項(xiàng)目五數(shù)控機(jī)床PLC的應(yīng)用與故障診斷課件

1、項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床PLC的應(yīng)用與故障診斷任務(wù)06 數(shù)控系統(tǒng)PMC維護(hù)維修目錄：1 PMC信號(hào)狀態(tài)診斷與參數(shù)維護(hù)2 PMC程序監(jiān)控與維護(hù)本項(xiàng)目主要介紹維修中涉及的開關(guān)量輸入輸出故障診斷，使學(xué)生了解PLC及FANUC PMC的定義，PMC硬件規(guī)格和地址分配原則，常用的PMC基本指令和功能指令，重點(diǎn)介紹PMC與CNC的關(guān)系和PMC與機(jī)床的關(guān)系，并根據(jù)常見的面板功能和機(jī)床進(jìn)行PMC.程序舉例。學(xué)生必須熟悉PMC頁面和操作以及FANUC LADDER軟件，以便進(jìn)行傳輸和在線監(jiān)控，會(huì)利用PMC有關(guān)頁面進(jìn)行數(shù)控機(jī)床輸入輸出診斷維護(hù)。1. PMC信號(hào)狀態(tài)診斷與參數(shù)維護(hù)1、PLC的基本組成2、PLC的工作過程3、

2、數(shù)控機(jī)床PLC的形式4、PLC與外部信息的交換5、數(shù)控機(jī)床PLC的基本功能1、PLC的基本組成PLC（Programmable Logic Controller） ，中文全稱為可編程邏輯控制器，國際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用可編程的存儲(chǔ)器，用于在其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊踢壿嬁刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?？删幊踢壿嬁刂破魇菓?yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便的通

3、用工業(yè)控制裝置，自研制成功并開始使用以來，已經(jīng)成為了當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一?？删幊踢壿嬁刂破髦饕芍醒胩幚砥鳎–PU）、存儲(chǔ)器、I/O單元及I/O擴(kuò)展接口、外設(shè)接口、電源等組成。(1) 中央處理器(2)存儲(chǔ)器(3) I/O單元及I/O擴(kuò)展接口(4) 外設(shè)接口(5)電源2、PLC的工作過程PLC的工作過程雖然與微機(jī)都是依靠執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序來工作的，但是由于PLC應(yīng)用于工作控制領(lǐng)域，需要準(zhǔn)確地捕捉輸入以及快速地響應(yīng)，所以PLC采用了循環(huán)掃描的工作方式，分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。PLC重復(fù)地執(zhí)行上述三個(gè)階段，每重復(fù)一次就是一個(gè)工作周期（或稱為掃描周期），而工作周期的長短與程序

4、的長短有關(guān)。3、數(shù)控機(jī)床PLC的形式數(shù)控機(jī)床常用的PLC主要由兩類：一類是專門為機(jī)床應(yīng)用而設(shè)計(jì)的內(nèi)裝型PLC，另一類是獨(dú)立型（通用型）PLC。（1）、內(nèi)裝型PLC（Built-in Type）內(nèi)裝型PLC從屬于CNC裝置，PLC與NC間的信號(hào)傳送在CNC裝置內(nèi)部即可實(shí)現(xiàn)。它是為數(shù)控設(shè)備順序控制而設(shè)計(jì)制造的專用PLC。內(nèi)裝型PLC具有如下特點(diǎn)：、內(nèi)裝型PLC實(shí)際上是CNC裝置帶有PLC功能，一般是作為一種可選功能提供給用戶。、內(nèi)裝型PLC的性能指標(biāo)是根據(jù)所從屬的CNC系統(tǒng)的規(guī)格、性能、適用機(jī)床類型等確定的，其軟件和硬件部分作為CNC系統(tǒng)的基本功能或附加功能與CNC系統(tǒng)一起統(tǒng)一設(shè)計(jì)制造的。因此，P

5、LC的硬件和軟件整體結(jié)構(gòu)十分緊湊，其所具有的功能針對(duì)性強(qiáng)，技術(shù)指標(biāo)合理、實(shí)用，適用于單臺(tái)數(shù)控機(jī)床的場合。、在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，內(nèi)裝型PLC既可以與CNC共用一個(gè)CPU，也可以單獨(dú)使用一個(gè)CPU。單獨(dú)使用時(shí)，PLC對(duì)外有單獨(dú)配置的輸入輸出電路，而不使用CNC裝置的輸入輸出電路。、采用內(nèi)裝型PLC，擴(kuò)大了CNC內(nèi)部直接處理信息的通信窗口功能，可以使用梯形圖的編輯和傳送等高級(jí)控制功能，且造價(jià)便宜，提高了CNC的性能價(jià)格比。內(nèi)裝型PLC與數(shù)控系統(tǒng)之間的信息交換是通過公共的RAM完成的，因此內(nèi)裝型PLC與數(shù)控系統(tǒng)之間沒有連線，信息交換量大，安裝調(diào)試更加方便，且結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性好。內(nèi)裝型PLC與外部信號(hào)的連接結(jié)

6、構(gòu)示意圖如圖5-1所示。圖5-1 內(nèi)裝型PLC與外部信號(hào)的連接結(jié)構(gòu)示意圖（2）、獨(dú)立型PLC（Stand-alone Type） 獨(dú)立型PLC是適應(yīng)范圍較廣、功能齊全、通用化程度較高的PLC。獨(dú)立型PLC獨(dú)立與CNC裝置，有完整的硬件和軟件結(jié)構(gòu)，是能獨(dú)立完成規(guī)定控制任務(wù)的裝置。數(shù)控機(jī)床用獨(dú)立的PLC，一般采用模塊化結(jié)構(gòu)，它的CPU系統(tǒng)程序、用戶程序、輸入輸出電路、通信等均設(shè)計(jì)成獨(dú)立的模塊。獨(dú)立型PLC主要用于FMS、CIMS形式的CNC機(jī)床，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理、通信和診斷供功能，成為CNC與上級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的重要設(shè)備。4、PLC與外部信息的交換PLC作為CNC與機(jī)床（MT）之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，既

7、要與CNC進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，又要與機(jī)床側(cè)外圍開關(guān)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。圖5-3所示為CNC、PLC與外圍電路的信號(hào)關(guān)系。（1）、PLC至MTCNC輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)PLC的邏輯處理，通過輸出接口送至機(jī)床側(cè)。CNC到機(jī)床的主要信號(hào)有M、S、T等代碼。M代碼是輔助功能，根據(jù)不同的M代碼，PLC可以控制主軸的正、反轉(zhuǎn)和停止，主軸齒輪箱的換擋速度，主軸準(zhǔn)停，切削液的開關(guān)，卡盤的加緊、松開，機(jī)械手的取刀、換刀等。S功能是在PLC中可以用4位代碼直接指定轉(zhuǎn)速。T功能是數(shù)控機(jī)床通過PLC管理刀庫，進(jìn)行自動(dòng)換刀。（2）、MT至PLC從機(jī)床側(cè)輸入的開關(guān)量，通過輸入接口輸入到PLC，經(jīng)處理后送到CNC裝置中。機(jī)床側(cè)傳給PLC的信號(hào)

8、主要是機(jī)床操作面板上的各種開關(guān)、按鈕及檢測信號(hào)等信息。大多數(shù)信號(hào)的含義及所配置的輸入地址，均可由PLC程序編制者或程序使用者自行定義。多數(shù)機(jī)床生產(chǎn)廠家可以方便地根據(jù)機(jī)床的功能和配置，對(duì)PLC程序和地址分配進(jìn)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的信號(hào)含義和地址（開關(guān)量地址或寄存器地址）均由CNC廠家確定，PLC編程者只可使用，不可以改變或增刪。如數(shù)控指令M、S、T功能，通過CNC譯碼后直接輸入PLC相應(yīng)的寄存器中。（4）、PLC至CNCPLC送至CNC的信息也由開關(guān)量信號(hào)或寄存器完成，所以的PLC送至CNC的信號(hào)地址與含義由C

9、NC廠家確定，PLC編程者只可使用，不可以改變或增刪。5、數(shù)控機(jī)床PLC的基本功能（1）、機(jī)床操作面板控制（2）、機(jī)床外部開關(guān)量的輸入信號(hào)控制（3）、輸出信號(hào)監(jiān)控（4）、伺服控制（5）、故障診斷處理2 PMC程序監(jiān)控與維護(hù)1、FANUC 0i系統(tǒng)PMC的性能及規(guī)格2、PMC的信號(hào)地址3、PMC梯形圖程序特點(diǎn)4、FANUC 0i系統(tǒng)I/O模塊1、FANUC 0i系統(tǒng)PMC的性能及規(guī)格可編程邏輯控制器（PLC）在FANUC數(shù)控系統(tǒng)中稱為可編程機(jī)床控制器（Programmable Machine Controller，PMC），PLC和PMC只是名稱上不同，其本質(zhì)一致。PMC內(nèi)置在數(shù)控系統(tǒng)中，用來執(zhí)

10、行數(shù)控機(jī)床的順序控制操作（主軸旋轉(zhuǎn)、換刀、機(jī)床操作面板的控制等）。所謂順序控制，就是按照事先確定的順序貨邏輯，對(duì)控制的每一個(gè)階段進(jìn)行控制。對(duì)于數(shù)控機(jī)床來說，順序控制是在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中，以CNC內(nèi)部和機(jī)床各行程開關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等開關(guān)量的開關(guān)信號(hào)狀態(tài)為條件，并按照預(yù)先規(guī)定的邏輯順序?qū)χT如主軸的啟停和換向，刀具的更換，工件的夾緊和松開，液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行控制。順序控制的信息主要是開關(guān)量信號(hào)。2、PMC的信號(hào)地址（1）、輸入/輸出信號(hào)（X信號(hào)和Y信號(hào)）（2）、G信號(hào)和F信號(hào)（3）、R、T、C、K、D和A信號(hào)3、PMC梯形圖程序特點(diǎn)（1）、PMC程序結(jié)構(gòu)（2）、PMC程序執(zhí)行過

11、程第二級(jí)程序一般較長，為了執(zhí)行第一級(jí)程序，將根據(jù)第一級(jí)程序的執(zhí)行時(shí)間，把第二級(jí)程序分割成n部分，分別用分割1、分割2、分割n表示，如圖5-6所示。4、FANUC 0i系統(tǒng)I/O模塊FANUC 0i系統(tǒng)常用的I/O單元模塊有機(jī)床操作面板、操作盤I/O模塊、分線盤I/O模塊、I/O Link軸放大器和0i用I/O單元模塊。系統(tǒng)以I/O Link串行總線方式通過I/O模塊與系統(tǒng)通信，在I/O Link串行總線中，CNC為主控端，而I/O模塊是從控端，每一個(gè)I/O模塊都有具體的名稱，在連接時(shí)需要設(shè)置組號(hào)、基座號(hào)和插槽號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)操作面板正面外形SA1輸入地址與進(jìn)給軸速度倍率關(guān)系SA2輸入地址與進(jìn)給軸速度倍

12、率關(guān)系維護(hù)、維修FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC:1、PMC的常見故障及其處理方法2、PMC信號(hào)狀態(tài)診斷與參數(shù)維護(hù)3、PMC數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)4、PMC編程實(shí)例分析1、PMC的常見故障及其處理方法當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)有關(guān)PMC方面的故障時(shí)，一般有三種表現(xiàn)形式：（1）、故障可以通過PMC報(bào)警直接找到故障的原因。（2）、故障雖然有CNC報(bào)警顯示，但是引起故障的原因較多，難以找出真正的原因。（3）、故障沒有任何提示。通過PMC查找故障的方法：（1）、在“PMC”狀態(tài)中觀察所需的輸入開關(guān)量，或系統(tǒng)變量是否已正確輸入，若沒有，則檢查外部電路。對(duì)于M、S、T指令，可以寫一個(gè)檢驗(yàn)程序，以自動(dòng)或單段的方式執(zhí)行該程序，在執(zhí)行的過程中觀察相應(yīng)的地址位。應(yīng)注意的是：含該指令的零件程序在MDI方式下，正在執(zhí)行程序的過程中是不能觀察PMC狀態(tài)的。（2）、在PMC狀態(tài)中觀察所輸出的開關(guān)量或系統(tǒng)變量是否正確輸出。若沒有，則檢查CNC側(cè)，分析時(shí)候有故障。（3）、