数控机床是数字控制机床（Computernumericalcontrolmachinetools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。一台使用CNC的机器会根据写好的程序，将一块原材料（金属、木头、塑料、陶瓷、复合材料均可），在无需人类干预的情况下完成制造过程。采用数值控制的机床就被叫做数控机床。
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在数控机床中许多功能是由可编程逻辑控制器PLC,简称可编程控制器来进行控制的本单元主要介绍PLC在数控机床中的应用这样可以让准备从事这一项工作的阅读者基本了解掌握数控机床PLC的控制对象了解数控PLC的形式掌握数控机床常用输入/输出元件的作用和工作原理
1.数控机床控制部分的分类
数控机床控制由两大部分组成一部分是坐标轴运动的位置控制另一部分是数控机床加工过程的顺序控制 在讨论 PLCCNC 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系统连接的外部设备MT侧包括机床机械部分及其液压气压冷却润滑排屑等装置机床操作面板继电器线路机车的强电线路等PLC则处于CNC和MT之间对NC侧和MT侧的输入输出信号进行处理 MT 侧顺序控制的最终对象是随数控机床的类型结构辅助装置等的不同而有很大的差别数控机床机构越复杂辅助装置越多则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FMCFMS
2.PLC 在数控机床中的配置方式
PLC 在数控机床中有三种不同的配置方式说明如下
1PIC 在机床一侧代替了传统的继电器一接触器逻辑控 个输入/输出IO点如下图 1.1 a所示
2PLC 在电气控制中PLC有m 个输入/输出I/O点如上 图1.1 b所示
3PLC 在电气控制柜中而输入/输出接口在机床一侧如上图1.1 c所示这种配置方式使 CNC 与机床接口的电缆大为减少 下图 1.2 所示为数控机床PC 输人/输出信号示意图
3.数控机床的输入/输出信号
1机床操作面板控制
将操作面板上的控制信号直接送入数控系统的接口信号区来控制数控系统的运行其中包括MST 功能 1 S 功能处理主轴的转速可以用S 二位代码或四位代码直接指定在PLC中可容易地用四位代码直接指定转速例如某数控机床主轴的最高最低转速分别为 3150r/min和20r/min,CNC送出S四位代码至PLC,将十进制数转换为二进制数后送到限位器当S大于3150时限制S为3150当S 代码小于 20时限制S为20此数值送到数字/模拟D/A转换器转换成 20~3150r/min 相对应的输出电压作为转速指令以控制机床主轴的转速
2 T 功能处理
数控机床可以通过 PIC 管理刀库进行自动刀具交换处理的信息的内容包括刀库选刀方式刀具累计使用次数刀具剩余寿命和刀具刃磨次数等
3 M 功能处理
M 功能是辅助功能根据不同的M 代码可控制主轴的正反转和停止主轴齿轮箱的换挡变速主轴齿轮箱的换挡变速主轴准停切削液的开关卡盘的夹紧松开及换刀机械手的取刀归刀等动作
2机床外部开关信号的控制将机床侧的控制开关信号发送至 PLC,经过逻辑运算后输出给控制对象这些控制开关包括按钮行程开关接近开关压力开关和温控开关等
3输出信号控制PIC 输出的信号是经继电器接触器或液压气动电磁阀对刀库机械手和回转工作台等装置进行控制另外还有冷却润滑和油泵电动机等的控制
4伺服控制控制机床主轴伺服进给及刀库驱动的使能信号以满足伺服驱动 的条件
5报警处理控制当出现故障时PLC 收集强电柜机床侧和伺服驱动装置的故障信号将报警标志区中的相应报警标志位置位数控系统便显示报警号和报警文本以方便对故障进行诊断