摘 要 针对可编程控制器在数控机床控制系统中的应用，本文以FANUC系统为例对数控机床用可编程控制器类型、配置形式以及地址分配进行介绍，并具体分析数控机床润滑系统控制程序，对数控机床弱电故障的维修有一定的参考价值。
关键词 PLC;数控机床
中图分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0105-01
数控机床的体系结构主要由数控装置（CNC）、进给伺服系统、主轴伺服系统、机床强电控制系统等组成，其中可编程控制器主要用于实现机床强电控制系统中润滑、冷却、气动、液压、和主轴换刀等系统的逻辑控制。
1 数控机床用可编程控制器类型、配置形式及与外部的信息交换
1）数控机床用可编程控制器分两类：一类是内装型PLC;另一类型PLC。内装型PLC是作为CNC装置带有的PLC功能，性能指标根据从属的CNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定，PLC与CNC之间的信号传送也是在CNC装置内部完成，目前很多厂家都采用了内装型PLC。数控机床用型PLC一般采用模块化结构，装在插板式笼箱内，是一个完整的计算机系统。但采用这种方式的数控系统与PLC必须采用同一通信协议或是同一家公司的产品。
2）配置形式：PLC在数控机床上有4种常见的配置形式，如图1所示。
图1 PLC在数控机床上的配置形式
3）PLC与外部的信息交换及地址分配：数控机床用可编程控制器的输入信号主要是开关量信号，比如行程开关、控制开关、温度开关和压力开关的输入元件的输入信号;输出信号主要是继电器、接触器、电磁阀等输出元件所需要的输出信号。
以FANUC系统为例，X信号为机床到PLC的信号，Y为PLC到机床的信号;G为PLC到CNC系统的信号;F为CNC系统到PLC的信号。其中，机床侧的开关量信号通过I/O接口输入至PLC中，机床到PLC的输入信号的地址为X00～X22; PLC到机床的输出信号的地址为Y48～Y53以及Y80～Y95（这些信号用于控制机床的灯、直流继电器线圈等）。
在FANUC系统中，CNC到PLC的信号地址为F148～F199（用户专用）和F250～F299（系统专用），这些信号的功能是固定的，用户通过梯形图确定CNC系统的状态。例如CNC系统准备就绪信号为F149.7，系统报警信号为F149.0，伺服准备就绪信号为F148.6，系统电池报警信号为F149.2，系统复位信号为149.1以及T码选通信号为F150.3，M码选通信号为F150.0，S码选通信号为F150.2等。
PLC送至CNC的信息也由开关量信号或寄存器完成，所以PLC送至CNC的信号地址与含义由CNC厂家确定，信号地址为G100～G147和G200～G249，用户可通过梯形图实现CNC各种功能的控制。另外，在FANUC系统中，中间继电器R和保持型存储器D的地址号为D300～R699。
2 FANUC-PLC指令在数控机床上的应用举例
数控机床润滑系统是采用PLC进行控制的。下面以润滑系统正常工作时的控制过程为例进行介绍。PLC主要实现的控制作用：按下运转准备按钮SB8，润滑电动机运行15s，检查压力开关SP2是否合上，SP2已合上后润滑电动机停止运行25min，检查压力开关SP2是否打开，SP2已打开后润滑电动机再运行15s，以此循环进行。
1）润滑系统正常工作的控制梯形图和I/O接口示意图见图2，图3。
图2 FANUC-PLC主轴正反转控制梯形图
2）润滑系统正常工作的控制分析：
按下SB8，23N行X17.7常开触点闭合，使Y86.6线圈得电，23P行Y86.6常开触点闭合并自锁，中间继电器KA4线圈接通，KA4常开触点闭合，接触器KM4线圈得电，润滑电动机M4启动运行。
同时，Y86.6线圈得电使得24A行Y86.6常开触点闭合，TM17号定时器定时开始，定时15s。到达15s后24A行TM17（R613.0）为1，23P行的R613.0常闭触点分断，Y86.6线圈失电为0，润滑电动机停止运行。
图3 I/O开关量接口示意图
24A行TM17（R613.0）为1同时也使24D行R613.0常开触点闭合，使输出R600.2为1并自锁。同时24F行的R600.2常开触点也闭合为1，使TM18定时器定时开始，定时25min。到达25min后，23O行TM18（R613.1）常开触点闭合，Y86.6线圈再次得电并自锁，润滑电动机M4重新启动运行。上述控制过程循环进行。
2 结束语
可编程控制器主要用于实现机床MST功能，数控机床主轴的启动、停止、换向、制动，刀具的选择与更换，润滑系统、冷却系统的控制等通常由PLC实现，不同公司生产的PLC有不同的指令系统，要针对不同的系统编制程序。
参考文献
[1]廖兆荣.数控机床电气控制[M].：高等教育出版社，2005.
[2]李清新.伺服系统与机床电气控制[M].：机械工业出版社，1999.
[3]刘永久.数控机床故障诊断与维修技术[M].：机械工业出版社，2006.
作者简介
李雯（1982-），女，工程硕士，高校，主要从事机电一体化技术专业的教学和研究工作。
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