数控机床的PLC编程方法探析

刘鋆得　韩朋良　张栋宾

摘 要：随着科学技术水平的不断提升，我国各行各业进入了新的发展阶段，机械生产与制造行业更是呈现出了新的特点。数控机床作为重要的生产制造基础设备，其工作的准确性与效率始终是行业工作者们关注的重点。现阶段，众多数控机床依托于PLC可编程控制器实现构件加工过程控制，这使得PLC编程直观易于掌握的优势得到了充分的发挥，在数控机床自动化控制过程中发挥了重要的作用，保证了加工质量与机床运行的稳定性与可靠性。本文探讨了数控机床PLC编程方法的相关内容，旨在提供一定的参考与借鉴。

关键词：数控机床；PLC；编程方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.019

1 PLC可编程控制器简介

PLC可编程控制器具体执行操作的流程由三个环节构成：输入采样、程序执行以及输出刷新，控制程序运行过程中PLC对上述环节构成的工作周期进行循环扫描，直至控制驱动任务的完成。

（1）输入采样。编程人员完成梯形图编制后，PLC对编程信息进行扫描，将输入端获得的信息在映像寄存器中进行存贮，同时完成刷新。刷新完成后，映像寄存器中的指令信息处于封闭状态，新产生的输入信息不被获取存贮，不对既有输入采样产生干扰。在完成一个扫描周期后，重新执行输入采样时才回录入新的指令内容。

（2）程序执行。PLC在程序执行过程中，对其编制的梯形图程序按照相应的规则进行扫描，并根据跳转指令完成程序跳转判定与对接执行。程序执行过程中，产生的相应运算结果在映像寄存器中进行存贮，系统控制对象状态参数呈动态化。

（3）输出刷新。在完成程序控制指令执行后，PLC内部的映像寄存器进入输出刷新状态，相应指令结果进入输出锁存器中，通过相应的控制机构完成控制指令的传输与下达，驱动相应原件动作。

2 数控机床的PLC编程代码实现

在数控机床的自动化控制过程中，主要控制功能包含加工准备、刀具使用、加工控制等，相应的功能控制代码相对规范统一，其主要功能代码包含以T功能代码、M功能代码、S功能代码等，数控机床PLC编程中各种代码具体特征如下：

（1）T功能代码的实现。数控机床PLCT功能代码实现的功能主要为刀具选择。其具体执行过程如下：在进行数控机床换刀操作时，指令下达后编码装置传递控制信息，运行PLC内置程序，启动数控机床换刀电机，使刀具下落压紧，在检测到刀架压力水平符合标准后，换刀电机停止工作，完成换刀操作。

（2）M功能代码实现。数控机床PLCM功能代码的实现是机床硬件和软件的综合运用，如主轴的正转与停止功能等。数控机床PLCM功能代码的实现与与T功能代码相似，经由编码装置传递控制信息，调用PLC内部梯形图程序，完成相应控制指令的下达。

（3）S功能的实现。数控机床PLC S功能主要完成主轴转速的控制，并且常用S2位代码形式和S4位代码形式来进行编程。首先由PLC编码录入装置进行代码转换，将梯形图程序变输入PLC，经内部电频转换元件进行信号初步处理，然后进行S代码转译，继而完成数据转换、进制转换以及限幅处理步骤，最后完成D/A转换，将控制信号传递至机床主轴控制系统，完成S指令的下达与实现。

3 数控机床的PLC编程方法探

下面以冷却系统PIE制为例来说明数控机床PLC程序的编制方法。

控制目标：通过数控机床控制平台实现冷却液控制程序指令的下达，完成冷却电机的启停操作，在自动或MDA方式下利用MO7或MO8启动冷却，用MO9停止冷却。在工况异常条件下能够通过信号灯闪烁或警报器鸣响为控制人员提供相应的告警提示。

PLC输入输出地址：依据该数控机床操作指令执行要求根据，对相应的控制信号进行地址分配，地址相互独立，互不冲突。从机床输入给PLC或从NC输入给PLC的均称为PLC的输入，从PLC输出给机床或从PLC输出给NC的均称为PLC的输出。

在第1段程序中，操作人员手动控制完成，冷却操作程序开启，PLC内置程序MO7、MO8实现数控机床冷却中间标志位M105.2完成置位操作；K6的第二次按下，程序控制指令M09将对中间标志位M105. 2完成复位操作，而由M105.2去激活冷却输出标志位M105.1，M105.1在第3段程序中激活冷却输出Q0.3和冷却输出显示的信号地址V11000000.5。在第2段程序中，在外界出现异常工况的条件下，冷却信号灯、电机过载报警以及冷却液位报警相应启动，M105.2将被强行复位，数控机床冷却操作中止。第3段程序为信号的输出控制，由M105.1控制冷却输出Q0.3和冷却输出指示灯V11000000.5，I1.6/I1.7分别控制冷却电机过载报警V1600002.2和冷却液面过低报警V1600002.3。

上述三段程序的执行，完成了既定控制目标，很好的实现了数控机床冷却控制自动化，保证了系统的冷却效果与运行的安全性，是成功的PLC编程案例。

4 结语

综上所述，PLC可编程控制器被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置。数控机床PLC编程要求编程人员利用给定的加工需求及工艺要求，进行的全面而系统的分析、综合、判断，从而编出适应数控机床控制要求PLC梯形图，保证数控机床自动化控制满足实际生产需求。本文对数控机床的PLC编程方法进行了分析，并通过编程实例进行了深入探讨，具有一定借鉴价值与参考意义。

参考文献：

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