立式PLC的输（shū）入、输出点数可以通过输入、输出模块的增减（jiǎn）灵活配置。有的（de）独 立型PLC还可通过多个远程终端（duān）连接器构成有大（dà）量输入、输出点的网络，以实现大 范围的集中（zhōng）控制。

数控机（jī）床（chuáng）PLC的（de）工作过程（chéng）

PLC的工作过程基本上就（jiù）是用户程序的（de）执行过程（chéng），是在系统软件的（de）控制下顺次（cì）扫描 务输入点的（de）状态，按（àn）用户逻辑（jí）解算控制逻辑，然后顺序向各输出点发出相应的控制信 号。此外，为（wéi）提高工（gōng）作的可靠（kào）性和及时接收外（wài）来的控制命令（lìng），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（jì）算机的通信请求等。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本（běn）工作方式，这种方式简单直观，而且方便用户程 序设计，为PLC的可靠（kào）运（yùn）行提供（gòng）了有力的保证。所扫描到的指令被（bèi）执行后，其（qí）结果 立刻就被后面将要扫描的指令所利用。可以通过CPU设置定时器来监视每次扫描时 间是否超过规定时间，避免由于CPU内部故障使程序执行进（jìn）入死循（xún）环。

对用户程（chéng）序的循环扫描（miáo）执行过程，可分为输入采样（yàng）、程序执（zhí）行、输出刷新三个阶 段，如下图所示：

输（shū）入釆样阶段

在输入釆样阶（jiē）段，PLC以扫描方式将所有输入端（duān）的输入信号状态（ON/OFF状态）读 入（rù）到输入映像寄存器中寄存起（qǐ）来，称为对输入信号的采样。接着转入程序（xù）执行阶段， 在（zài）程序执行期间，即使输入状态变化，输入映像寄存器的内（nèi）容也不会改变。输入状（zhuàng）态 的变化只能在下一个（gè）工作（zuò）周（zhōu）期的（de）输入釆样阶段才被重新读入。

程序执行阶段在（zài）程序执行阶段，PLC对程（chéng）序按顺序进行扫描。如（rú）程序（xù）用梯形图 表（biǎo）示，则总是按先上后（hòu）下、先左后右的顺序扫描。每扫描（miáo）到一条指（zhǐ）令时所需要的输入（rù） 状态或其他元素的状态，分别由输入映像寄存器或输出映像寄存（cún）器中读入，然后进行 相应的逻（luó）辑或算术运算，运算结果再存（cún）入专用寄存器。若执行程序输出指令时，则将 相应的运算结果存入输出映像寄存器。

输（shū）出刷新阶段在（zài）所（suǒ）有指令执行完毕（bì）后，输出映像寄存器中的状态就是欲输出的状 态。在输出刷新阶（jiē）段将（jiāng）其转（zhuǎn）存（cún）到输出锁存电路，再（zài）经输出端子输出信号去驱动用户（hù）输 出设备，这就是PLC的实际输出。PLC重复地执行上述三（sān）个阶段，每重复一次就 是一（yī）个工作周期（或称（chēng）扫描周期）。工作（zuò）周期的长短与程序的长（zhǎng）短有关（guān）。

顺序扫描（miáo）的工作方式是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的可靠运行提供了有力的（de）保证。

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

数控机床的（de）外围故障（zhàng）比系统故障发生的几率要（yào）高。故障表现形态各异（yì），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（xíng）图的逻辑关系，并且 仔细观察I/O接口的状态 六、故障诊断原则和方法2.简述数控（kòng）机床故障诊断及维修的一般方（fāng）法

常规检查法，数控机床的检修（xiū）要求维修人员掌握先外部（bù）后内部的原则，即当数 控机床发（fā）生故障后，维修人员应先用望、听、闻等方（fāng）法，由外向内逐一进行检查（chá）。