《機(jī)床》課件第12章 輔助功能與可編程控制器

第12章輔助功能與可編程控制器12.1概述12.2數(shù)控系統(tǒng)中PLC的信息交換12.3M、S、T功能的實(shí)現(xiàn)習(xí)題

12.1概述1.獨(dú)立型PLC

所謂獨(dú)立型PLC，實(shí)際上也就是一個(gè)通用型PLC，它完全獨(dú)立于CNC裝置，具有完備的硬件和軟件，能夠獨(dú)立完成邏輯順序控制任務(wù)。它與CNC裝置、數(shù)控機(jī)床之間的關(guān)系如圖12.1所示。圖12.1獨(dú)立型PLC與CNC、數(shù)控機(jī)床之間的關(guān)系2.內(nèi)裝型PLC

內(nèi)裝型PLC也叫內(nèi)置型PLC，其全部功能包含在CNC裝置內(nèi)，從屬于CNC裝置，與CNC裝置集成于一體，如圖12.2所示。圖12.2內(nèi)裝型PLC的CNC系統(tǒng)框圖

圖12.3內(nèi)裝型PLC邏輯結(jié)構(gòu)圖(a)PLC和CNC共用CPU；(b)PLC專用CPU12.2數(shù)控系統(tǒng)中PLC的信息交換12.2.1數(shù)控系統(tǒng)中PLC的信息交換數(shù)控系統(tǒng)中PLC的信息交換即以PLC為中心，在CNC、PLC和機(jī)床之間進(jìn)行的信息傳遞。PLC通過信息交換接受CNC的命令信息，實(shí)現(xiàn)輔助功能的控制，并把邏輯控制的結(jié)果信息送回CNC裝置，以同步零件程序的執(zhí)行。

PLC與CNC之間交換的信息分兩個(gè)方向進(jìn)行傳輸，其中由CNC發(fā)給PLC的信息主要包括各種功能代碼（M、S、T）的信息、手動(dòng)/自動(dòng)方式信息以及各種使能信息等；而由PLC發(fā)給CNC的信息主要包括M、S、T功能的應(yīng)答信息和各坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的機(jī)床參考點(diǎn)信息等。12.2.2實(shí)例分析

1.資源配置

FAGOR系統(tǒng)內(nèi)部與PLC有關(guān)的信號(hào)流向及與外部的連接如圖12.4所示。圖12.4FAGOR系統(tǒng)中PLC與CNC裝置的連接

除了上述CNC與PLC之間、PLC與機(jī)床之間的開關(guān)量I/O信號(hào)之外，F(xiàn)AGOR8025/8030數(shù)控系統(tǒng)的PLC還有以下內(nèi)部資源：（1）2047個(gè)標(biāo)志器(內(nèi)部繼電器)。（2）255個(gè)16位寄存器。（3）32個(gè)計(jì)時(shí)器(可選擇計(jì)時(shí)范圍10ms～655s)。（4）6個(gè)計(jì)數(shù)器(可逆計(jì)數(shù)范圍-32768～+32767或0～65535)。2.內(nèi)部資源功能描述

1)PLC的內(nèi)部開關(guān)量輸入

PLC共有104個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào)，用字母“I”后跟數(shù)字編號(hào)表示，如I1、I16等。各PLC內(nèi)部開關(guān)量輸入信號(hào)的含義如表12.1所示。表12.1PLC內(nèi)部開關(guān)量輸入信號(hào)的含義2)PLC的內(nèi)部開關(guān)量輸出

PLC共有64個(gè)開關(guān)量輸出信號(hào)，用字母“O”后跟數(shù)字編號(hào)表示，如O1、O16等。其中O1～O24為24個(gè)外部開關(guān)量輸出信號(hào)，通過連接器I/O1與機(jī)床上的執(zhí)行元件（電磁閥、接觸器、繼電器等）相連；另外40個(gè)內(nèi)部邏輯輸出信號(hào)通過內(nèi)部公共存儲(chǔ)器單元由PLC傳送給CNC，其編號(hào)對(duì)應(yīng)為O25～O64。各PLC內(nèi)部開關(guān)量輸出信號(hào)的含義如表12.2所示。表12.2PLC內(nèi)部開關(guān)量輸出信號(hào)的含義3）PLC的標(biāo)志器標(biāo)志器(內(nèi)部繼電器)實(shí)質(zhì)上就是存儲(chǔ)器的二進(jìn)制位，共有2047個(gè)，用字母“M”后跟數(shù)字編號(hào)表示，如M1、M102等。由于PLC都配有后備電池，因而當(dāng)電源關(guān)斷時(shí)，標(biāo)志器中的邏輯狀態(tài)仍然保持不變。

4）PLC的寄存器寄存器用于存放數(shù)據(jù)信息，其編號(hào)為字母“R”后跟數(shù)字，如R1、R105等。3.CNC與PLC之間的信息交換

(1)通過激活標(biāo)志器，在CNC中產(chǎn)生報(bào)警、提示信息。

(2)通過激活標(biāo)志器對(duì)CNC中的變量進(jìn)行讀寫或修改。

(3)執(zhí)行M、S、T功能過程中對(duì)R201～R203的內(nèi)容進(jìn)行更新。表12.3標(biāo)志器與寄存器之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表12.4M、S、T功能與寄存器之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系12.3M、S、T功能的實(shí)現(xiàn)1.M功能的實(shí)現(xiàn)

M功能也叫輔助功能，可用來控制主軸的正反轉(zhuǎn)及停止，主軸齒輪箱的變速，冷卻液的開關(guān)，卡盤的夾緊和松開以及自動(dòng)換刀裝置的取刀和還刀等動(dòng)作。表12.5基本輔助功能動(dòng)作類型2.S功能的實(shí)現(xiàn)

S功能主要完成主軸轉(zhuǎn)速的控制，有S2位代碼和S4位代碼兩種編程形式。

1）S2位代碼

S2位代碼用字母“S”后跟2位十進(jìn)制數(shù)的形式來指定主軸轉(zhuǎn)速，S00～S99共100級(jí)。

2）S4位代碼

S4位代碼用字母“S”后跟4位十進(jìn)制數(shù)的形式來指定主軸轉(zhuǎn)速，例如，S1500就直接表示主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min。圖12.5S功能處理框圖3.T功能的實(shí)現(xiàn)

T功能即刀具功能，T代碼后跟2～5位數(shù)字表示要求的刀具號(hào)和刀具補(bǔ)償號(hào)。數(shù)控機(jī)床根據(jù)T代碼，通過PLC可以管理刀庫，自動(dòng)更換刀具，即根據(jù)刀具和刀具座的編號(hào)可以簡(jiǎn)便、可靠地進(jìn)行選刀和換刀控制。圖12.6所示為采用固定存取換刀控制方式的T功能處理框圖。圖12.6T功能處理框圖習(xí)題12.1數(shù)控系統(tǒng)中的PLC有哪幾種配置形式？簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。

12.2數(shù)控系統(tǒng)