北一大隈數(shù)控立床

關(guān)于數(shù)控機(jī)床的

PLC數(shù)控機(jī)床PLC的分類

PLC在CNC系統(tǒng)中是介于CNC裝置與機(jī)床之間的中間環(huán)節(jié)。其根據(jù)輸入的離散信 息，在內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算并完成輸出功能。數(shù)控機(jī)床PLC的結(jié)構(gòu)形式可分為兩類： 一類是專為實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床順序控制而設(shè)計制造的“內(nèi)置式” PLC,另一類是輸入/輸出接口技術(shù)規(guī)范、輸入/輸出點數(shù)、程序存儲容量以及運(yùn)算和控制功能等均能滿足 數(shù)控 機(jī)床控制要求的“獨立式” PLCo內(nèi)“置式 ” PLC“內(nèi)置式” PLC從屬于CNC裝置，PLC與CNC間的信號傳送在CNC裝置內(nèi)部 即可實現(xiàn)。PLC與MT （機(jī)床側(cè)）則通過CNC的輸入/輸出接口電路實現(xiàn)信號傳 送，如下圖所示。

內(nèi)置式PLC有以下特點：

① 內(nèi)置式PIC能獨立工作，只是CNC帶有PLC功能，兩者是不能分離的。

② 內(nèi)置式PLC的性能指標(biāo)（如：輸入輸出點數(shù)、程序大步數(shù)、每步執(zhí)行時間、 程序掃描時間、功能指令數(shù)目等）是根據(jù)所從屬的CNC系統(tǒng)的規(guī)格、性能、適用機(jī) 床的類型等確定的。其硬件和軟件部分是被作為CNC系統(tǒng)的基本功能或附加功能與 CNC系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)計制造的，因此系統(tǒng)硬件和軟件整體結(jié)構(gòu)十分緊湊。

③在硬件結(jié)構(gòu)上，內(nèi)置式PLC可與CNC共用一個CPU,也可單獨使用一個CPU； 內(nèi)置式PLC 一般單獨制成一塊附加板，插裝到CNC主板的插座上，不單獨配備 I/O接口，而是使用CNC系通本身的I/O接口； PLC控制部分及部分I/O電路 所用電源（一般是輸入口電源，而輸出口電源是另匹配的）由CNC裝置提供，不 另備電源。

④由于CNC的功能和PLC的功能在設(shè)計時就已經(jīng)一同考慮，所以CNC和PLC之 方便，故障診斷功能和系統(tǒng)的可靠性也有提高。

獨“立式 ” PLC

獨立式PLC是獨立于CNC裝置，具有完備的硬件和軟件功能，能夠獨立完成規(guī)定 控制任務(wù)置。采用獨立式PLC的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)框圖如下圖所示。

獨立式PLC有以下特點：

獨立式PLC和CNC是通過輸入/輸出接口電路連接的。

獨立式PLC在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用中一般采用中型或大型PLC, I/O點數(shù)一般在 200點以上，所以多采用積木式模塊化結(jié)構(gòu)，具有安裝方便、功能易于擴(kuò)展和變更等優(yōu)點。

獨立式PLC的輸入、輸出點數(shù)可以通過輸入、輸出模塊的增減靈活配置。有的獨 立型PLC還可通過多個遠(yuǎn)程終端連接器構(gòu)成有大量輸入、輸出點的網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)大 范圍的集中控制。

數(shù)控機(jī)床PLC的工作過程

PLC的工作過程基本上就是用戶程序的執(zhí)行過程，是在系統(tǒng)軟件的控制下順次掃描 務(wù)輸入點的狀態(tài)，按用戶邏輯解算控制邏輯，然后順序向各輸出點發(fā)出相應(yīng)的控制信 號。此外，為提高工作的可靠性和及時接收外來的控制命令，在每個掃描周期還要進(jìn) 行故障自診斷和處理以及編程器、計算機(jī)的通信請求等。

順序掃描的工作方式是PLC的基本工作方式，這種方式簡單直觀，而且方便用戶程 序設(shè)計，為PLC的可靠運(yùn)行提供了有力的保證。所掃描到的指令被執(zhí)行后，其結(jié)果 立刻就被后面將要掃描的指令所利用。可以通過CPU設(shè)置定時器來監(jiān)視每次掃描時 間是否超過規(guī)定時間，避免由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)。

對用戶程序的循環(huán)掃描執(zhí)行過程，可分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階 段，如下圖所示：

輸入釆樣階段

在輸入釆樣階段，PLC以掃描方式將所有輸入端的輸入信號狀態(tài)（ON/OFF狀態(tài)）讀 入到輸入映像寄存器中寄存起來，稱為對輸入信號的采樣。接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段， 在程序執(zhí)行期間，即使輸入狀態(tài)變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會改變。輸入狀態(tài) 的變化只能在下一個工作周期的輸入釆樣階段才被重新讀入。

程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，PLC對程序按順序進(jìn)行掃描。如程序用梯形圖 表示，則總是按先上后下、先左后右的順序掃描。每掃描到一條指令時所需要的輸入 狀態(tài)或其他元素的狀態(tài)，分別由輸入映像寄存器或輸出映像寄存器中讀入，然后進(jìn)行 相應(yīng)的邏輯或算術(shù)運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入專用寄存器。若執(zhí)行程序輸出指令時，則將 相應(yīng)的運(yùn)算結(jié)果存入輸出映像寄存器。

輸出刷新階段在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出映像寄存器中的狀態(tài)就是欲輸出的狀 態(tài)。在輸出刷新階段將其轉(zhuǎn)存到輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出端子輸出信號去驅(qū)動用戶輸 出設(shè)備，這就是PLC的實際輸出。PLC重復(fù)地執(zhí)行上述三個階段，每重復(fù)一次就 是一個工作周期（或稱掃描周期）。工作周期的長短與程序的長短有關(guān)。

順序掃描的工作方式是PLC的基本工作方式，這種方式簡單直觀，而且方便用戶程序設(shè)計，為PLC的可靠運(yùn)行提供了有力的保證。

PLC對用戶程序的循環(huán)掃描執(zhí)行過程，可分為輸入釆樣、程序執(zhí)行、輸出刷新 三個階段

數(shù)控機(jī)床的外圍故障比系統(tǒng)故障發(fā)生的幾率要高。故障表現(xiàn)形態(tài)各異，在作故障 診斷時，要充分利用系統(tǒng)的外圍報警信息，結(jié)合PMC梯形圖的邏輯關(guān)系，并且 仔細(xì)觀察I/O接口的狀態(tài) 六、故障診斷原則和方法2.簡述數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修的一般方法

常規(guī)檢查法，數(shù)控機(jī)床的檢修要求維修人員掌握先外部后內(nèi)部的原則，即當(dāng)數(shù) 控機(jī)床發(fā)生故障后，維修人員應(yīng)先用望、聽、聞等方法，由外向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查。