北一大（dà）隈数控（kòng）立床

关于数控机床的

PLC数控机床PLC的分类

PLC在CNC系统中是介于CNC装置（zhì）与机（jī）床之间的（de）中间环节。其（qí）根（gēn）据输入的离散信 息，在内部进行（háng）逻辑运算并完成输出（chū）功能（néng）。数控机床PLC的结构形式可（kě）分为两类： 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（lìng）一类是输入/输出接口技术规范、输入/输（shū）出点数、程序存储容量以及（jí）运（yùn）算和（hé）控（kòng）制功能等（děng）均能满足 数控 机床控制要（yào）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CNC装置内（nèi）部（bù） 即可实现。PLC与MT （机床（chuáng）侧）则通（tōng）过CNC的输入/输出接口电路实现信（xìn）号传 送，如下图所示。

内置式PLC有以（yǐ）下特点：

① 内置式PIC能（néng）独立工作，只是CNC带有PLC功（gōng）能，两者（zhě）是不能分（fèn）离的。

② 内置式PLC的性（xìng）能指标（如：输入输出（chū）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 床的类型等确定的。其硬件和（hé）软件（jiàn）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（jì）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（yǔ）CNC共用一个CPU,也可（kě）单独使用（yòng）一个CPU； 内置式PLC 一般单独制成一块附（fù）加板，插装到CNC主板的（de）插座上（shàng），不单独配备 I/O接口，而（ér）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 所用电源（一般是（shì）输入口电源，而输出口（kǒu）电源是另匹配的）由CNC装置提供，不 另备电源。

④由于CNC的功能和（hé）PLC的功能在设计时（shí）就已经一同考虑，所以CNC和（hé）PLC之（zhī） 方便，故障诊断（duàn）功能和系统的可（kě）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，能够独立完成规定 控制（zhì）任务置。采用独立式PLC的数控机床系统框图如下图所示。

独立式PLC有（yǒu）以下特点：

独（dú）立式PLC和CNC是通过输（shū）入/输出接口电路（lù）连接的。

独立式PLC在数控机床的（de）应用中一般采用中型或大型PLC, I/O点数一般在 200点以上，所以多采用积木式（shì）模块化结（jié）构，具有安装方便、功能（néng）易于扩展和变更等优点。

独立式PLC的输入、输出点数（shù）可以（yǐ）通过输入、输出模块的增（zēng）减灵活配（pèi）置（zhì）。有的独 立型PLC还可通过多个远程终端连接器构成有（yǒu）大量输入、输出点（diǎn）的（de）网络，以实现大 范围的集中（zhōng）控制。

数控机床PLC的工作过（guò）程

PLC的工作过程基本上就是用户（hù）程序的执行（háng）过程，是在系统软件的控制下顺（shùn）次扫描 务输入点（diǎn）的状态，按用户逻辑解算（suàn）控制逻辑，然后顺序向各输出点发出相应的控制信 号。此外，为提高工作的可靠性和及时接收外来的控制命令（lìng），在每个扫描周期还要进 行故障自诊断（duàn）和处理以及编程器、计算机的通信请求等（děng）。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本工作方式，这种（zhǒng）方式简单直观，而（ér）且方便用户程 序设计，为PLC的可靠运行（háng）提供了有力的保证。所扫描到的指令被执行后，其结（jié）果 立刻就被后面将要扫描的指令所利用。可以通（tōng）过CPU设置（zhì）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入（rù）死循环。

对用（yòng）户程序的循环扫（sǎo）描执行过程，可分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶（jiē） 段，如下（xià）图所示：

输（shū）入釆样阶段

在输入釆样阶段，PLC以扫描方式将所有（yǒu）输入端的输入信号状态（ON/OFF状态）读 入到输（shū）入映像寄存器中（zhōng）寄存起来，称为对输入信号的采样。接着转入程序执行阶段， 在程（chéng）序执行期间，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（néng）在下一个（gè）工作周期的输入釆样阶（jiē）段才（cái）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。如程序用梯形图 表示，则总是按先上后下、先左后右（yòu）的（de）顺序扫（sǎo）描。每扫描到一条指令时所需要的（de）输入 状态或其他元素的状态，分别由输入映像（xiàng）寄存器或输出映（yìng）像寄存器中读（dú）入，然后进行 相应的逻辑或算术运算，运算结果再存入专用寄存（cún）器。若执行程序输（shū）出指令时（shí），则将 相应的运（yùn）算结果存入输出映像寄存器。

输出刷新（xīn）阶段在（zài）所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中的（de）状（zhuàng）态就是欲输出的状 态。在输出刷新阶段将其转存到输出（chū）锁存电路（lù），再（zài）经输出端子输（shū）出信号（hào）去驱动用户输 出设备（bèi），这（zhè）就（jiù）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（chēng）扫描周期）。工作周期的长短与程序的长短有关。

顺序（xù）扫描的工作方式是PLC的基本工作方式，这种方式（shì）简单直观，而（ér）且方便用户程序设计，为PLC的可（kě）靠运行提供了有力的（de）保证。

PLC对用户程序（xù）的循环扫描执行过程，可分（fèn）为输入釆样、程序（xù）执行、输出刷新（xīn） 三（sān）个阶段

数控机床（chuáng）的外围故障比系统故障发生的几率要高。故障表现形态各（gè）异，在作故障 诊断时，要充分（fèn）利用（yòng）系统的外围报警信息，结合PMC梯（tī）形图的逻辑关系，并且 仔细观（guān）察I/O接口的状态 六、故障诊断原则和方法2.简述数控机床故障诊断（duàn）及维修的一般（bān）方法

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