引言
在数控机床中，控制系统除了对各坐标轴的位置进行连续控制外，还需要对诸如主轴的启停、换向，刀具的更换、工件夹紧松开、液压、冷却、润滑系统的运行等进行控制。目前PLC技术应用于数控机床得到了广泛发展。数控机床应用PLC用来接收CNC发送来的M、S、T信息、手动／自动方式信息、各种使能信息等，PLC向CNC发送M，S、T功能的应答信息和各坐标轴对应的机床参考点信息等，同时PLC还向机床发送控制信息，以控制机床的执行元件，如电磁铁、接触器、继电器以及各种状态指示和故障报警等，接收主要来自机床操作面板输入信息和各种开关、按钮等信息，如机床启动／停止、主轴正转／反转／停止、切削液开／关、主轴状态监视信号和伺服系统运行准备信号等。
一 数控机床应用PLC内部结构
PLC采用“顺序控制”方法。“顺序控制”的信息主要是开关量信号，数控系统对该类信号的控制任务可以由独立或内装式的PLC(可编程控制器)来完成，它是一种专用于数控机床的可编程序控制器，它的优点是控制功能强大、快速响应性好、结构紧凑，工作可靠稳定。图1为PLC内部结构框图。
图1 PLC内部结构框图
二 数控机床应用PLC的分类
数控机床用PLC可分为两大类，一类为内装PLC(Bunt—in Type)，另一类为外置或称独立型PLC(Stand-alone Type)。目前，大多数数控系统均可选择内装式PLC。内装式PLC与CNC之间的信息交换是通过公共RAM区完成的。因此内装PLC与CNC之间无连线，信息交换量大，安装调试更加方便，且结构紧凑，可靠性好。内装式PLC与MT(机床侧)通过CNC输入／输出接口电路实现信号传送，如图2所示。
图2内装型PLC与CNC和MT(机床佣)的接口
独立型PLC在CNC外部，自身具有完备的软硬件功能，与内装型PLC相比，独立型PLC功能更强，但一般需要配置单独的编程设备。
三 数控机床应用PLC与外部信息交换
PLC，CNC和机床三者之间信息交换包括4个部分。
1 机床至PLC
机床侧的信号通过I／O单元接口输入到PLC，输入的地址由PLC程序编制人员自行定义。当然要根据相关规范确定。
2 PLC至机床
根据机床的配置，以及所需要完成的控制功能，PLC将控制信号输送至机床侧。输出信号的地址也是由程序编制人员自行定义。
3 CNC至PLC
CNC送至PLC的信息可由CNC直接送入PLC的寄存器中，所有CNC送至PLC的信号含义和地址(开关量地址或寄存器地址)均由CNC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，通过CNC译码后直接送入PLC相应的寄存器中。
4 PLC至CNC
PLC送至CNC的信息也由开关量信号或寄存器完成，所有PLC送至CNC的信号地址与含义由CNC厂家确定，PLC编程者只可使用，不可改变和增删。
如图3所示为内装式PLC输入／输出信息框图。
图5内装式PLc输入／输出信急框图
要充分利用PLC的控制功能，使PLC和CNC更方便地进行数据采集传送交换。首先要了解数控机床中PLC的相关信息，如Fanuc系统PLC输入输出端口符号的含义。X表示机床向PLC输入的信号；Y表示PLC向机床的输出信号I G表示PLC向CNC的输出信号I F表示CNC向PLC的输入信号。
四 PLC梯形图方法编程在数控系统中应用实例
数控机床中的PLC具有显示和检测功能，PLC梯形图具有非常广泛的用途。它可以传递机床工作状态，坐标位置、刀具管理数据，机床参数等各种信息，可以直接将机床的接口、内部继电器，定时器等的状态信息直观地显示出来，还可以利用PLC梯形图反映的控制逻辑，跟踪外围设施出现故障的原因，利用梯形图的监控功能，观察相关信号是否处于正确的状态。如果有节点处于不正确的状态。可依据梯形图向前向后追踪，查找引起节点状态错误的原因。
以Fanuc Oi系列数控系统为例，进入PLC梯形图界面方式为按下【SYSTEM】键，再按【PMC】软键，随后选择【PMCLAD】，即可进入PLC动态显示的梯形图程序画面。若需要对程序进行检索，可以按下检索信号【SEARCH】软键，并结合翻页软键或方向键进行所需信号的检索。图4为Fanuc oi系列数控系统PLC梯形图画面。
图4 FANUC 0I系列数控系统PLC梯形图画面
五 结束语
数控机床是集计算机技术、PLC技术、自动化技术等于一身的机电一体化产物，作为数控机床核心的控制系统直接关系到设备的正常运行，利用数控机床PLC的强大功能。可以充分发挥数控机床控制系统的作用，还可以为数控机床故障诊断及故障维修带来极大的方便。
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本文标题：浅谈PLC在数控机床控制系统中的应用
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