北一大（dà）隈数控立（lì）床

关于数控机（jī）床的

PLC数控机床PLC的分类（lèi）

PLC在CNC系统中是介于CNC装（zhuāng）置与机床之间的中间环节。其根据输入的离散信 息，在内（nèi）部进（jìn）行逻辑运算并完成输出功能。数控机床PLC的结构形式（shì）可分为两类： 一类是专为（wéi）实现数控机床顺序控制而设计制造（zào）的（de）“内置式” PLC,另一类是（shì）输入/输出接口技术规范、输入/输（shū）出点数、程序存储（chǔ）容量以及运算和控制功能等（děng）均能满足 数控 机床控制要求的（de）“独（dú）立式” PLCo内“置式 ” PLC“内置（zhì）式” PLC从属（shǔ）于CNC装置，PLC与CNC间的信号传送在CNC装（zhuāng）置内部 即可实现。PLC与MT （机床侧）则通过CNC的输入/输出（chū）接口电路实现（xiàn）信号传 送，如下图所示。

内置式PLC有以下特（tè）点：

① 内置式（shì）PIC能独立（lì）工（gōng）作，只是CNC带有PLC功能，两者是不能分离的（de）。

② 内置式PLC的性能指标（如：输入（rù）输出点数、程序大步数、每步执行时间、 程序扫描时（shí）间、功能指令数目等）是（shì）根据所从属的CNC系统的规格、性能、适用机 床（chuáng）的（de）类型等确定的。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系统统一设（shè）计制造的，因（yīn）此系统硬件和（hé）软（ruǎn）件整体结（jié）构十分紧凑。

③在硬件结构上，内置式PLC可与CNC共用一个CPU,也可单独使用一个CPU； 内置式（shì）PLC 一般单独制成一块附加板，插装到CNC主板的（de）插座上，不单独配（pèi）备 I/O接口，而（ér）是使用CNC系通（tōng）本身的I/O接口； PLC控制（zhì）部分及部分I/O电路 所用电源（一般是输入口电（diàn）源，而输出口电源是另匹配的）由CNC装置（zhì）提供，不 另备电（diàn）源。

④由于CNC的（de）功能和PLC的功能在设计（jì）时就（jiù）已经一同考虑，所以CNC和（hé）PLC之 方便，故（gù）障（zhàng）诊断功能和系（xì）统的可靠性也有提高。

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）立完成（chéng）规定 控制（zhì）任务置。采用独（dú）立式PLC的数控机床系统框图如下图所示。

独立式PLC有以下特（tè）点：

独立式PLC和CNC是通过输入（rù）/输（shū）出接口电路连（lián）接的。

独立式PLC在数控（kòng）机床的应用中一（yī）般采用中型（xíng）或大型PLC, I/O点（diǎn）数一般在 200点以上，所以多（duō）采用积木式模块化结构，具有安（ān）装方便、功能易于扩（kuò）展和变（biàn）更等优点。

独立式PLC的输入、输出点数可以通过输入、输出模块的增减灵活配（pèi）置。有的独 立型PLC还可（kě）通过多个远程终（zhōng）端连接器构成有大量（liàng）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

PLC的工作过程基本上就是用户（hù）程序的执行过程，是在系统软件（jiàn）的（de）控制下顺次扫描 务输入点的状态，按用户逻辑（jí）解（jiě）算控制逻辑，然后顺序向（xiàng）各输出点发出相应的控制信 号。此外（wài），为（wéi）提高工作的（de）可靠性和及时接收外来（lái）的控制命令，在每个扫描周期（qī）还要进 行故障自诊断和（hé）处理以及（jí）编程器、计算机的通信请求（qiú）等。

顺序扫描的工作方式是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（wéi）PLC的可靠运行提供了有力的保证。所扫描到的指令被执行后，其结果（guǒ） 立刻就被后（hòu）面将要扫描的指令所（suǒ）利用。可以通（tōng）过CPU设置定时器来监视每次扫（sǎo）描时 间是否超过规定时间，避免由于CPU内（nèi）部故障使程序执行进入死循环。

对用户程（chéng）序的循环扫描执行过（guò）程，可分为输入（rù）采样、程（chéng）序执行、输出刷新三个阶（jiē） 段，如下图（tú）所示（shì）：

输入釆样阶段

在输入釆样阶段，PLC以扫描方式将（jiāng）所有输入端的输入信号状态（ON/OFF状态）读（dú） 入到输入映像（xiàng）寄存器中寄（jì）存起来，称为对输入信号的采样。接着转入程序执（zhí）行阶段， 在程序执（zhí）行期间（jiān），即使输入状态（tài）变化，输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态（tài） 的变（biàn）化（huà）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对程序按顺序进行扫描。如（rú）程序用梯（tī）形图 表（biǎo）示，则总是按先上后下、先左后右的顺序扫描。每扫描到一条（tiáo）指（zhǐ）令时所需要的输入 状态或其他元（yuán）素的状态，分别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算，运（yùn）算结果再（zài）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。

输出刷新阶段在所有指（zhǐ）令执行完毕后，输出映（yìng）像寄存器中的状态就是欲输出的状 态。在输出刷新阶段将其转存到输出锁存电路（lù），再经（jīng）输出端子输出（chū）信号去驱动用户输 出设备，这就（jiù）是PLC的（de）实际输出。PLC重复地执行上述三个阶段，每重复一次就 是一（yī）个工作（zuò）周期（或称（chēng）扫描周期）。工作周期的长短与程序的长短有关。

顺序（xù）扫（sǎo）描（miáo）的工作方（fāng）式是PLC的（de）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（tí）供了有力的保证。

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

数（shù）控机床的外（wài）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围报警信（xìn）息，结合PMC梯形（xíng）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（cháng）规检查法，数（shù）控机床的检（jiǎn）修要求维修人员掌握先外部后内部的原（yuán）则，即当数 控机床（chuáng）发生故障后，维（wéi）修人（rén）员应先用望、听、闻等方法，由外向内（nèi）逐一进行检查。