机床数控系统的PLC及编程

1、机床数控系统的 PLC 及编程1、数控机床 PLC1.1数控机床 PLC 的控制对象 数控机床的控制可分为坐标轴运动的位置控制和 数控机床加工过程的顺序控制两大部分。在讨论机床各部件的关系时， 通常把 CNC 系统的 软硬件及其外部连接设备称为 NC 侧；把机床机械部 分和操作面板及各种线路称为 MT 侧。1.2PLC 的信号处理（ 1） CNC 装置至机床CNC 的输出数据经 PLC 逻辑处理，通过 I/O 传送 至机床侧。 M、S、T 等功能代码是 CNC 输出的主要 信息。 PLC 向机床侧传递的信息主要是控制机床的执 行组件以及确保机床各运动部件状态的信号和故障指 示等。（ 2）机床至

2、 CNC 装置 从机床侧输入的开关量经 PLC 逻辑处理传送到 CNC 装置中。 机床操作面板上各开关、 按钮等状态是 机床侧传递给 PLC 的主要信息。2、PLC 在数控机床中的典型应用2.1 模拟主轴控制 伺服调速系统和变频调速系统是数控机床主轴无 极变速的两种主要类型。对调速性能要求不太高的数 控机床中，变频调速因其具有较好的经济性得到广泛 的应用。目前主流数控系统为配用变频调速功能除提 供串行数字主轴接口外，还保留了模拟主轴接口或设 置 10V 电压模拟接口。 下面以三菱 E60 数控系统为例 介绍驱动普通异步电动机实现机床主轴无极变速的方 法。（1）三菱 E60 数控系统 为实现模拟

3、主轴功能，三菱 E60 数控系统配置 FCU6-HR341 或远程接口 DXl20 的 I/O 单元。实现了 提供模拟主轴输出接口和 1OV 模拟电压的目的， 模拟 信号可以通过插头 A0 输出。三菱 E60 数控系统的模拟电压输出是通过将带符 号的二进制数据设定到文件寄存器 R100-R103 中并使 模拟电压通过 A0 输出到外部来实现的。图 2.1 寄存器内容与模拟电压的关系由图 2.1 可以得到：若文件寄存器中数据值为 U， 则输出电压为 U/409.5。（2）主轴命令值数据流三菱E60数控系统的主轴速度控制S指令由6位代码组成。a. 主轴S命令发出时输出S功能选通信号SFI和S 代码

4、 R28、R29。b. PLC 程序处理 S 命令后， M 功能完成 FINI（丫226）、FIN2 （丫227）被返回到控制器。c. 该S命令的数据与完成信号被输出到文件寄存 器R8、R9或R108、R109。速度数据被输出到 R8、 R9或R108、R109文件寄存器中。d. 依据主轴参数SOUT的值，R108、R109数据通 过 I/O 单元以模拟电压输出给变频器或用串行通信传 送到主轴放大器。e. R10、 R11 是用于监视主轴最终命令数据。图2.2 S数据流程图（3） CNC 的主轴变速控制由图2.2可以得出，输出S的模拟数据是主轴速 度的输出按照一定规则的计算后得出的。并受主轴倍

5、 率 SPII-4（Y288-A）、主轴停止 SSTP（Y294）、主轴 定向SORC（Y296）等信号和系统参数的影响。（ 1 ）主轴停止 SSTP（ 丫294）该信号为 0 时， S 模拟数据输出。SSTP为1时，S模拟数据为0。（2） S模拟数据为（S指令/Slimtn） *10（V）。 主轴倍率信号的关键参数设置：变频器最低和高 频率设定分别为20和100Hz,电机额定频率50Hz, S 模拟电压 10V 对应电动机的最高转速。 CNC 控制器主 轴参数具体设定如下：#3024（SOUT）=2#30 0 1（ Slimtl ）=700#3005（Smax1）=700#3023（Smin）=50如果程序指令S100,系统文件寄存器R28、R8、 R108、 R 1 0的数据是 100时,则 R 1 00的内容是 585, 对应实际输出电压为 1.4V。（3）PLC 的主轴变速控制当将参数#3024（ SOUT）置为0时，CNC无主轴 输出,并且不计算文件寄存器 R100 的内容。对文件 寄存器 R 1 00的计算与操作可在 PLC 中进行。 PLC 计 算程序如下图, R1 00的计算公式见图 2.3程序注解图 2.3 PLC 计算程序图由图2.3可以得到，若程序指令为S100,系统文 件寄存器 R108 的内容是 100,可得 R100 等于 585