北一大（dà）隈数控立床

关于数控机床（chuáng）的

PLC数控机床PLC的（de）分类

PLC在CNC系统（tǒng）中是介于CNC装置与机床之间的中间环节。其根据输入的离散信 息，在内部进行逻辑运算并完成输（shū）出功能。数控机（jī）床PLC的结（jié）构形式可分为两类： 一类是专为实现（xiàn）数控机床顺序控制而（ér）设计制造的“内置式” PLC,另一类是输入/输出接（jiē）口技术规范、输入/输出点数、程序存储容量（liàng）以及（jí）运算和控制（zhì）功能等均能（néng）满（mǎn）足（zú） 数控 机床控制要求的“独立式（shì）” PLCo内“置式 ” PLC“内置式” PLC从属于CNC装置，PLC与CNC间的信（xìn）号传送在CNC装置内部 即可（kě）实现（xiàn）。PLC与MT （机床侧）则通过CNC的输入/输出接口电路实现信（xìn）号传 送，如（rú）下图所示（shì）。

内置式PLC有以下特点：

① 内置式PIC能独（dú）立工（gōng）作，只是CNC带有PLC功能（néng），两者是（shì）不能分离的。

② 内置式PLC的性能指标（如：输入输出点数、程序大步数、每步执行时间、 程序扫描时间、功（gōng）能（néng）指令（lìng）数目等）是根据所从属（shǔ）的CNC系统的规格、性能、适用机 床的类型（xíng）等确定的。其（qí）硬件和软件（jiàn）部分是被作为CNC系统的基本功能或附（fù）加功能与（yǔ） CNC系统统一设计制造的，因此系统硬件和软件整体结构（gòu）十分紧凑。

③在硬件结构上，内置式PLC可与CNC共用一个（gè）CPU,也可单（dān）独使用一个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（bú）单独配备 I/O接口，而是使用（yòng）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（diàn）源（一般是输入口电源，而输出口电源（yuán）是另匹配（pèi）的）由CNC装置提供，不 另备电源。

④由于CNC的功能和PLC的功能在设计时就已经一同考虑，所以CNC和PLC之 方便，故障诊断功能和系统的可靠性也有提高。

独“立式 ” PLC

独（dú）立式PLC是独立于CNC装（zhuāng）置，具有完备的硬件和软件（jiàn）功能，能够独立完（wán）成规定 控制任务置。采用独立（lì）式PLC的数控机床系统（tǒng）框图如下图所示。

独立式PLC有以下（xià）特点（diǎn）：

独立式PLC和CNC是通过输入/输出接口电路连接的。

独（dú）立式PLC在数控机（jī）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（diǎn）以上，所以多采用积木式模块化结构，具有安装方便、功能易于（yú）扩展和（hé）变更等优点。

独立（lì）式PLC的输入、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连接器构成有大量输入（rù）、输出点的网络，以实现大 范围的（de）集中控制。

数控（kòng）机床PLC的工作过程

PLC的工作（zuò）过程基本上就是用户程序的执行过程，是在系统软件的控制下顺次（cì）扫描 务输入点的状态，按用户逻辑解算控制逻辑，然后顺序向各输出点发出（chū）相应的（de）控制信 号。此外，为提（tí）高工作的可（kě）靠性和及（jí）时接收（shōu）外来的控制命令，在（zài）每个扫描周期还要（yào）进 行故（gù）障自诊断和处理以及编程器、计算机的通信（xìn）请求等。

顺序扫描（miáo）的工作（zuò）方式是PLC的（de）基本（běn）工作方式（shì），这种方式简（jiǎn）单直观，而且方便用户程 序设计，为PLC的可靠运行（háng）提供了有力的保（bǎo）证。所扫描到的指令被执行后，其结（jié）果 立刻就被后面将要（yào）扫描的指（zhǐ）令所利用。可以通过CPU设（shè）置定时器来监视（shì）每次扫描时 间是否超过规（guī）定时间，避免由于CPU内部故障使程序执（zhí）行进入死循环。

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

输入釆样阶段

在输入釆样阶段，PLC以扫描方（fāng）式将（jiāng）所有输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（duì）输入信号的采样。接着转入程序执行阶段， 在程序执（zhí）行期间，即使输入状（zhuàng）态变（biàn）化，输入映像寄存器（qì）的内容也不会改变。输入状态 的变化只能在下（xià）一个工（gōng）作周（zhōu）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（chéng）序按顺序进行扫描。如程序用梯形图 表示，则总是按先上后（hòu）下、先左后右的顺序扫描。每扫描到一（yī）条指令时所需要的输入 状态或其他元素的状态，分别由输入映像寄存器或输出映像寄存器中读入，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器。若执行程序输出指令时，则将 相应的运算结果存入（rù）输出映像寄存器。

输出（chū）刷新（xīn）阶段在所有指令执行完毕后，输出映像（xiàng）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，再经输出端子输出信号去（qù）驱（qū）动（dòng）用（yòng）户输 出设备，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（jiù） 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有关。

顺序扫描的工（gōng）作方（fāng）式是（shì）PLC的（de）基本工作方式，这种（zhǒng）方（fāng）式简单直观，而且方便（biàn）用户程序设计，为PLC的可靠运行提供了有力的（de）保（bǎo）证。

PLC对用户程序（xù）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

数控机床的外围故障比系（xì）统故障（zhàng）发生的几率要高。故障表现形态各异，在作故障（zhàng） 诊断（duàn）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（guān）系，并且 仔细观察I/O接口（kǒu）的（de）状（zhuàng）态 六、故障诊断原则和方法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修人员掌握先外部后内部的原则，即当数 控机（jī）床发生故障后，维修人员应先（xiān）用望、听、闻等方法，由外向内逐一（yī）进行检（jiǎn）查。