浅析数控机床中的可编程控制器的应用:plc控制器价格

来源:工作范文 发布时间:2019-05-21 05:37:48 点击:

  摘要: 用PLC程序进行数控机床的故障诊断,既准确又快速。笔者结合案例分析探讨PLC在数控机床中的实现方式。   关键词: 可编程序控制器;数控机床数控机床;信息交换
  
  1概述
  
  数控机床机床数控系统具有较强的数据处理能力和图形显示功能,可编程序控制器具,有较好的逻辑处理功能,可以充当数控系统微处理器与机床强电控制的桥梁。
  
  2可编程序控制器与外部信息的交换
  
  可编程序控制器、数控机床和机床之间的信息交换包括如下四部分:
  (1)机床至可编程序控制器:机床侧的开关量信号通过I/O单元接口输入到可编程序控制器中,除极少数信号外,绝大多数信号的含义及所占用可编程序控制器的地址均可由可编程序控制器程序设计者自行定义,如在SINUMERIK810数控系统中,机床侧的某一开关信号就是通过I/O端子板输入至I/O模块中。然后通过系统总线到达可编程序控制器。
  (2)可编程序控制器至机床:可编程序控制器控制机床的信号通过可编程序控制器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可编程序控制器的地址可也由可编程序控制器程序设计者自行定义。如在SINUMERIK810系统中,机床侧某电磁阀的动作由可编程序控制器的输出信号来控制,设该信号用Q1.4来定义。该信号通过I/O模块和I/O端子板输至中间继电器线圈,继电器的触点又使电磁阀的线圈得电,从而控制电磁阀的动作。
  (3)数控机床至可编程序控制器:数控机床送至可编程序控制器的信息可由数控机床直接送入可编程序控制器的寄存器中,所有数控机床送至可编程序控制器的信号含义和地址(开关量地址或寄存器地址)均由数控机床厂家确定,可编程序控制器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,通过数控机床译码后直接送入可编程序控制器相应的寄存器中。如在SINUMERIK810数控系统中,MO3指令经译码后,送入FY27.3寄存器中。
  (4)可编程序控制器至数控机床:可编程序控制器送至数控机床的信息也由开关量信号或寄存器完成,所有可编程序控制器送至数控机床的信号地址与含义由数控机床厂家确定,可编程序控制器编程者只可使用,不可改变和增删。如SINUMERIK810数控系统中,Q108.5为可编程序控制器至数控机床的进给使能信号。
  
  3可编程序控制器在数控机床中的功能
  
  (1)机床操作面板控制功能
  将机床操作面板上的控制信号直接送入可编程序控制器,以控制数控系统的运行。
  (2)机床外部开关输入信号控制功能
  将机床侧的开关信号送入可编程序控制器,经逻辑运算后,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)输出信号控制功能
  可编程序控制器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,另外还对冷却泵电机、润滑泵电动机及电磁制动器等进行控制。
  (4)伺服控制功能
  控制主要轴和伺服进给驱动装置的使能的信号,以满足伺服驱动的条件,通过驱动装置、驱动主轴电动机、伺服进给电动机和刀库电动机等。
  (5)报警处理控制功能
  可编程序控制器收集强电柜,机床侧和伺服驱动装置的故障信号,将报警标志中的检应报警标志位置位、数控系统便显示报警号及报警文本,以方便故障诊断。
  (6)软盘驱动装置控制功能
  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,实现与数控系统进行零件程序、机床参数、零点编置和刀具补偿等数据的传输。
  (7)转换控制功能
  有些加工中心的主轴可以立卧转换,当进行立卧转换时,可编程序控制器完成下述工作:1)切换主轴控制接触器。2)通过可编程序控制器的内部功能,在线修改有关机床数据位。3)切换伺服系统进给模块,并切换用于坐标轴控制的
  各种开关、按键等。
  
  4 数控机床加工代码在可编程序控制器上的实现方法
  
  目前,数控机床程序中,有关机床坐标系约定、准备功能、输出功能、刀具功能及程序格式等方面已趋于统一,形成了统一的标准,即所谓的数控机床机床ISO代码。在这个加工程序中包含许多程序段,每个段又由若干字组成,每1个字表示1种功能,归纳起来有4种:一种是准备功能,即所谓的G代码;第二种是辅助功能,即所谓的M代码;第三种是刀具功能,即所谓的T代码;第四种是转速功能即所谓的S代码。根据数控机床性能的不同能执行这4种功能多少的程度也不同。在数控机床内部4种功能中,G功能主要与联动坐标轴驱动有关,是通过CPU控制数控装置的I/O接口实现;M功能主要控制机床强电部分,包括主轴换向、冷却液开关等功能;T功能与刀具的选择和补偿有关。S功能主要完成机床主轴转速控制。
  (1) T功能代码的实现方法
  T功能代码包含两部分,一是刀具选择;二是刀具位置补偿。在可编程序控制器上实现的是第1部分功能:刀具选择。换刀过程如下:运行数控程序,发出某个刀具号的换刀指令,对应的数控装置I/O口变为高电平,使可编程序控制器输入端的软开关接通,换刀电机正转,当在刀架上的干簧管触点开关接通后,换刀电机反转,使刀架下落压紧,当压紧力足够大时,微动开关接通,换刀电机停止运转。
  (2) M功能代码实现方法
  ISO数控加工代码标准中辅助功能很多,对于不同的数控机床,所能实现的辅助功能也不尽相同,但是各种数控机床,都具有一些基本的辅助功能,如MOO(程序停止),MO3(主轴正转),MO5(主轴停止)等,M功能的一部分是由数控系统本身的硬件和软件实现,还有一部分需要数控装置与可编程序控制器相结合来完成,如主轴的正转与停止功能,M功能的实现与T功能的实现方法类似,同样是数控装置I/O接口发出指令,由可编程序控制器输入端状态和可编程序控制器内部ROM中的梯形图程序决定可编程序控制器输出端的状态,进而完成M功能。
  (3) S功能的实现方法
  S功能主要完成主轴转速的控制,并且常用S2位代码形式和S4位代码形式来进行编程,所谓S2位代码编程是指S代码后跟随2位十进制数字来指定主轴转速共有100级(S00~S99),并且按等经级数递增,其公比为1.12,即相邻分度的后一级速度比前一级速度增加约12%。这样根据主轴转速的上、下限和上述等比关系就可以获得一个S2位代码与主轴转速(BCD码)的对应表格,它用于S2位代码的译码, S代码和数据转换实际上就是针对S2位代码查出主轴转速的大小,然后将其转换成二进制数,并经上、下限幅处理后,将得到的数字量进行D/A转换,输出一个0~10V或0~5V或-10~+10V的直流控制电压给主轴伺服系统或主轴变频器,从而保证了主轴按要求的速度旋转。
  
  参考文献:
  [1]王侃夫主编•机床数控技术基础•北京:机械工业出版社,2001
  [2]严爱珍主编•机床数控原理与系统•北京:机械工业出版社, 2000
  [3]王兆义编•可编程控制器教程•北京:机械工业出版社,1992

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