文档介绍：常州轻工职业技术学院
数控机床故障诊断及维护课程授课教案 NO: 12
授课日期
授课班级
03机电331
03机电332
课题
数控机床输入/输出(I/O)控制的故障诊断
授课类型
讲授
课时数
教学
目的
重点
难点
教具
挂图
教学过程
及
时间分配
主要教学内容
教学方法
的运用
输入/输出(I/O)故障是数控机床运行过程中员常见的故障,这是因为组成输入/输出的各类开关元件长期暴露在外,受到机械磨损、油气侵蚀等因素的影响,造成开关可靠性下降以至失灵,引起机床动作障碍。数控机床的输入/输出由PLC控制完成,因此熟悉数控机床中的输入/输出开关元件,明确数控机床PLC控制的对象及状态信号的表示,有助于输入/输出故障的诊断。
1 数控机床PLC的功能
在数控机床中,除了对各坐标轴的位置进行连续控制外,还需要对诸如主轴正、反转起动和停止、刀库及换刀机械手控制、工件夹紧松开、工作台交换、气液压、冷却和润滑等辅助动作进行顺序控制。顺序抑制的信息主要是I/O控制,如控制开关、行程开关、压力开关和温度开关等输入元件,继电器、接触器和电磁阀等输出元件;同时还包括主轴驱动和进给伺服驱动的使能控制和机床报警处理等。现代数控机床均采用可编程逻辑控制器(PLC)来完成上述功能,数控机床PLC的形式有两种:一是采用单独的CPU完成PLC功能,即配有专门的PLC,C外部,称为外装型PLC;二是采用数控系统与PLC合用一个CPU的方法,C内部,称为内装型PLC。
电源配置
C和机床三者之间的信息交换包括如下四部分:
机床至PLC
机床侧的开关量信号通过I/O单元接口输入至PLC中,除极少数信号外,绝大多数信号的含义及所占用PLC的地址均可由P
LC程序设计者自行定义,如在SINUMERIK 810数控系统中,机床侧的某一开关信号通过I/O端子板输入至I/O模块中,参阅图0—1所示。,在软键功能DIAGNOSIS的PLC STATUS状态下,通过观察IBl0的第2位“0”或“1”来获知该开关信号是否有效。
PLC至机床
PLC控制机床的信号通过PLC的开关量输出接口送到机床侧,所有开关量输出信号的含义及所占用PLC的地址均可由PLC程序设计者自行定义。如在SINUMERIK 810数控系统中,机床侧某电磁阀的动作由PLC的输出信号来控制,,该信号通过I/O模块和I/O端子板输出至中间继电器线圈,继电器的触点又使电磁阀的线圈得电,从而控制电磁阀的动作。同样, STATUS状态下,通过观察QBl的第4位“0”或“1”来获知该输出信号是否有效。
C直接送入PLC的寄存器中,C送至PLC的信号含义和地址(开关量地址或寄存器地址)C厂家确定,PLC编程者只可使用,不可改变和增删。如数控指令的M、S、T功能,C译码后直接送人PLC相应的寄存器中。如在SINUMERIK 810数控系统中,M03指令经译码后,。
C
C的信息也由开关量信号或寄存器完成,C厂家确定,PLC编程者只可使用,不可改变相增删。如SINUMERIK 810数控系统中,。
图6、1为内装式PLC输入/输出信息示意图。
数控系统PLC的功能
机床操作面板控制
将机床操作面板上的控制信号直接送入PLC,以控制数控系统的运行。机床操作面板上各类控制开关的功能详见第四章的第一节和第二节。
机床外部开关输人信号控制
将机床侧的开关信号送人PLC,经逻辑运算后,输出给控制对象。这些控制开关包括各类控制开关、行程开关、接近开关、压力开关和温控开关等。
输出信号控制
PLC输出的信号经强电柜中的继电器、接触器,通过机床侧的液压或气动电磁阎,对刀库、机械手和回转工作台等装置进行控制,另外还对冷却来电动机、润滑泵电动机及电磁制动器等进行控制。
伺服控制
控制主轴和伺服进给驱动装置的位能信号,以满足伺服驱动的条件,通过驱动装置,驱动主轴电动机、伺服进给电动机和刀库电动机等。
报警处理控制
PLC收集强电柜、机床测和伺服驱动装置的故障信号,将报警标志区中的相应报答标志位置位,数控系统便显示报警号及报警文本以方便故障诊断。
软盘驱动装置控制
有些数控机床用计算机软盘取代了传统的光电阅读机。通过控制软盘驱动装置,实现与数控系统进行
零件程序、机床参数、零点偏置和刀具补偿等数据的传输。
转换控制
有些加工中心