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1、容济摩托车点火器数控机床P L C参考资料: 9.html在数控机床中，除了对各坐标轴的位置进行连续控制外，还需要对诸如主轴正、 反转起动和停止，刀库及换刀机械手控制，工件夹紧、松开，工作台交换，气液压，冷却和 润滑等辅助动作进行顺序控制。顺序控制的信息主要是输入/输出(I /o)控制，如控制开关、行 程开关、压力开关和温度开关等输入元件控制，继电器、接触器和电磁阀等输出元件控制；同时还包括 主轴驱动和进给伺服驱动的使能控制和机床报警处理等。现代数控机床均采用可编程逻辑控制器 (PLC) 来完成上述功能。一、数控机床P L C的功能1 .与外部信息的交换P L C、 C N C和机床部件三者之
2、间的信息交换包括如下四部分：(1) 机床部件至PLC 机床侧的开关量信号通过I/O 单元接口输入至P LC 中，除极少数信号外，绝大多数信号的含义及所占用P L C 的地址均可由P L C 程序设计者自行定义。(2)PLC 至机床部件PLC 控制机床的信号通过PLC 的开关量输出接口送到机床侧，所有开关量输出信号的含义及所占用PLC 的地址均可由PLC 程序设计者自行定义。如在西门子SINUMER I K8 1 0数控系统中，机床侧某电磁阀的动作由P LC 的输出信号来控制，该信号通过I/O 模块和I / 0 端子板输出至中间继电器线圈，继电器的触点使电磁阀 的线圈得电，从而控制电磁阀的动作。
3、(3) CNC系统至PLC CNC 系统送至PLC 的信息可由CNC 系统 直接送入PLC 的寄存器中，所有CNC 系统送至PLC 的信号含义和地址(开关量地址或寄存器地 址)均由CNC 厂家确定，PLC 编程者只可使用，不可改变和增删。如数控指令的M、 S、T 功 能，通过CNC 系统译码后直接送入P L C相应的寄存器中。(4) PLC 至CNC 系统PLC 送至CNC 系统的信息也由开关量信号 或寄存器完成，所有PLC送至CNC系统的信号地址与含义由CNC 厂家确定，PLC 编程者 只可使用，不可改变和增删。2 .数控机床P L C控制数控机床PLC 的形式有两种：一是采用CNC 系统与
4、PLC 合用一个CPU 的方法，PLC 在CNC 内部，称为内装式PLC;二是采用单独的CPU 完成PLC 功能， 即配有专门的P L C , P L C 在CNC 外部，称为外装式PLC。目前，世界著名的CNC 厂家生产的CNC 产品中大多开发了内装型PLC。常用的外装式PLC 有FANUC 公司的PMC - J 系列产品； SIEMENS 公司的S IMATI CS6系列产品等。内装式PLC输入/输出控制如图6-2 1 所示。(1 ) 机床操作面板控制机床操作面板上的控制信号直接送入P L C ,以控制 C N C系统的运(2 ) 机床外部开关输入信号控制机床侧的开关信号送入P L C 经
5、逻辑运算 后，输出给控制对象。这些控制开关包括各类控制开关、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P L C 输出的信号经强电柜中的继电器、接触器，通过 机床侧的液压或气动电磁阀，对刀库、机械手和回转工作台等装置进行控制，另外还对冷却泵电动 机、润滑泵电动机及电磁制动器等进行控制。(4 ) 伺服控制控制主轴和伺服进给驱动装置的使能信号，以满足伺服驱动的 条件，通过驱动装置，驱动主轴电动机、伺服进给电动机和冷却泵电动机等。(5 ) 报警处理控制P L C 收集强电柜、机床侧和伺服驱动装置的故障信号， C N C 系统便显示报警号及报警文本以方便故障诊断。(6 ) 软盘
6、驱动装置控制有些数控机床用计算机软盘取代了传统的光电阅读 机。通过控制软盘驱动装置，实现与CNC系统进行零件程序、机床参数、零点偏置和刀具补 偿等数据的传输。(7 ) 转换控制有些加工中心的主轴可以立/卧转换，当进行立/卧转换时， P L C 完成下述工作：切换主轴控制接触器。通过P L C 的内部功能，在线自动修改有关机 床数据位。切换 伺服驱动系统进给模块，并切换用于坐标轴控制的各种开关系统总线CNC(PLX )I/O极块机床探作血板故障伯9使熊信号.故障信号蝠电柜-7：.！ L机味侧>*70(s，r 1伺服驱&J装洗图6-2 1 内装式PLC输入/输出控制示意图二、数控机床
7、PLC的输入/输出元件内装式P L C输入/输出元件及连接方式如图6 - 2 2所示。输入端子板的作用 是将机床外部开关的端子连接转换成I/O 模块的针型插座连接，从而使外部控制信号输入 至PLC中；同样，输出端子板的作用是将P L C 的输出信号经针型插座转换成外部执行元件的端 子连接。每个接线端子的编号与外型插座的针脚编号相对应，从而使每个输入/输出信号在P L C 中均有规定的地址。输入端子板输出端子板控制开关彳亍程开关一O接近开关17037204416 t指示灯 中网继电器 电磁阀 电磁制动器等图6-2 2 内装式PLC输入/输出元件及连接方式1 .输入元件(1 ) 控制开关在数控机床
8、的操作面板上，常见的控制开关有：1 ) 用于主轴、冷却、润滑及换刀等控制的按钮，这些按钮往往内装有信号灯， 一般绿色用于起动，红色用于停止。2 ) 用于程序保护，钥匙插入方可旋转操作的旋钮式可锁开关。3 ) 用于紧急停止，装有突出蘑菇形扭帽的红色急停开关。4 ) 用于坐标轴选择、工作方式选择和倍率选择等手动旋转操作的转换开关。5 ) 数控车床中用于控制卡盘夹紧、放松，尾架顶尖前进、后退的脚踏开关等。(2 ) 行程开关行程开关又称限位开关，它将机械位移转变为电信号，以控制机械运动。按其结 构可分为直动式行程开关、滚动式行程开关和微动式行程开关。1 ) 直动式行程开关直动式行程开关的动作过程与控制
9、按钮类似，只是用运动 部件上的撞块来碰撞行程开关的推杆，这 类行程开关在机床上主要用于坐标轴的限位、减 速 或执行机构如液压缸、气缸活塞的行程控制。2 ) 滚动式行程开关滚动式行程开关在机床上常用于各类防护门的限位控制。3 ) 微动式行程开关微动式行程开关的体积小，动作灵敏，在数控机床上常用 于回转工作台和托盘交换等装置的位置控制。(3 ) 接近开关接近开关是一种在一定的距离(几毫米至几十毫米内)检测物体有无的传感器。 它给出的是高电平或低电平的开关信号，有的还具有较大的负载能力，可直接驱动继电器工 作。许多接近开关将检测头与测量转换电路及信号处理电路做在一个壳体内，壳体上多带有螺 纹，以便安
10、装和调整距离，同时在外部有指示灯，以指示传感器的通断状态。接近开关具有灵敏度 局、频率响应快、重复定位精度高、工作稳定可靠及使用寿命长等优点。常用的接近开关有电感式 接近开关、电容式接近开关、磁感式接近开关、光电式接近开关及霍尔式接近开关等。1 ) 电感式接近开关电感式接近开关内部大多由一个高频振荡器和一个整形放 大器组成。振荡器振荡后，在开关的感应面上产生交变磁场，当金属物体接近感应面时，金 属体产生涡流，吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以致停振。振荡和停振两种不同的状态，由整形 放大器转换成开关信号，从而达到检测位置的目的。在数控机床中，电感式接近开关常用于刀库、 机械手及工作台的位置检测。
11、2 ) 电容式接近开关电容式接近开关的外形与电感式接近开关类似，除了对金 属材料的无接触式检测外，还可以对非导电性材料进行无接触式检测。3) 磁感应式接近开关磁感应式接近开关又称磁敏开关，主要对气缸内活塞位 置进行非接触式检测。固定在活塞上的永久磁铁由于其磁场的作用，使传感器内振荡线圈的 电流发生变化，内部放大器将电流转换成输出开关信号。4 ) 光电式接近开关光电式接近开关有遮断型和反射型两类。当被测物从发射 器和接收器中间通过时，红外光束被遮断或反射，接收器产生一个电脉冲信号。在数控机 床中，光电式接近开关常用于刀架的刀位检测和柔性制造系统中物料传送的位置控制等。5 ) 霍尔式接近开关霍尔式
12、接近开关是将霍尔元件、稳压电路、放大器、施密 特触发器和0 C 门等电路做在同一个芯片上的集成电路，因此，有时称霍尔式接近开关为 霍尔集成电路。当外加磁场强度超过规定的工作点时，0 C 门由高电阻态变为导通状态，输出低 电平；当外加磁场强度低于释放点时，0C门重新变为高阻态，输出高电平。霍尔式接近开关在数 控车床的刀架结构中得到广泛应用。(4 ) 压力开关压力开关是利用被控介质，如液压油在波纹管或橡皮膜上产生的压力与弹簧的反 力相平衡的原理所制成的一种开关。(5 ) 温控开关温控开关是一种利用温度敏感元的电阻值随被测温度变化而改变的原理所制成 的开关。在伺服电动机中，将突变型热敏电阻埋设在电动
13、机定子中，并与继电器串联，当电 动机温度升到某一定数值时，电路中的电流可以由十分之几毫安突变为几十毫安，使继电器动作， 从而实现温度控制和过热保护。2 .输出元件(1 ) 接触器在数控机床的电气控制中，接触器用来控制如油泵电动机、冷却泵电动机、润滑 泵电动机等的频繁起停及驱动装置的电源接通和切断等。它由触点、电磁机构、弹簧、灭弧 装置和支架底座等组成，通常分为交流接触器和直流接触器两类。(2 ) 继电器继电器是一种根据外界输入的信号来控制电路中电流通”与断”的自动切换电 器。它主要用来反映各种控制信号，其触点通常接在控制电路中。继电器和接触器在结构 和动作原理上大致相同，但前者在体积小，动作灵
14、敏，没有灭弧装置，触点的种类和数量也较 多。数控机床常采用线圈电压为直流+2 4 V 的中间继电器。中间继电器实质上是一种电压继电 器，主要在电路中起信号传递与转换作用。由于中间继电器触点多，可实现多路控制，将小功率的 控制信号转换为各触点动作，以扩充其他电器的控制作用。(3 ) 其他输出元件数控机床中，还有各类指示灯、液压和气动系统中的电磁阀、伺服电动机的电磁 制动器等P L C输出开关。三、数控机床PLC的常见故障分析P L C输入/输出故障是数控机床运行过程中最常见的故障，这是因为组成输入 /输出的各类开关元件长期暴露在外，受到机械磨损、油气侵蚀等因素的影响，造成开关可靠 性下降以至失灵
15、，引起机床动作障碍。数控机床的输入/输出由PLC 控制完成，因此熟悉数控 机床中的输入/输出开关元件，明确数控机床PLC 控制的对象及状态信号的表示，有助于输入/ 输出故障的诊断。数控机床P L C输入/输出常见故障分析如下：1 .某数控机床换刀系统执行指令时不工作(1) 刀库接近开关失灵，应更换接近开关；(2) 换刀装置机械臂中接近开关失灵，应更换接近开关；(3) PLC 输入接口无信号，需检查输入端子板；(4) PLC 内部损坏或操作不当，需更换PLC。2 .脚踏尾座开关使顶尖顶紧工件时报警(1) P LC 输入信号丢失，需检查接线和P L C;(2) 压力继电器触点开关损坏，需更换压力继电器；(3 ) 电磁阀损坏，需更换电磁阀。3.电感式接近开关无信号输出(1) 电感式接近开关损坏，需更换开关；(2) 外部电源短路，需检查电源接地并重接；(3) 感应块和开关之间的间隙过大，使开关的灵敏度下降导致无信号输出， 需合理调整感应块和开关之间间隙