可编程序控制器在机床数控系统中应用

1 引言
近年来，PLC 在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等
方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。随着 PLC 技术的发展, 它在位置控制、
过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中，为了提高
数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。永宏 FBs 系列 PLC 的 NC
定位功能较其它 PLC 更精准，且程序的设计和调试相当方便。本文提出的是如何应用永宏
PLC 的 NC 定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是
切实可行的。整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能
力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控
机床设计改造借鉴。
2 数控机床组成结构及工作过程
本例数控机床由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床
主机等组成，如图 1 所示。

图 1 数控机床组成机构图

输入装置可将不同加工信息传递于计算机。在数控机床产生的初期，输入装置为穿孔纸带，
现已趋于淘汰;目前，使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工作。输出指输出内部工作
参数(含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等)，一般在机床刚工作状态
需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可
帮助判断机床工作是否维持正常。数控装置是数控机床的核心与主导，完成所有加工数据
的处理、计算工作，最终实现数控机床各功能的指挥工作。它包含微计算机的电路，各种接
口电路、CRT 显示器等硬件及相应的软件。可编程控制器对主轴单元实现控制，将程序中的
转速指令进行处理而控制主轴转速;管理刀库，进行自动刀具交换、选刀方式、刀具累计使
用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理;控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、
卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作;还对机床外部开关(行程开关、压力开关、温控开关等)
进行控制;对输出信号(刀库、机械手、回转工作台等)进行控制。检测反馈装置由检测元件和
相应的电路组成，主要是检测速度和位移，并将信息反馈于数控装置，实现闭环控制以保
证数控机床加工精度。数控机床的工作过程如图 2 所示。

图 2 数控机床的工作过程框图

数控加工的准备过程较复杂，内容多，含对零件的结构认识、工艺分析、工艺方案的制订、
加工程序编制、选用工装及使用方法等。机床的调整主要包括刀具命名、调入刀库、工件安装、