项目五数控机床PLC的应用与故障诊断课件

1、项目三 数控机床PLC的应用与故障诊断任务06 数控系统PMC维护维修目录：1 PMC信号状态诊断与参数维护2 PMC程序监控与维护本项目主要介绍维修中涉及的开关量输入输出故障诊断，使学生了解PLC及FANUC PMC的定义，PMC硬件规格和地址分配原则，常用的PMC基本指令和功能指令，重点介绍PMC与CNC的关系和PMC与机床的关系，并根据常见的面板功能和机床进行PMC.程序举例。学生必须熟悉PMC页面和操作以及FANUC LADDER软件，以便进行传输和在线监控，会利用PMC有关页面进行数控机床输入输出诊断维护。1. PMC信号状态诊断与参数维护1、PLC的基本组成2、PLC的工作过程3、

2、数控机床PLC的形式4、PLC与外部信息的交换5、数控机床PLC的基本功能1、PLC的基本组成PLC（Programmable Logic Controller） ，中文全称为可编程逻辑控制器，国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程的存储器，用于在其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。可编程逻辑控制器是应用面广、功能强大、使用方便的通

3、用工业控制装置，自研制成功并开始使用以来，已经成为了当代工业自动化的主要支柱之一。可编程逻辑控制器主要由中央处理器（CPU）、存储器、I/O单元及I/O扩展接口、外设接口、电源等组成。(1) 中央处理器(2)存储器(3) I/O单元及I/O扩展接口(4) 外设接口(5)电源2、PLC的工作过程PLC的工作过程虽然与微机都是依靠执行存储器中的程序来工作的，但是由于PLC应用于工作控制领域，需要准确地捕捉输入以及快速地响应，所以PLC采用了循环扫描的工作方式，分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC重复地执行上述三个阶段，每重复一次就是一个工作周期（或称为扫描周期），而工作周期的长短与程序

4、的长短有关。3、数控机床PLC的形式数控机床常用的PLC主要由两类：一类是专门为机床应用而设计的内装型PLC，另一类是独立型（通用型）PLC。（1）、内装型PLC（Built-in Type）内装型PLC从属于CNC装置，PLC与NC间的信号传送在CNC装置内部即可实现。它是为数控设备顺序控制而设计制造的专用PLC。内装型PLC具有如下特点：、内装型PLC实际上是CNC装置带有PLC功能，一般是作为一种可选功能提供给用户。、内装型PLC的性能指标是根据所从属的CNC系统的规格、性能、适用机床类型等确定的，其软件和硬件部分作为CNC系统的基本功能或附加功能与CNC系统一起统一设计制造的。因此，P

5、LC的硬件和软件整体结构十分紧凑，其所具有的功能针对性强，技术指标合理、实用，适用于单台数控机床的场合。、在系统结构上，内装型PLC既可以与CNC共用一个CPU，也可以单独使用一个CPU。单独使用时，PLC对外有单独配置的输入输出电路，而不使用CNC装置的输入输出电路。、采用内装型PLC，扩大了CNC内部直接处理信息的通信窗口功能，可以使用梯形图的编辑和传送等高级控制功能，且造价便宜，提高了CNC的性能价格比。内装型PLC与数控系统之间的信息交换是通过公共的RAM完成的，因此内装型PLC与数控系统之间没有连线，信息交换量大，安装调试更加方便，且结构紧凑，可靠性好。内装型PLC与外部信号的连接结

6、构示意图如图5-1所示。图5-1 内装型PLC与外部信号的连接结构示意图（2）、独立型PLC（Stand-alone Type） 独立型PLC是适应范围较广、功能齐全、通用化程度较高的PLC。独立型PLC独立与CNC装置，有完整的硬件和软件结构，是能独立完成规定控制任务的装置。数控机床用独立的PLC，一般采用模块化结构，它的CPU系统程序、用户程序、输入输出电路、通信等均设计成独立的模块。独立型PLC主要用于FMS、CIMS形式的CNC机床，具有较强的数据处理、通信和诊断供功能，成为CNC与上级计算机联网的重要设备。4、PLC与外部信息的交换PLC作为CNC与机床（MT）之间的信号转换电路，既

7、要与CNC进行信号转换，又要与机床侧外围开关进行信号转换。图5-3所示为CNC、PLC与外围电路的信号关系。（1）、PLC至MTCNC输出的数据经PLC的逻辑处理，通过输出接口送至机床侧。CNC到机床的主要信号有M、S、T等代码。M代码是辅助功能，根据不同的M代码，PLC可以控制主轴的正、反转和停止，主轴齿轮箱的换挡速度，主轴准停，切削液的开关，卡盘的加紧、松开，机械手的取刀、换刀等。S功能是在PLC中可以用4位代码直接指定转速。T功能是数控机床通过PLC管理刀库，进行自动换刀。（2）、MT至PLC从机床侧输入的开关量，通过输入接口输入到PLC，经处理后送到CNC装置中。机床侧传给PLC的信号

8、主要是机床操作面板上的各种开关、按钮及检测信号等信息。大多数信号的含义及所配置的输入地址，均可由PLC程序编制者或程序使用者自行定义。多数机床生产厂家可以方便地根据机床的功能和配置，对PLC程序和地址分配进行修改。（3）CNC至PLCCNC送至PLC的信息可由CNC直接送至PLC的寄存器中，所有CNC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，不可以改变或增删。如数控指令M、S、T功能，通过CNC译码后直接输入PLC相应的寄存器中。（4）、PLC至CNCPLC送至CNC的信息也由开关量信号或寄存器完成，所以的PLC送至CNC的信号地址与含义由C

9、NC厂家确定，PLC编程者只可使用，不可以改变或增删。5、数控机床PLC的基本功能（1）、机床操作面板控制（2）、机床外部开关量的输入信号控制（3）、输出信号监控（4）、伺服控制（5）、故障诊断处理2 PMC程序监控与维护1、FANUC 0i系统PMC的性能及规格2、PMC的信号地址3、PMC梯形图程序特点4、FANUC 0i系统I/O模块1、FANUC 0i系统PMC的性能及规格可编程逻辑控制器（PLC）在FANUC数控系统中称为可编程机床控制器（Programmable Machine Controller，PMC），PLC和PMC只是名称上不同，其本质一致。PMC内置在数控系统中，用来执

10、行数控机床的顺序控制操作（主轴旋转、换刀、机床操作面板的控制等）。所谓顺序控制，就是按照事先确定的顺序货逻辑，对控制的每一个阶段进行控制。对于数控机床来说，顺序控制是在数控机床运行过程中，以CNC内部和机床各行程开关、传感器、按钮、继电器等开关量的开关信号状态为条件，并按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的启停和换向，刀具的更换，工件的夹紧和松开，液压、冷却、润滑系统的运行进行控制。顺序控制的信息主要是开关量信号。2、PMC的信号地址（1）、输入/输出信号（X信号和Y信号）（2）、G信号和F信号（3）、R、T、C、K、D和A信号3、PMC梯形图程序特点（1）、PMC程序结构（2）、PMC程序执行过

11、程第二级程序一般较长，为了执行第一级程序，将根据第一级程序的执行时间，把第二级程序分割成n部分，分别用分割1、分割2、分割n表示，如图5-6所示。4、FANUC 0i系统I/O模块FANUC 0i系统常用的I/O单元模块有机床操作面板、操作盘I/O模块、分线盘I/O模块、I/O Link轴放大器和0i用I/O单元模块。系统以I/O Link串行总线方式通过I/O模块与系统通信，在I/O Link串行总线中，CNC为主控端，而I/O模块是从控端，每一个I/O模块都有具体的名称，在连接时需要设置组号、基座号和插槽号。标准操作面板正面外形SA1输入地址与进给轴速度倍率关系SA2输入地址与进给轴速度倍

12、率关系维护、维修FANUC数控系统PMC:1、PMC的常见故障及其处理方法2、PMC信号状态诊断与参数维护3、PMC数据备份与恢复4、PMC编程实例分析1、PMC的常见故障及其处理方法当数控机床出现有关PMC方面的故障时，一般有三种表现形式：（1）、故障可以通过PMC报警直接找到故障的原因。（2）、故障虽然有CNC报警显示，但是引起故障的原因较多，难以找出真正的原因。（3）、故障没有任何提示。通过PMC查找故障的方法：（1）、在“PMC”状态中观察所需的输入开关量，或系统变量是否已正确输入，若没有，则检查外部电路。对于M、S、T指令，可以写一个检验程序，以自动或单段的方式执行该程序，在执行的过程中观察相应的地址位。应注意的是：含该指令的零件程序在MDI方式下，正在执行程序的过程中是不能观察PMC状态的。（2）、在PMC状态中观察所输出的开关量或系统变量是否正确输出。若没有，则检查CNC侧，分析时候有故障。（3）、