北一大隈（wēi）数控立床（chuáng）

关于数控机床（chuáng）的

PLC数（shù）控机床PLC的分类

PLC在CNC系统中是介于CNC装（zhuāng）置与机床之间的中（zhōng）间环节。其（qí）根据输（shū）入的离散信 息，在内部进（jìn）行逻辑运算并完（wán）成（chéng）输出功能。数控机床PLC的结构（gòu）形（xíng）式可分为两类： 一类是（shì）专为实（shí）现数控机床顺（shùn）序控（kòng）制而设计制造的“内置式” PLC,另一类是输入/输（shū）出接口技术规范（fàn）、输入/输出点数、程序（xù）存储容量以及运算和控制（zhì）功能等均能满（mǎn）足 数（shù）控 机床控制要求的“独立式” PLCo内“置式 ” PLC“内置式” PLC从属于CNC装置，PLC与CNC间的信号传送在（zài）CNC装置内部（bù） 即可实现。PLC与MT （机床侧）则通过CNC的输入/输出（chū）接口电（diàn）路实现（xiàn）信号传 送，如下图所示。

内置式PLC有以下特点：

① 内（nèi）置式PIC能独立工作，只是CNC带有PLC功能，两者是不能分（fèn）离的。

② 内置式PLC的性能指（zhǐ）标（如：输入输（shū）出点数、程序大步数、每步执行时间（jiān）、 程（chéng）序扫（sǎo）描时间、功能指令数目等）是根据所从（cóng）属的CNC系统的规格、性能、适用（yòng）机 床的类型等确定（dìng）的（de）。其硬件和（hé）软件部分是被作为CNC系统的基（jī）本功能或附（fù）加功能（néng）与 CNC系（xì）统统（tǒng）一设计制造的，因此系统硬件和软（ruǎn）件整体结构十分紧凑。

③在硬件结构上，内（nèi）置（zhì）式PLC可与（yǔ）CNC共用一个CPU,也可单独使（shǐ）用一个CPU； 内置式PLC 一（yī）般单（dān）独制成一块附加板，插装到CNC主（zhǔ）板的插座上，不单独配备 I/O接口，而是使用CNC系通本身的I/O接（jiē）口（kǒu）； PLC控制部（bù）分及部分I/O电路 所用电源（一（yī）般（bān）是输入（rù）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（de）功能和PLC的功能在设计时就已经（jīng）一（yī）同考虑，所以CNC和PLC之 方便，故障诊断功（gōng）能和系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（bèi）的硬件和软件功（gōng）能，能够独立完成规定 控制任务置。采用独立（lì）式PLC的数控机床系统框图如下图所示。

独立式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（shù）控机（jī）床的应（yīng）用中一般采用（yòng）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）木式模块化结构，具（jù）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、输出点（diǎn）数可以通过输入、输出模块的增（zēng）减灵活配置（zhì）。有的独 立型PLC还可通过多个远程终端连接（jiē）器构成有大量输入、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

PLC的工作（zuò）过程（chéng）基本上就（jiù）是用户程序的执行过程，是在系统软件的（de）控制下（xià）顺次扫（sǎo）描 务输入点的状态，按用户逻辑解算控制逻辑，然（rán）后顺序向各输出点发出相应的控制信 号。此外，为提高工作的可靠性和及时接收外来的控制命令，在每（měi）个扫描周期还要进 行故障自诊断（duàn）和处理以及编（biān）程器、计算机的通（tōng）信请求等。

顺序扫描的工作方式（shì）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保证（zhèng）。所扫描到的指（zhǐ）令被执行后，其结果 立刻就被后面将要扫描的指令所利用。可以通过CPU设（shè）置定（dìng）时器来监视每次扫描时 间（jiān）是否超过规定时间，避免由于CPU内部故障使程序执行进（jìn）入（rù）死循环。

对用（yòng）户程序的循环扫描执行过程，可分为输入采样（yàng）、程序执（zhí）行、输出（chū）刷新三（sān）个阶 段，如下（xià）图所示：

输入釆样阶段

在输入釆样（yàng）阶段，PLC以扫描（miáo）方式将所有输（shū）入端的输入信号状态（ON/OFF状态）读 入到输入映像寄存（cún）器中寄存起来，称为对输入信（xìn）号的采样（yàng）。接着转（zhuǎn）入程序执行（háng）阶（jiē）段， 在程序执行期间，即使输入状（zhuàng）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（huà）只能在下一个工作周（zhōu）期的输入釆样阶段才被重新读入。

程序执行阶段在（zài）程（chéng）序执行（háng）阶（jiē）段，PLC对程序按（àn）顺序进行扫描。如程序用梯形图 表示，则总是（shì）按（àn）先上后下、先左后右的顺序扫描。每扫描（miáo）到一条指令（lìng）时所需（xū）要的输入 状态或其他元素的状态，分别由输入映像寄存器或输出映像寄存器中读（dú）入，然后进行 相应的逻辑或（huò）算术运（yùn）算，运算结果再存入专用寄存器。若执行程序输出指（zhǐ）令时，则将 相（xiàng）应（yīng）的运算结果存入输出映像寄存器。

输出刷新阶（jiē）段在所有指令执行完（wán）毕后，输出（chū）映像寄存器中的状（zhuàng）态就是欲输出的状 态。在输出刷新阶段（duàn）将其（qí）转存到（dào）输出锁存电路，再经输（shū）出端子输出信号去驱（qū）动（dòng）用户输 出（chū）设备，这就是PLC的实际输出。PLC重复地执行上述三个阶段，每重复一次就 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。

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

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

数（shù）控机床的外围（wéi）故障比系统故障发生的几（jǐ）率要高。故障表现形（xíng）态各异，在作故障 诊断时，要充分利用系统的（de）外围报警信息，结合PMC梯形图的逻辑关系，并且 仔细观察I/O接口的状（zhuàng）态 六、故障诊断原（yuán）则和方法（fǎ）2.简述数控机床故障诊断及维修的一般方法

常规检查法，数控机床的检修要求维（wéi）修（xiū）人（rén）员掌握先（xiān）外部后内部的原则，即当数 控（kòng）机床发生故障后，维修人员应先用望、听、闻等方（fāng）法，由（yóu）外向内逐（zhú）一进行检（jiǎn）查。