数控原理与系统第2版教学配套课件郑晓峰第七章.pdf

第七章 数控系统中的PLC控制 PLC的组成、分类及工作过程； PLC与CNC、MT之间的信息交换； PLC控制功能（M、S、T）的实现方法； PLC在数控机床主轴运动、润滑系统、自 动换刀等方面的具体应用。 第一节 概 述 PLC-通过数字式或模拟式的输入或输出， 控制各种类型的机械或生产过程。 数控系统内部信息流大致分为两类： 一是控制机床坐标轴运动的连续数字信息； 一是通过PLC控制的辅助功能（M、S、T 等）信息。(哪些信息？) 第二节 数控系统中的PLC 一、PLC的结构、特点及其工作过程 （一）PLC的基本结构 1．CPU （完成动作和速度要求不太快的控制） 2．存储器（RAM/ROM）（用户程序、工作数 据和系统程序） 3．输入/输出单元（I/O） 4 ．编程器（在线、离线） 5．电源模块（供CPU、编程器、接口板） 6．外部设备 内部采用总线结构 （二）PLC的特点 1．可靠性高 2．与现场信号直接连接(输入、输出) 3．编程简单 4 ．灵活性好 5．安装简单维修方便 6．网络通信 （三）工作过程 1）按下PB1，X401 2 ）Y430通电； 3 ）Y430 闭合，指示灯亮； 4 ）PB1被放开时，X401断开，Y430仍保持接通，因为Y430 的触点接通后，其中的一个触 点起到了自锁作用； 5 ）当行程开关LS1被压下时，X403 的线圈接通，X403 的常闭触点断开，Y430 的线圈断电， 指示灯灭，Y430 的自锁功能复位。 6 ）PB1被按下的同时，X401 的另一个常开触点接通另一个梯级，这时若触点M100也处于 闭合状态，定时器通电，到达定时器设定的时间后，定时器断开。 二、数控系统中的PLC分类 1．内装型PLC —指PLC内置于CNC装置内，从属于CNC装置， 与CNC装置集于一体。 2．独立型PLC 独立型PLC是完全独立于CNC装置、具有完备的 硬件和软件功能、能够独立完成CNC系统规定控 制任务的装置。 第三节 数控系统中PLC的信息交换 PLC、CNC和MT之间的信息交换包括四个 部分。 1．CNC传送给PLC 2．PLC传送给CNC 3．PLC传送给MT 4 ．MT传送给PLC CNC与PLC之间的信息交换是CNC将所需 执行的M、S、T功能代码送到PLC，由 PLC控制完成相应的动作。然后再由PLC 送给CNC完成信号FIN。 1）PLC的输入 PLC共有104个输入信号，其中41个外部输入信号—I1～I41 ，机床上的有关输 入信号。另外63个内部逻辑输入信号，由CNC传送给PLC—I42～I104 。 2）PLC的输出 PLC共有64个输出信号，其中24个外部输出信号通过I/O 输出，其编号为O ～ 1 1 O24，它们主要是给机床输入各种开关信号。另外40个内部逻辑输出信号通过内 部存储器由PLC传送给CNC，其编号为O25～O64 。 第四节数控系统中的PLC控制功能实现 在数控系统中，机床离散信息的控制主要是 M、S、T功能代码，通过PLC输入/输出接 口，来协调刀具轨迹和机床顺序动作的控 制。 1．M功能的实现 段前辅助功能 （I），如M03、M04、M07等。 段后辅助功能 （A ），如M02、M05、M09等。 只在本程序段中起作用，对其它程序段不起作用 （C ），如M06等。 辅助功能动作类型的不同，在译码后的 处理方法也不同。 辅助功能的有关编码信息通过PLC输入 接口传送到相应寄存器中，供PLC的逻 辑处理软件扫描采样，并输出处理结 果，通过输出接口来控制有关执行元 件。 2．S功能的实现—用S4位代码来编程 S4位代码编程是指用S后跟4位十进制数字 来直接指定主轴转速，如S1200表示主轴 转速为1200r/min， 为了提高主轴转速的稳定性，保证低速切 削时有足够的转矩，有些数控系统以 600r/min为标准，增设了一级齿轮变速， 并通过辅助功能代码来进行换档。 3．T功能的实现 根据T代码通过PLC可以实现数控机床的自动 换刀及刀库管理，即根据刀具和刀具座的编 号，可以方便可靠地进行选刀和换刀控制。 换刀功能分为固定存取和随机存取换刀控制。 第五节 数控系统中的PLC应用实例 一、典型PLC介绍