北一大隈数控（kòng）立床

关于数控机床的

PLC数（shù）控（kòng）机床PLC的（de）分类

PLC在CNC系统中是（shì）介于CNC装置与机（jī）床之间（jiān）的中间环节。其根据（jù）输入的离散信（xìn） 息，在内（nèi）部进行逻（luó）辑运算并完成输出（chū）功能。数控机床PLC的结（jié）构形式可分为两类： 一类是专为实（shí）现数控机床顺序控（kòng）制而设（shè）计制造（zào）的“内置式” PLC,另一类是（shì）输入/输出（chū）接（jiē）口技术规范、输入/输出点数、程序存储容量以及运算和（hé）控制功能等（děng）均能满足（zú） 数控 机床控制要求的“独立式” PLCo内“置式（shì） ” 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 即可实现。PLC与MT （机床侧）则通（tōng）过CNC的输入/输出接口（kǒu）电（diàn）路实现信（xìn）号传 送，如下图所示。

内置式（shì）PLC有以下特点：

① 内置式（shì）PIC能独（dú）立工作，只（zhī）是CNC带有PLC功能，两者是不能（néng）分离（lí）的。

② 内（nèi）置式PLC的性能指标（如：输入输出点数、程序大步数、每步执行（háng）时间、 程序扫描时间、功能指令数目等）是根据所从属的CNC系（xì）统的规格、性能、适用（yòng）机 床的类型等确（què）定的。其硬件和软（ruǎn）件（jiàn）部分是被作为CNC系统的基本功能（néng）或附加功能与 CNC系统统一设计制造的（de），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CPU,也可单独使用一个CPU； 内置式PLC 一般单独制成一块附加板，插装（zhuāng）到CNC主板的插（chā）座（zuò）上，不单独配备 I/O接口，而是使用CNC系通本身的I/O接口； PLC控制部（bù）分及部分I/O电路 所用（yòng）电源（一般是输入口电源，而输出口（kǒu）电源是另匹配（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（yǒu）提高。

独“立式 ” PLC

独（dú）立式（shì）PLC是独立于CNC装置，具（jù）有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定 控制任务置。采用独立式PLC的（de）数控机床（chuáng）系统框图如下图所示。

独立式PLC有以下特点：

独（dú）立式PLC和CNC是通过输入/输出接口电路连接的。

独立式PLC在数控机床（chuáng）的应用中一般采用中型或大（dà）型PLC, I/O点数一般在 200点以上，所以多采用积木式模块化结构，具有安（ān）装方便、功能易于扩展和（hé）变更等优点。

独立式PLC的输（shū）入、输出点数可以通过输入、输出模（mó）块的增减灵活配置。有的独 立型PLC还可通过多个远程终端连接器构成有大量输入、输出点的网络，以实现（xiàn）大 范（fàn）围的集中控制。

数控（kòng）机床PLC的（de）工作过程

PLC的工作过程基本上就是用户程序的执行过程，是在系统软件的（de）控制下顺次（cì）扫描（miáo） 务（wù）输入点的状态，按用户逻辑解算控制逻辑，然（rán）后顺序（xù）向各输出点发（fā）出相应的控制信 号。此外，为提高工作的（de）可靠性和及时接收外来的控制命令，在每（měi）个扫描（miáo）周期还要进 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的基本工作方式，这种方式（shì）简单直（zhí）观，而且方便用户（hù）程 序设计，为PLC的可（kě）靠运行（háng）提供了有力的保证（zhèng）。所扫描到的指令被执行后，其结果 立刻（kè）就被后面将要扫描的指令所利用。可以通过CPU设置定时器来监视每次（cì）扫（sǎo）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入死循环。

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

输（shū）入釆样（yàng）阶段

在输入釆样阶段，PLC以扫描方（fāng）式将所有输（shū）入端的输入信号状态（ON/OFF状态）读 入到输入映像寄存器中寄存起来，称为（wéi）对输入信号的（de）采（cǎi）样。接着转入程序执（zhí）行阶段， 在程序执行期间（jiān），即使输入状态变化（huà），输入（rù）映像寄存器的内容也不会改变。输入（rù）状态 的（de）变化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（háng）阶段在程序执（zhí）行（háng）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、先左后右的顺序扫描。每扫描到一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（huò）输出映像寄存器中读入（rù），然后进行 相应的逻辑或算术运算，运算结果再存入（rù）专用寄存器。若执行程序输出指令（lìng）时，则将 相应的运算结果存入输出映像寄（jì）存（cún）器。

输出刷新阶段在所有指令执行完（wán）毕后，输出映像寄存器中的状态就是欲输出的状 态。在输出刷新（xīn）阶（jiē）段将其转存到输出锁存电路，再经输出端子输出信号（hào）去（qù）驱动用户输 出设（shè）备，这就是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 是一个工作周期（或称扫（sǎo）描周期）。工作（zuò）周期的长短与程序（xù）的（de）长短有关。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本工（gōng）作方式，这种（zhǒng）方式简单直（zhí）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（zhèng）。

PLC对（duì）用户程序（xù）的循环扫描执行过程（chéng），可分为输入（rù）釆样、程序执行、输出刷新 三个阶段

数控机床的外围故障比（bǐ）系统故障发生的几（jǐ）率（lǜ）要高（gāo）。故障表现形态各异，在作故障 诊（zhěn）断（duàn）时，要充分（fèn）利用系统的（de）外围报警信息，结合PMC梯形图的（de）逻辑关系，并且 仔细观察I/O接（jiē）口的状态 六、故障（zhàng）诊断原则和（hé）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（jī）床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则，即（jí）当数 控机（jī）床（chuáng）发生（shēng）故障后，维修人员应先用望（wàng）、听、闻等方法，由外向（xiàng）内逐（zhú）一进行检查。