数控机床故障诊断与维修第六章.ppt

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职业技术院校规划教材职业技术院校规划教材数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修2022/11/101第6章数控机床PLC技术职业技术院校规划教材职业技术院校规划教材数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修6.1PLC在数控机床中的应用6.2FANUC系统PMC编程技术6.3华中数控系统PLC技术6.4PLC控制模块的故障诊断方法2022/11/102第6章数控机床PLC技术6.1PLCPLC在数控机床中的应用在数控机床中的应用数控系统内部处理的信息大致可分为两大类：

数控系统内部处理的信息大致可分为两大类：

一一是控制坐标轴运动的连续数字信息，这种信息主要由是控制坐标轴运动的连续数字信息，这种信息主要由CNCCNC系统本身去完成系统本身去完成；另一类是控制刀具更换、主轴另一类是控制刀具更换、主轴启停、换向变速、零件装卸、切削液的开停和控制面启停、换向变速、零件装卸、切削液的开停和控制面板、机床面板的输入输出处理等离散信息，这些信息板、机床面板的输入输出处理等离散信息，这些信息一般用一般用PLCPLC来实现。

来实现。

PLCPLC在在CNCCNC系统中是介于系统中是介于CNCCNC装置与装置与机床之间的中间环节。

它根据输入的离散信息，在内机床之间的中间环节。

它根据输入的离散信息，在内部进行逻辑运算并完成输出功能。

部进行逻辑运算并完成输出功能。

2022/11/1032022/11/10411数控机床中数控机床中PLCPLC的分类的分类通常的通常的PLCPLC是一个独立的控制装置，由是一个独立的控制装置，由CPUCPU、存储、存储器、电源、器、电源、I/OI/O接口等构成独立的控制系统。

从数控机接口等构成独立的控制系统。

从数控机床应用的角度分，可编程控制器可分为两类：

一类是床应用的角度分，可编程控制器可分为两类：

一类是CNCCNC的生产厂家将数控装置（的生产厂家将数控装置（CNCCNC）和）和PLCPLC综合起来而设综合起来而设计的计的“内装型内装型”PLCPLC。

PLCPLC与数控机床之间则通过与数控机床之间则通过CNCCNC输输入输出接口电路实现信号传送，入输出接口电路实现信号传送，如图如图6-16-1所示。

所示。

1）1）内装型内装型PLCPLC实际上是实际上是CNCCNC装置带有的装置带有的PLCPLC功能功能,作为一种基本作为一种基本的功能提供给用户。

的功能提供给用户。

2）2）内装型内装型PLCPLC的性能指标的性能指标（如如:

输入输入/输出点数、程序最大步数、输出点数、程序最大步数、每步执行时间、程序扫描时间、功能指令数目等每步执行时间、程序扫描时间、功能指令数目等）是根据所从是根据所从属的属的CNCCNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定的系统的规格、性能、适用机床的类型等确定的。

2022/11/1053）3）在系统的结构上在系统的结构上,内装型内装型PLCPLC可与可与CNCCNC共用共用CPU,CPU,也可单独也可单独用一个用一个CPU;CPU;内装型内装型PLCPLC一般单独制成一块附加板一般单独制成一块附加板,插装到插装到CNCCNC主板插座上主板插座上,不单独配备不单独配备I/OI/O接口接口,而使用而使用CNCCNC系统本身系统本身的的I/OI/O接口接口;PLC;PLC控制部分及部分外电路所用电源由控制部分及部分外电路所用电源由CNCCNC装置装置提供提供,不另备电源。

不另备电源。

4）4）内装型内装型PLCPLC结构可与结构可与CNCCNC系统共有某些高级功能系统共有某些高级功能,如梯形如梯形图编辑和数据传送功能等。

图编辑和数据传送功能等。

2022/11/106另一类是专业的另一类是专业的PLCPLC生产厂家的产品，称为生产厂家的产品，称为“独立型独立型”PLCPLC。

独立型独立型PLCPLC独立于独立于CNCCNC装置，具有完备的硬件结构，能够独立装置，具有完备的硬件结构，能够独立完成规定的控制任务。

完成规定的控制任务。

性能性能价格比不如内装型价格比不如内装型PLC。

采用独采用独立型立型PLC的数控系统框图的数控系统框图如图如图6-2所示。

所示。

1）1）独立型独立型PLCPLC的基本功能结构与前述的内装型的基本功能结构与前述的内装型PLCPLC完全相同。

完全相同。

2）2）数控机床应用的独立型数控机床应用的独立型PLC,PLC,一般采用中型或大型一般采用中型或大型PLC,I/OPLC,I/O点数一般在点数一般在200200点以上点以上,所以多采用模块化结构所以多采用模块化结构,具有安装方具有安装方便、功能易于扩展和变换等优点。

便、功能易于扩展和变换等优点。

3）3）独立型独立型PLCPLC的输入的输入/输出点数可以通过输入输出点数可以通过输入/输出模块的增输出模块的增减配置。

有的独立型减配置。

有的独立型PLCPLC还可通过多个远程终端插接器还可通过多个远程终端插接器,构构成有大量输入成有大量输入/输出点数的网络输出点数的网络,以实现大范围的集中控制。

以实现大范围的集中控制。

22CNCCNC、PLCPLC、机床之间的信号、机床之间的信号（11）CNCCNC侧与侧与MTMT侧的概念侧的概念（22）PLCPLC、CNCCNC、机床间的信息交换、机床间的信息交换数控系统中数控系统中PLCPLC的信息交换，是以的信息交换，是以PLCPLC为中心，在为中心，在CNCCNC、PLCPLC和机床之间的信息传递。

和机床之间的信息传递。

PLCPLC与与CNCCNC之间交换之间交换的信息分两个方向进行的信息分两个方向进行，其中由，其中由CNCCNC发给发给PLCPLC的信的信息主要包括各种功能代码息主要包括各种功能代码MM、SS、TT的信息等。

而的信息等。

而由由PLCPLC发给发给CNCCNC的信息主要包括的信息主要包括MM、SS、TT功能的功能的应答信息和各坐标轴对应的机床参考点信息等。

应答信息和各坐标轴对应的机床参考点信息等。

PLCPLC与机床之间交换的信息也分为两部分。

与机床之间交换的信息也分为两部分。

例如机床例如机床的启动停止等信号，以及上述各部件的限位开关等的启动停止等信号，以及上述各部件的限位开关等保护装置、主轴伺服状态监视信号等。

保护装置、主轴伺服状态监视信号等。

掌握掌握PLCPLC的编的编程方法是利用程方法是利用PLCPLC进行故障诊断和维修的前提条件。

进行故障诊断和维修的前提条件。

2022/11/1076.2FANUCFANUC系统系统PMCPMC编程技术编程技术FANUCFANUC系统可以分为两部分：

控制伺服电动机和系统可以分为两部分：

控制伺服电动机和主轴电动机动作的系统部分和控制辅助电气部分的主轴电动机动作的系统部分和控制辅助电气部分的PMCPMC。

FANUCFANUC系统信息交换系统信息交换如图如图6-36-3所示。

所示。

6.2.1PMCPMC程序执行顺序程序执行顺序以图以图6-46-4、图、图6-56-5两个电路为例，在两个电路为例，在AA触点接通以触点接通以后，后，BB、CC线圈会有什么动作？

如果是继电器电路，线圈会有什么动作？

如果是继电器电路，可以认为是动作与电路的分布位置无关，图可以认为是动作与电路的分布位置无关，图6-46-4、图图6-56-5的情况相同，均为的情况相同，均为BB、CC先同时接通，而后先同时接通，而后BB断断开。

在图开。

在图6-46-4中，与继电器的情况相同，中，与继电器的情况相同，BB、CC先接先接通，而后由于通，而后由于CC的接通断开的接通断开BB。

在图。

在图6-56-5中，按顺序中，按顺序执行的话，却只有执行的话，却只有CC接通，因为接通，因为CC的接通使的接通使BB线圈不线圈不能接通。

在实际运用中，图能接通。

在实际运用中，图6-46-4中的中的BB线圈可以用作线圈可以用作输入信号输入信号AA的上升沿脉冲信号。

的上升沿脉冲信号。

BB的接通时间只有一的接通时间只有一个循环周期。

个循环周期。

2022/11/1082022/11/109ACBACCBAAC图6-4电路1图6-5电路2PMCPMC顺序程序按优先级别分为两部分：

第一级和第顺序程序按优先级别分为两部分：

第一级和第二级顺序程序。

二级顺序程序。

划分优先级别是为了处理一些宽度窄的划分优先级别是为了处理一些宽度窄的脉冲信号，这些信号包括紧急停止信号以及进给保持信脉冲信号，这些信号包括紧急停止信号以及进给保持信号。

号。

第一级顺序程序每第一级顺序程序每8ms8ms执行一次，这执行一次，这8ms8ms中的其他时中的其他时间用来执行第二级顺序程序。

第二级顺序程序很长的话，间用来执行第二级顺序程序。

第二级顺序程序很长的话，就对它进行划分，划分得到的每一部分与第一级顺序程就对它进行划分，划分得到的每一部分与第一级顺序程序共同构成序共同构成8ms8ms的时间段。

梯形图的循环周期是指将的时间段。

梯形图的循环周期是指将PMCPMC程序完整执行一次所需要的时间。

循环周期等于程序完整执行一次所需要的时间。

循环周期等于8ms8ms乘乘以第二级程序划分所得的数目，以第二级程序划分所得的数目，PMCPMC程序执行顺序框图程序执行顺序框图如如图图6-66-6所示。

所示。

6.2.2PMCPMC编址编址PMCPMC顺序程序的地址表明了信号的位置。

这些顺序程序的地址表明了信号的位置。

这些地址包括对机床的输入输出信号和对地址包括对机床的输入输出信号和对CNCCNC的输入的输入/输出信号、内部继电器、计数器、保持型继电器、输出信号、内部继电器、计数器、保持型继电器、数据表等。

每一地址由地址号数据表等。

每一地址由地址号（每每88个信号个信号）和位号和位号（0（0到到7）7）组成。

可在符号表中输入数据表明信号名组成。

可在符号表中输入数据表明信号名称与地址之间的关系。

地址有以下种类，不同类称与地址之间的关系。

地址有以下种类，不同类别地址符号也不相同。

别地址符号也不相同。

XX：

MTMTPMCRPMCR：

内部继电器：

内部继电器YY：

PMCPMCMTDMTD：

非易失性存储器：

非易失性存储器FF：

CNCCNCPMCPMCGG：

PMCPMCCNCCNC2022/11/1010Y5.3FY5.2EX5.4DX2.0X1.1ABCR2.1GR5.1R200.1W1W2R200.02022/11/10116.2.3PMCPMC基本指令基本指令X1.1=1，X2.0=1，R2.1=1时R200.0输出为1X5.4=1，Y5.2=0，R5.1=1时R200.1输出为16.2.4PMCPMC功能指令功能指令数控机床用数控机床用PMCPMC的指令必须满足数控机床信息处理和动作控制的指令必须满足数控机床信息处理和动作控制的特殊要求。

的特殊要求。

如如MM、SS、TT译码，定时、计数、最短路径选择，以及译码，定时、计数、最短路径选择，以及比较、检索、代码转换、数据四则运算、信息显示灯控制功能，仅比较、检索、代码转换、数据四则运算、信息显示灯控制功能，仅用执行一位操作的基本指令编程，实现起来会非常困难。

因此，需用执行一位操作的基本指令编程，实现起来会非常困难。

因此，需要增加一些专门控制功能来解决基本指令无法处理的控制问题。

要增加一些专门控制功能来解决基本指令无法处理的控制问题。

1.第一级程序结束指令2第二级程序结束指令3.程序结束指令2022/11/1012SUB1END1SUB2END2SUB64END如果程序中不使用第一级程序时，必须在PMC开头指定END1，否则PMC无法正常运行。

4定时器指令5固定定时器6译码指令2022/11/1013SUB3TMR定时器号ACTW1SUB24TMRB定时器号设定时间ACTW1ACTSUB4DEC译码信号地址译码指示W10000位指示01：

只对低位数进行译码10：

只对高位数进行译码11：

对两位数均进行译码值指示：

指示进行译码的位数该定时器为延时定时