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浅谈PLC在数控机床中的运用
　　[摘要]可编程控制器PLC具备了抗干扰能力极强、可靠性相当高、体积较小的特点，运用PLC开展数控系统设计，就能确保数控机床具有快速性、准确性与合理性，从而能更好地满足实际生产之所需，进而提高了企业的经济效益。分析了数控机床的基本构成，对数控机床用PLC进行了分类，剖析了PLC与数控机床的信息交换方式，并探讨了PLC在数控机床中的具体应用。 中国论文网 http://www.xzbu.com/9/view-3112614.htm　　[关键词]PLC；数控机床；信息交换；功能 　　[中图分类号]TP200　[文献标识码]A　[文章编号]12)01-0091-02 　　由于近年来可编程控制器PLC技术取得了快速发展，其在自动控制之中的运用也变得更为广泛。PLC是一种专门为工业运用而设计出来的计算机，目前已经被运用到数控机床这一工业领域之中。可编程控制器在控制的性能上，在组机的周期上，在硬件成本上等诸多方面所展现出的种种优势均为其他种类的工业控制产品所无法进行比拟的。所以，可编程控制器技术在工业自动化在数控机床中的运用正在变得愈来愈多。 　　1数控机床的基本构成 　　一般来说，数控机床是由三个重要部分组合而成的，也就是数控机床的本体，对数控机床实施指挥与控制的装置，对机床执行机构进行控制的伺服体系，其中的重点部分则是数控机床控制与指挥装置。CNC是计算机数控系统之缩写，是在硬线数控系统，即NC的基础之上逐步发展起来的，主要是由一台计算机来完成以往硬线数控系统机床中数控装置的各项功能，并运用存贮器实施了对零件加工之存贮。目前，现在所大量应用的数控系统主要是CNC，而PLC则以传统顺序控制器为基础，融合进了微电子技术、电脑技术和通讯技术等，从而发展成为新一代的工业控制用装置，从而能够代替继电器，实施逻辑、记时以及计数等控制性功能，并建立起良好的程控系统。PLC主要可用于对通用设备进行自动化控制。数控机床的计算机数控装置可依据使用者所输入之零件加工程序实施各个处理口的运动轨迹之处理，随后再通过控制命令，再对相应执行部件进行伺服。上述工作均由CNC装置内的硬件与软件相互协调配合，并合理地组织，使整个系统都能进行有条不紊的工作。 　　2数控机床用PLC的分类 　　数控机床用可编程控制器一般来说可以分为两大类，第一类是内装可编程控制器，而另一类则是外置型可编程控制器或称独立型可编程控制器。当前，相当多的数控系统都选择了内装型的PLC。内装式可编程控制器和CNC相互间所进行的信息交换主要是通过公共RAM区加以实现的，所以，内装可编程控制器和CNC之间并没有连线，而且信息的交换量相当大，安装与调试更为简捷方便，而且结构也更加紧凑，可靠性相对较好。内装式可编程控制器和机床侧主要是通过CNC的输入与输出接口电路来实现对信号的传送功能的。独立型可编程控制器则位于CNC的外部，其自身就已经具备了较为完善的软件与硬件功能，和内装型可编程控制器比较起来，独立型可编程控制器的功能更为强大，但是，一般来说都需要配置有单独设置的一种编程系统。 　　3PLC与数控机床的信息交换方式 　　数控机床应用可编程控制器和外部信息交换可编程控制器、CNC、数控机床这三者间的信息交换主要包含了以下四个组成部分。 　　从数控机床到PLC。数控机床一侧信号主要是通过I/O单元的接口进入到可编程控制器的，而输入之地址 　　从PLC到数控机床。依据数控机床之配置，和所需要完成的各种控制功能，可以由可编程控制器将控制的信号传输到机床一侧，而输出信号之地址同样也是让程序编制人员自行加以定义的。 　　从CNC到PLC。从CNC送到可编程控制器的信息应当由CNC直接输入可编程控制器的寄存器之中，全部CNC送到可编程控制器的信号含义以及地址都是由CNC的生产厂家加以确定的，可编程控制器的编程人员只能使用，而不能加改变，更不能随意地增删。比如，数控机床中的M、s与T等功能主要是通过经过CNC译码之后直接输送到可编程控制器的相应寄存器之中的。 　　从PLC到CNC。从可编程控制器送到CNC之中的信息主要也是由开关量的信号或者寄存器加以完成的。全部可编程控制器送到CNC之中的信号地址以及含义全部由CNC生产厂家加以确定，可编程控制器的编程人员只能使用，而不能加以改变，更不能进行增删。 　　4PLC在数控机床中的具体应用 　　T功能。这实际上指的是如何去选择刀具。系统所送出的T代码指令给可编程控制器，在经过了译码之后，再到数据表中进行检索，就能找到T代码所确定的刀号，接下来将其和现有的刀号加以比较，一旦不符就应当发出换刀的指令，而对应的数控装置I/O口则成为了高电平。使用者在接入可编程控制器的输入端软开关之后换刀，当电机旋转到位之后又换刀，使电机得以反转，等刀架下落后再压紧，待压紧力较大后再连接开关，一直到机床系统出现了完成的信号。 　　M功能。当机床系统送出M指令到可编程控制器之后，经过在译码之后，可输出到控制信号之中，再控制住主轴，并进行正反转和启动停止，一直到数控机床系统发出完成信号为止。各类不同的数控机床运用可编程控制器所能够实现的辅助性功能也是各不相同的，但是，种类繁多的数控机床一般都会有以下基本的辅助性功能，比如程序停止、主轴顺针旋转、主轴停止以及准备换刀等，而部分功能主要是由数控系统自身所具有硬件与软件来加以实施，当然，尚有部分需通过数控装置和编程控制器的结合而得以实现。 　　s功能。s指令所具有的功能主要是完成对于主轴之控制，具体可分为代码法与直接指定法等两种方法。前者是指在s的后面跟上两位数字，该数字并不直接代表主轴转速之大小，而是数控机床主轴的转速数列之序号，后者是指S后面直接为数控机床的主轴转速之值。 　　编程控制器的梯形图编程。机床PLc拥有显示与检测等多种功能，而PLC的梯形图则能够产生相当广泛的用途。梯形图编程能够传递数控机床当前的工作情况、坐标位置、刀具情况及参数等大量信息，能够方便地将数控机床之接口、继电器及定时器等部位的信息直观地加以展示，同时还可运用梯形图以揭示出PLC的控制方式，可以跟踪观察外围设施出现故障之原因所在，并运用好梯形图所具有的监控功能来观察各种信号是否正常。 　　一旦使用者发现有节点的状态不正常时，可以结合梯形图，通过向前与向后进行追踪，从而查找出造成节点状态不正常的原因之所在。在驱动程序的选择上，应当对手动、自动、单步等程序进行合理的选择，并运用好跳转指令。如果合上了x12，就能使常闭断开，从而实施手动程序；如果断开了x12断开，x13就会合上，程序将自动跳出手动程序，等指针指向P0处之后，就开始实施自动程序，而手动与自动程序则是依据具体的零件进行有针对性的设计而形成的。 　　综上所述，数控机床是将计算机技术、可编程控制器技术以及自动化技术融合起来的机电一体化装置。PLC是数控机床最为重要的控制系统，可以说是直接关系到了数控设备是否正常地运转。运用好数控机床可编程控制器的良好功能，能够全面地发挥出数控机床控制系统所具有的突出作用，并且还能为数控机床相关故障的诊断与故障维修提供更为全面的服务。 　　参考文献 　　[1]蒋洪平.数控设备故障诊断与维修[M].北京：北京理工大学出版社，2007. 　　[2]谭华，王建军.PLc程序在数控机床故障诊断中的应用[J].无锡商业职业技术学院学报，2006(6). 　　[3]夏燕兰.PLc在数控冲床上的应用[J].锻压装备与制造技术，2007(5).
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xzbu发布此信息目的在于传播更多信息，与本网站立场无关。xzbu不保证该信息（包括但不限于文字、数据及图表）准确性、真实性、完整性等。PLC在数控机床上的故障维修方法
PLC在数控机床上起着连接NC与机床的桥梁作用，一方面，它不仅接受NC的控制指令，还要根据机床侧的控制信号，在内部顺序程序的控制下，给机床侧发出控制指令，控制电磁阀、继电器、指示灯，并将状态信号发送到NC；另一方面，在对大量开关信号处理过程中，任何一个信号不到位，任何一个执行元件不动作，都会使机床出现故障。在数控机床的维修过程中，这类故障占有比较大的比例。因此掌握用PLC查找故障的方法很重要。1与PLC有关的故障特点（1）大多数有关PLC的故障是外围接口信号故障，所以在维修时，只要PLC有些部分控制的动作正常，都不应该怀疑PLC程序。如果通过诊断确认运算程序有输出，而PLC的物理接口没有输出，则为硬件接口电路故障。（2）硬件故障多于软件故障，例如当程序执行M07（冷却液开）时，机床无此动作，大多是由外部信号不满足，或执行元件故障，而不是CNC与PLC接口信号的故障。2与PLC有关故障检测的思路和方法根据故障号诊断故障数控机床的PLC程序属于机床厂家的二次开发，即根据机床的功能和特点，编制相应的动作顺序以及报警文本，对过程进行监控。当出现异常情况，会发出相应报警。在维修过程中，要充分利用这些信息。例1：某数控机床的换刀系统在换刀指令时不动作，机械臂停留在行程中间位置上，CRT显示报警号。查手册得知该报警号表示：换刀系统机械臂检测开关信号为“”即“刀库换刀位置错误”。 根据报警内容，可诊断故障发生在换刀装置和刀库两部分，由于相应的位置检测开关无信号送至PLC的输入口。从而导致机床中断换刀。造成开关无信号的原因有两个：一、是由于液压或机械上的原因造成动作不到位而使开关得不到感应；
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plc在数控机床中的功能？
谢谢，作业题
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出题的老师也不专业~~~~~数控专用PLC叫做PMCPMC执行M代码和机床外围信号处理外围信号传递给CNC执行CNC传递来的信号并反馈
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数控机床plc故障诊断_plc故障诊断与维修
来源：网络整理 作者：日 14:14
[导读] 　　数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
　　PLC的常见故障及诊断方法
　　一、与PLC有关的故障的特点
　　（1）数控机床中与PLC有关的故障，首先应确认PLC的运行状态，判断是自动运行方式还是停止方式。
　　（2）在PLC正常运行情况下，分析与PLC相关的故障时，应先把不正常的输出结果确定下来，然后就可以开始查找故障了。
　　（3）大多数有关PLC的故障是外围接口信号故障，所以在维修时，只要PLC有些部分控制的动作正常，都不应该怀疑PLC程序。如果通过诊断确认运算程序有输出，而PLC的物理接口没有输出，则为硬件接口电路故障
　　（4）硬件故障多于软件故障。例如，当程序执行M07（冷却液开），而机床无此动作，大多是由于外部信号不满足，或执行元件故障，而不是CNC与PLC接口信号的故障。
　　二、与PLC有关的故障检测方法
　　1、根据故障号诊断故障
　　数控机床的PLC程序属于机床厂家的二次开发，即根据机床的功能和特点，编制相应的动作顺序以及报警文本，对过程进行监控。当出现异常情况，会发出相应报警。在维修过程中，要充分利用这些信息。
　　维修实例1：某数控机床的换刀系统在换刀指令时不动作，机械臂停留在行程中间位置上，CRT显示某报警号，查手册得知该报警号表示换刀系统机械臂位置检测开关信号为&0&，即&刀库换刀位置错误&。
　　根据报警内容，可诊断故障发生在换刀装置和刀库两部分，由于相应的位置检测开关无信号送至PLC的输入口，从而导致机床中断换刀。造成开关无信号的可能原因有两个：一是由于液压或机械上的原因造成动作不到位而使开关得不到感应；二是接近开关失灵。
　　首先检查刀库中的接近开关，用一薄金属片接近感应开关，通过检查发现开关正常。因机械臂停留在中间位置，所以两个信号都为&0&。
　　机械装置检查：&臂缩回&的动作是由电磁阀YV21控制的，手动该电磁阀，把机械臂退回至&臂缩回&位置，机械恢复正常。这说明手控电磁阀能使换刀位置定位，从而排除了液压或机械上的阻滞造成换刀系统不到位的可能性。
　　由以上分析可知，PLC的输入信号正常，输出动作无误，问题出在操作不当或PLC设置不当上，经过操作观察，两次换刀时间的间隔小于PLC规定的要求，从而造成PLC程序执行错误引起报警。
　　2、根据动作顺序诊断故障
　　数控机床上刀具及托盘等装置的自动交换动作都是按照一定的顺序来完成的，因此观察机械装置的运动过程，比较正常与故障时的情况，就可发现疑点，诊断出故障原因。
　　3、根据控制对象的工作原理诊断故障
　　数控机床的PLC程序是按照控制对象的控制原理来设计的，通过对控制对象工作原理的分析，结合PLC的I/O状态来检查。 维修实例2：数控车床工件夹紧故障。
　　故障现象：该数控车床配备FANUC-OT系统，当脚踏尾座开关使套筒顶尖顶紧工件时，系统产生报警。尾架套筒的示意图和PLC输入开关分别如图4.1和4.2所示。
　　故障诊断：在系统诊断状态下，调出PLC输入信号，发现脚踏尾座开关输入X04.2为&1&，尾座套筒转换开关X17.3为&1&，润滑油液面开关X17.6为&1&。调出PLC输出信号，当脚踏尾座开关被压下时，输出Y49.0为&1&，同时电磁阀也得电。这说明系统PLC输入/输出状态均正常，分析尾座套筒液压系统的故障可能性较大。
　　当电磁阀YV4.1得电后，液压油经溢流阀、流量控制阀和单向阀进入尾座套筒液压缸，使其向前顶紧工件。松开脚踏尾座开关后，电磁阀处于中间位置，油路停止供油。由于单向阀的作用，尾座套筒向前时的油压得到保持，该油压使压力继电器常开触点接通，在系统PLC输入信号中X00.2为&1&，但检查系统PLC输入信号X00.2为&0&，说明压力继电器有问题，经进一步检查发现其触点损坏。
　　4、根据PLC的I/O状态诊断故障
　　数控机床中，输入/输出信号的传递一般都要通过PLC接口来实现，因此许多故障都会在PLC的I/O接口这个通道中反映出来。数控机床的这个特点为故障诊断提供了方便，不用万用表就可以知道信号的状态，但要熟悉有关控制对象的正常状态和故障状态。
　　5、通过梯形图诊断故障
　　根据PLC的梯形图分析和诊断故障是解决数控机床外围故障的基本方法，用这种方法诊断机床故障首先应搞清机床的工作原理、动作顺序和连锁关系，然后利用系统的自诊断功能或通过机外编程器，根据PLC梯形图查看相关的输入/输出及标志位的状态，从而确定故障原因。
　　维修实例3：配备SIN810数控系统的加工中心，出现分度工作台不分度的故障且无报警。
　　根据工作原理，分度的齿条和齿轮啮合，这个动作是靠液压装置来完成的，由PLC输出Q1.4控制电磁阀YVl4来执行。PLC相关部分的梯形图如图4.3。 通过数控系统的DIAGNOSIS中的&STATUS PLC&软键，实时查看Q1.4的状态，发现其状态为&0&；由PLC梯形图查看F123.0也为&0&，按梯形图逐个检查，发现F105.2为&0&，导致F123.0为&0&；根据梯形图查看STATUS PLC中的输入信号，发现IlO.2为&0&从而导致F105.2为&0&。19.3、19.4、110.2、IlO.3为4个接近开关的检测信号，以检测齿条和齿轮是否啮合。分度时，这4个接近开关都应有信号，即都应闭合，现发现110.2未闭合。处理方法：检查机械部分确认机械是否到位；检查接近开关是否损坏。根据这个线索继续查看，最后发现反映二、三工位分度头起始位置检测开关19.4、110.2动作不同步，导致了工作台不旋转。进一步确认为三工位分度头产生机械错位。调整机械装置，使其与二工位同步后，故障消除。
　　6、动态跟踪梯形图诊断故障
　　有些数控系统带有梯形图监控功能，调出梯形图画面，即可以看到输入/输出点的状态和梯形图执行的动态过程，有的系统则需要机外编程器才能在线监控程序的运行。有些PLC在发生故障时，因过程变化快，查看I/O及标志无法跟踪。此时需要通过PLC动态跟踪，实时观察I/O及标志位状态的瞬间变化，根据PLC的工作原理作出诊断。
　　PLC的故障维修步骤
　　对于PLC系统的故障检测法：一摸、二看、三闻、四听、五按迹寻踪法、六替换法。
　　一摸、查CPU的温度高不高，CPU正常运行温度不超过60℃，因手能接受的温度为人体温度37～38℃，手感为宜
　　二看、看各板上的各模块指示灯是否正常
　　三闻、闻有没有异味，电子元件或线缆有无烧毁
　　四听、听有无异动，镙丝钉松动、继电器正常工作与否，听现场工作人员的反映情况
　　五、出现故障根据图纸和工艺流程来寻找故障所在地
　　六、对不确定的部位进行部件替换法来确定故障。
　　故障检测具体步骤：
　　当PLC的软件不正常时，主要看CPU的RUN状态是否正常，不正常则进行CPU清除后重新下载控制程序。 当PLC硬件不正常时则要按以下顺序进行检查工作：
　　1、查看PLC电源是否有电，有电则测量电压是否在+24V的&5%范围之内，有电且正常，则进行下一步;有电不正常则进行电源模块的输出端与输入端进行检测，若输出端不正常而输入端正常，则更换模块;若输入端不正常，则进行输入端的逆流法则进行相应检查，如进行24V交直流变压器的输入电压端的交流电压220V的&10%检查，正常，则更换直流24V变压器。无电则按迹寻踪，借助原理图+现场布置总图+接线图纸，检查给电源模块供电的各种电器器件的输出端的接线是否正确，不正确，重新接线;正确用万用表则检查空气开关的进线端与出线端有无正常供电，无正常供电，查明是外界还是自身原因，若为外界则是电压不足还是根本无电压，或负载过重，又或严重过流等等的分析，一直到将事故排除正常供电为止;若为本身器件坏则更换之。
　　2、了解过CPU工作模式及优先级，高优先级有STOP、HOLDUP、STARTUP（WARMRESTART、COLDRESTART）;低优先级有：RUN、RUN-P（PG/PC的在线读写程序）。查看CPU是在RUN模式，或是在STOP模式，又或是RUN模式的闪烁状态和STOP模式兼有的保持模式或叫调试模式。如果仅是RUN模式则CPU和各板为正常进行第3步。如果是保持模式出现，可能是运行过程中用户程序出现断点而处于调试程序状态，或在启动模式下断点出现，对此情况重新调试好程序，再次将控制程序下载到CPU中方可。
　　3、进行各个主板和扩展板上的通迅电缆检查和各模块各LED灯的检察，看是否有坏模块出现fault灯亮，若有则该模块不正常。对于数字量输出模块上各点其实与现实生活上的电灯开关是一样的功能且为常开点，所以在线检修该模块的任一点时，只要在无接线时且该地址在控制程序不给输出信号时来检测其通不通就可以了，若通，则该点不正常，不通则正常;不正常时要进行硬件连接线的另选点重接工作;另外我们也可以用新模块进行更换后，对替换下来的模块的点进行测量通断状态，通，则该点坏，不通该点为好。
　　4、对大量输出模块的板子上的电源模块在正常生产状态时是不能断电的，因为此时断电的话，将使继电器柜中的常开继电器变为常开状态，容易发生错误，因此要对此类的输出模块进行检测时，要与现场操作人员进行联系，进行该部分相关设备进行手动操作后，再撤去数字量输出模块的供电线后对模块测点工作。
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