《机床》课件第12章 辅助功能与可编程控制器

第12章辅助功能与可编程控制器12.1概述12.2数控系统中PLC的信息交换12.3M、S、T功能的实现习题

12.1概述1.独立型PLC

所谓独立型PLC，实际上也就是一个通用型PLC，它完全独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件，能够独立完成逻辑顺序控制任务。它与CNC装置、数控机床之间的关系如图12.1所示。图12.1独立型PLC与CNC、数控机床之间的关系2.内装型PLC

内装型PLC也叫内置型PLC，其全部功能包含在CNC装置内，从属于CNC装置，与CNC装置集成于一体，如图12.2所示。图12.2内装型PLC的CNC系统框图

图12.3内装型PLC逻辑结构图(a)PLC和CNC共用CPU；(b)PLC专用CPU12.2数控系统中PLC的信息交换12.2.1数控系统中PLC的信息交换数控系统中PLC的信息交换即以PLC为中心，在CNC、PLC和机床之间进行的信息传递。PLC通过信息交换接受CNC的命令信息，实现辅助功能的控制，并把逻辑控制的结果信息送回CNC装置，以同步零件程序的执行。

PLC与CNC之间交换的信息分两个方向进行传输，其中由CNC发给PLC的信息主要包括各种功能代码（M、S、T）的信息、手动/自动方式信息以及各种使能信息等；而由PLC发给CNC的信息主要包括M、S、T功能的应答信息和各坐标轴对应的机床参考点信息等。12.2.2实例分析

1.资源配置

FAGOR系统内部与PLC有关的信号流向及与外部的连接如图12.4所示。图12.4FAGOR系统中PLC与CNC装置的连接

除了上述CNC与PLC之间、PLC与机床之间的开关量I/O信号之外，FAGOR8025/8030数控系统的PLC还有以下内部资源：（1）2047个标志器(内部继电器)。（2）255个16位寄存器。（3）32个计时器(可选择计时范围10ms～655s)。（4）6个计数器(可逆计数范围-32768～+32767或0～65535)。2.内部资源功能描述

1)PLC的内部开关量输入

PLC共有104个开关量输入信号，用字母“I”后跟数字编号表示，如I1、I16等。各PLC内部开关量输入信号的含义如表12.1所示。表12.1PLC内部开关量输入信号的含义2)PLC的内部开关量输出

PLC共有64个开关量输出信号，用字母“O”后跟数字编号表示，如O1、O16等。其中O1～O24为24个外部开关量输出信号，通过连接器I/O1与机床上的执行元件（电磁阀、接触器、继电器等）相连；另外40个内部逻辑输出信号通过内部公共存储器单元由PLC传送给CNC，其编号对应为O25～O64。各PLC内部开关量输出信号的含义如表12.2所示。表12.2PLC内部开关量输出信号的含义3）PLC的标志器标志器(内部继电器)实质上就是存储器的二进制位，共有2047个，用字母“M”后跟数字编号表示，如M1、M102等。由于PLC都配有后备电池，因而当电源关断时，标志器中的逻辑状态仍然保持不变。

4）PLC的寄存器寄存器用于存放数据信息，其编号为字母“R”后跟数字，如R1、R105等。3.CNC与PLC之间的信息交换

(1)通过激活标志器，在CNC中产生报警、提示信息。

(2)通过激活标志器对CNC中的变量进行读写或修改。

(3)执行M、S、T功能过程中对R201～R203的内容进行更新。表12.3标志器与寄存器之间的对应关系表12.4M、S、T功能与寄存器之间的对应关系12.3M、S、T功能的实现1.M功能的实现

M功能也叫辅助功能，可用来控制主轴的正反转及停止，主轴齿轮箱的变速，冷却液的开关，卡盘的夹紧和松开以及自动换刀装置的取刀和还刀等动作。表12.5基本辅助功能动作类型2.S功能的实现

S功能主要完成主轴转速的控制，有S2位代码和S4位代码两种编程形式。

1）S2位代码

S2位代码用字母“S”后跟2位十进制数的形式来指定主轴转速，S00～S99共100级。

2）S4位代码

S4位代码用字母“S”后跟4位十进制数的形式来指定主轴转速，例如，S1500就直接表示主轴转速为1500r/min。图12.5S功能处理框图3.T功能的实现

T功能即刀具功能，T代码后跟2～5位数字表示要求的刀具号和刀具补偿号。数控机床根据T代码，通过PLC可以管理刀库，自动更换刀具，即根据刀具和刀具座的编号可以简便、可靠地进行选刀和换刀控制。图12.6所示为采用固定存取换刀控制方式的T功能处理框图。图12.6T功能处理框图习题12.1数控系统中的PLC有哪几种配置形式？简述其特点。

12.2数控系统