数控机床上的可编程控制器

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数控机床上的可编程控制器
一、数控机床PLC的控制对象
  在讨论PLC，CNC和机床各机械部件、机床辅助装置、强电线路之间的关系时，常把数控机床分为“NC侧”和“MT侧”（即机床侧）两大部分。“NC侧”包括CNC系统的硬件和软件以及与CNC系统连接的外围设备。“MT侧”包括机床机械部分及其液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置，机床操作面板，继电器线路，数控冲床强电线路等。PLC处于cNc和MT之间，对NC侧和MT侧的输入／输出信号进行处理。
" ]# k, Y0 R: [8 I) m3 C  MT侧顺序控制的最终对象随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很大差别。机床机构越复杂，辅助装置越多，最终受控对象也越多。一般来说，最终受控对象的数量和顺序控制程序的复杂程度从低到高依次为CNC车床、CNC铣床、加工中心、FMC和FMS。
  PLC在数控机床中有3种不同的配置方式
5 t! b7 m$ }) M3 Z% D; m  (1) PLC在机床一侧，代替了传统的继电器一接触器逻辑控制，PLC有（m+n）个输入／输出(I/O)点，如图3 5(a)所示。
  (2) PLC在电气控制柜中，PLC有m个输入／输出( I/O)点，如图3.5(b)所示。
* }! K8 n3 C' g4 ]3 f  (3) PLC在电气控制柜中，而输入／输出接口在机床一侧，如图3.5(c)所示。这种配置方式使CNC与机床接口的电缆大为减少。
1 @5 P9 Y8 ~. r) a4 P7 V  CNC装置和机床输入／输出信号的处理包括：
  (1) CNC--机床
. X0 O3 Y/ ?* H- v6 n$ l" u  CNC的输出数据经PLC逻辑处理，通过输入／输出接口送至机床侧。CNC至数控转塔冲床的信息主要是M，s，T等功能代码。
  PLC向机床侧传递的信息主要是控制机床的执行元件，如电磁阀、继电器、接触器以及确保机床各运动部件状态的信号和故障指示等。
) \! R1 k8 Z& O  (2)机床-CNC
  从机床侧输入的开关量经PLC逻辑处理传送到CNC装置中。机床侧传递给PLC的信息主要是机床操作面板上各开关、按钮等的信息，包括机床的启动、停止，工作方式选择，倍率选择，主轴的正、反转和停止，切削液的开、关，梳棉机卡盘的夹紧、松开，各坐标轴的点动换刀及行程限位等开关信号。
二、数控机床PLC的形式
, B3 u2 J0 K! j1 I7 b7 w  数控机床用PLC可分为两类：一类是专为实现数控机床顺序控制而设计、制造的内装型PLC( Built -in Type)；另一类是输入／输出接口技术规范、输入／输出点数、程序存储容量以及运算和控制功能等均能满足数控机床控制要求的独立型PLC（Stand-alone Type）。
  (1)内装型PLC
  内装型PLC从属于CNC装置，PLC与NC间的信号传送在CNC装置内部即可实现。
/ A) ~. c$ f$ T  @9 s# k5 S  [PLC与“MT侧”（机床侧）通过CNC输入／输出接口电路实现信号传送，如图3 6所示。内装型PLC实际上是CNC装置带有的PLC功能，一般作为一种基本的功能提供给用户。
( [, U" P( }- [; S' n( t6 G2 t" n  内装型PLC的性能指标（如输入／输出点数、程序最大步数、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，其硬件和软件部分作为CNC系统的基本功能或附加功能与CNC系统一起统一设计、制造。因此，系统硬件和软件整体结构十分紧凑，PLC所具有的功能针对性强，技术指标较合理、实用，较适用于单台数控机床及加工中心等场合。
' c9 V. Z: I, V2 e% x  在系统的结构上，内装型PLC可与CNC共用CPU，也可单独使用一个CPU,内装型PLC -般单独制成一块附加板，插装到CNC主板插座上，不单独配备I/O接口，而使用CNC系统本身的I/O接口；PLC控制部分及部分I/O电路所用电源（一般是输入口电源，而输出口电源是另配的）由CNC装置提供，不另备电源。采用内装型PLC结构，CNC系统可以具有某些高级控制功能，如梯形图编辑和传送功能等。
, w6 T. `& @$ \0 e+ r  目前，世界上著名的CNC厂家在其生产的CNC系统中，大多开发了内装型PLC功能。常见的有：FANUC公司的FS-（PMC - L/M），FS -OMate( PMC - UM)．FS-3 (PC -D),FS -6(PC一A.PC -B),FS - 10/11( PMC -1),FS -15(PMC -N):SIEMENS公司的SINUMERIKSI0/820;A -B公司的8200，8400. 8500等。
  (2)独立型PLC
1 N5 Q/ [  \) M, u4 A  独立型PLC又需通用型PLC。独立型PLC独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件功能，是能够独立完成规定控制任务的装置。采用独立型PLC的数控机床系统框图如图3 7所示。  
( J  V# F2 \- W; Z  独立型PLC的基本功能结构与前所述的通用型PLC完全相同。数控机床应用的独立型PLC，一般采用中型或大型PLC，uo点数一般在200点以上，所以多采用积木式模块化结构，具有安装方便，功能易于扩展和变换等优点。独立型PLC的输入／输出点数可以通过输入／输出模块的增减灵活配置。有的独立型PLC还可通过多个远程终端连接器，构成具有大置输入／输出点的网络，以实现大范围的集中控制。
  生产通用受PLC的厂家很多，应用较多的有SIEMENS公司的SIMATIC S5，S7系列，日本立石公司的OMROM SYSMAC系列，FANUC公司的PMC系列，三菱公司的FX系列等。