北一大隈数控立床

关于数控机床的

PLC数控机床PLC的分类（lèi）

PLC在CNC系统（tǒng）中是介于CNC装置与机床之间（jiān）的中间环节。其根据输（shū）入的离散信 息，在（zài）内部进（jìn）行逻辑运算并完成输出功能。数控机床PLC的结构形式可分为两类： 一类是专为实现（xiàn）数（shù）控机床顺序控制而设计制造的“内置式（shì）” PLC,另一类是输入/输出接口技术规范、输（shū）入/输出点（diǎn）数、程序存（cún）储容量以及运算和控制功能（néng）等均能满足 数控 机床控制要求的“独立式” PLCo内（nèi）“置式 ” PLC“内置式” PLC从属于CNC装置，PLC与CNC间的信号传（chuán）送在CNC装置内（nèi）部 即可实现。PLC与MT （机床（chuáng）侧）则通过CNC的输入/输出接口电路实（shí）现信号传 送，如下图所示。

内置式PLC有以下特点：

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

② 内置式PLC的（de）性能指标（biāo）（如：输入输（shū）出点数、程序大步数、每（měi）步执行时（shí）间、 程序扫描时间、功能指令数目等）是（shì）根据所（suǒ）从属的CNC系统的规格、性能（néng）、适用机 床的（de）类型等确定的（de）。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（néng）与 CNC系统统一设计制造的，因此系统硬件和软件整体结构十分紧凑。

③在硬件结构上（shàng），内置式PLC可与CNC共用一个CPU,也可单独使用（yòng）一个CPU； 内置式PLC 一（yī）般单独制成一块附加板（bǎn），插装（zhuāng）到CNC主板的插座上（shàng），不单独配（pèi）备 I/O接口，而是使用CNC系通本身的I/O接口； PLC控制部分（fèn）及部分I/O电路 所用电源（yuán）（一般（bān）是输入口电（diàn）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（gōng）能和PLC的（de）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（néng）和系统的可靠性（xìng）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，能够独立完成规定 控制任（rèn）务置。采用独立式PLC的数控机（jī）床系统（tǒng）框图如下图所示。

独（dú）立式PLC有以下特点：

独立式PLC和CNC是通过输入（rù）/输出接口电路连接的。

独立式PLC在数控机床的应用中（zhōng）一般采用中型或（huò）大型（xíng）PLC, I/O点（diǎn）数一（yī）般在 200点以上（shàng），所以多采用积木（mù）式模块化结构，具有安（ān）装方便、功能易于扩展和变更等优点。

独立式PLC的输（shū）入、输出点数可（kě）以通过输（shū）入、输出模块的增减灵活配置。有的独 立型PLC还可通过多个远程终（zhōng）端连接器构成有大量输入、输出点的网络，以实现大 范（fàn）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序的执行过程，是在系统软（ruǎn）件的控制下顺次扫描（miáo） 务输（shū）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（yīng）的控制信（xìn） 号。此外，为提高工作的可靠性和及（jí）时接收外来的控制命令，在每（měi）个扫（sǎo）描周期（qī）还要进 行故障自诊断和处理以及编程器、计算机（jī）的通信请求等。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本工（gōng）作方式，这种方（fāng）式（shì）简（jiǎn）单直观，而且方便用户程 序设计，为（wéi）PLC的可靠运行提供（gòng）了有力的保（bǎo）证。所扫描到的指令被执行后，其结果 立刻就被后面将（jiāng）要扫描的指令所（suǒ）利用。可以通过CPU设置定时（shí）器来监视每次扫描时 间（jiān）是否超过规定时间，避免由于CPU内部故障（zhàng）使程序执行进入死循环。

对用户（hù）程序的循环扫描执行（háng）过程，可分为（wéi）输入采样、程（chéng）序执（zhí）行、输出刷新（xīn）三个阶 段，如下图（tú）所示：

输（shū）入釆样阶段

在输入釆样（yàng）阶段，PLC以扫描方（fāng）式将所有输入端的输入信号（hào）状态（ON/OFF状态）读 入到输入映像（xiàng）寄（jì）存器中寄存起来，称为对输入信号的采样。接着转入（rù）程序执行阶段， 在（zài）程序执（zhí）行期间（jiān），即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态 的变化只能在下一（yī）个工作周（zhōu）期的输入釆样阶段才被重新读入。

程序执行阶段（duàn）在程序执行阶段，PLC对程（chéng）序按顺序进（jìn）行扫描。如程序用梯形图 表示，则总是按先上（shàng）后下、先左后右的顺（shùn）序扫描（miáo）。每扫描到一条（tiáo）指令时所需要的输入 状态或其他元素的状态，分别由输入映像（xiàng）寄存器或输（shū）出映像寄（jì）存器中读入，然后（hòu）进行 相（xiàng）应的逻辑或算（suàn）术运算，运算结果再存入专用寄存器。若执（zhí）行程序输出指令时，则将 相应的运算（suàn）结果存入输出映像寄存器。

输出刷新阶段在所有指令执行完毕（bì）后，输（shū）出映像寄存器中的状态就是欲输出的状 态。在输（shū）出刷新阶段将其转存到（dào）输出锁存电路，再经输（shū）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）地执行上（shàng）述三个阶段，每（měi）重（chóng）复一次就 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（duǎn）有关。

顺序（xù）扫描的工作方式是PLC的基本工作方式（shì），这（zhè）种方式简单直观（guān），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。

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

数控机（jī）床的外围故（gù）障比系统（tǒng）故障发生的几率要高。故障表（biǎo）现形态各异，在作故障 诊断时（shí），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（zhàng）诊（zhěn）断原则和方法2.简述数控机床故障（zhàng）诊断及维修的一般方法

常规检查法，数控机（jī）床的检修要求维修人员掌（zhǎng）握先外部后内部的原则，即当数 控机床发生故障后，维修（xiū）人员（yuán）应先用望、听、闻等方法，由外向内逐一进行检查。