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数控系统中PLC与NC之问联络的实用方法

数控产品网 www.cncproduct.com   2014-06-20   来源:网络转载   阅读:915次

  数控机床控制系统中并非单纯的轨迹及定位控制,往往还有一些机床的逻辑动作需要相应的控制,这就要求在机床的电气控制中既有数字控制系统NC又有逻辑控制系统PLC,两者之间实现信息交换有多种方法。本文介绍了在实际设计、研制半自动提速铁路轴承内、外滚道超精机项目中,数控系统在机床伺服电机进给数控程序和机床其他动作的PLC程序控制两者之间的通信联络方法,此方法能有效地将上述两者的控制结合起来。该机床目前已制造完成用于轴承生产加工中,实践证明,该方法简单、实用,效果良好。

1 数控系统简介

  数控系统中,执行数控NC功能的NCK软件程序和执行逻辑功能的PLC程序,需由用户根据机床的实际情况加以编制。软件设计中,主控程序是NcK软件程序;机床逻辑动作由NCK软件程序输出给PLc的辅助功能来完成。

  1.1 输出给PLC的辅助功能

  辅助功能又称M功能或M指令,是控制机床加工操作时作一些辅助动作的开/关功能,其主要用于机床加工时的工艺性指令,靠继电器的通断来实现其控制过程。辅助功能M代码是以地址M为首后跟2位数字组成,共100种(M00一M99)。机床上的各种开关操作可以通过零件程序中的M功能指令激活。M功能在使用时,每个程序段可以有5个M指令。M指令的值从O到99,为整数。其中少数几个M指令已经由系统生产厂商设置了一些固定功能,具体参见表1,其余部分可供机床生产厂商使用。

表1M功能表

M功能表 

  1.2 PLC向NCK传送的信号

  PLC用户程序和NcK(数控核心)之间通过不同的数据区可进行信号和数据的交换,PLC用户程序与交换无关,对使用者来说这是自动进行的。PLC/NCK的控制信号和状态信号会循环刷新。信号分为普通信号、运行方式信号、通道信号和进给轴/主轴信号。其中,在PLC-NcK的通道控制信号中,3200的PLC变量中的V32000006.1是读入使能禁止信号,其含义及使用方法如表2所示。

V32000006.1含义及使用方法 

  从表2可以看到,当对V32000006.1置“1”,禁止下一个程序段的数据传送到插补器,这时NC程序处于停止等待状态;当对v32000006.1复位清“0”,下一个程序段的数据传输给插补器,这时NC程序开始继续执行该下一程序段,因此,通过对v32000006.1的置“1”和复位清“0”就可以实现对NC程序段的运行控制。在机床设计中,某些情况下只有结束辅助功能才可以执行下一个NC程序段,因此,这时可以通过禁止读入信号阻止程序段的自动转换执行。

2 应用实例

  半自动提速铁路轴承内、外滚道超精机的自动控制中,具有一个往复进给轴,由数控系统的进给轴输出接口控制伺服驱动系统,再由驱动系统控制交流伺服电动机,从而控制机床的进给轴往复进给运动,其余的电动机或动作由PLC输出,通过控制继电器或电磁阀来控制,其动作流程图如图1所示。

图l滚道超精机动作流程图 
图1滚道超精机动作流程图

  超精机动作流程(图1)中,所有的机床动作除了往复进给运动和工作轴电动机的粗、精超启动及停止由数控程序控制外,其余所有的机床动作皆以M功能的形式由数控程序输出到PLC。从动作流程图可以看出,芯轴插人、油石跳进等动作的命令输出后,不能马上执行下一个NC程序段,需等动作到位后才能继续NC程序,这时可在PLC程序中加入传送给NCK的读入禁止命令,停止NC程序的继续向下执行,直到该动作完成后,再由PLC向NCK发出读入使能命令,NC才能继续控制程序的执行。

  这里,以油石跳进动作为例来加以说明。辅助功能M16是油石跳进命令,数控程序命令为在N20语句的程序命令中,油石跳迸命令以辅助功能M16形式给出,N30和N35语句的程序命令是进行超精加工的伺服电动机往复进给控制命令,从滚道超精机动作流程图可知,数控系统在发出油石跳进命令后,不能马上执行超精加工的伺服电动机往复进给数控动作,必须等到油石跳进到位开关动作后才能执行下面的N30和N35动作。正常情况下,NCK是一条接一条连续地读人数控程序命令并往下执行的,执行速度很快,在发出M功能指令后,NC紧接着就执行下一句程序段,这时PLC接受到的M功能指令可能还未来得及执行,数控程序已继续向下执行了。而机床要求NcK在执行完N20语句后,不能马上执行N30语句,因此,在PLC接收到NcK发来的M16命令后,可以通过PIJC梯形图(图2),首先将PLC-NcK的通道控制信号中的v32000006.1设置为读人使能禁止,禁止下一个程序段的数据传送到插补器,这样,NcK不再执行下面的N30语句,当油石跳进动作完成,油石跳进到位开关动作后,取消读人使能禁止,允许NcK读入程序即v32000006.1设置为读入使能,NcK再继续执行N30语句。

图2油石跣进动作相关梯形图 
图2油石跣进动作相关梯形图

3 结束语

  在设计制造的半自动提速铁路轴承滚道超精机中,使用上述方法,利用PLC_NCK的通道控制信号中的PLC变量V32000006.1,即读人使能禁止信号,实现了数控系统的数控程序NC和逻辑控制程序PLc的联络,方法简单、可靠、实用。

CncProduct.Com(编辑:小朱)
本文标签(Tag)数控系统 PLC
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