数控机床电气控制与PLC10.数控机床PLC编程实例：数控机床工作方式PMC编程
数控机床PMC控制及应用实例
（3）状态开关控制梯形图
2.数控机床加工程序功能开关PＭC控制
(1) 数控机床加工程序功能开关
(2) 数控机床程序功能开关的作用
机床锁住：在自动运行状态下，按下机床操作面 板上的机床锁住开关，执行循环起动时，刀具不 移动，但是显示器上每个轴运动的位移在变化， 就程象序刀辅具助在功运能动的一锁样住。：程序运行时，禁止执行M 、 S 和T 指令，和机床锁住功能一起使用,检查程 序程是序否的编空制运正转确：。在自动运行状态下，按下机
（2）数控机床状态开关的功能
手动连续进给状态（）：在此状态下，持续按下 操作面板上的进给轴及其方向选择开关，会使刀 具沿着轴的所选方向连续移动。 机床返回参考点（）：在此状态下，可以实现手 动返回机床参考点的操作。通过返回机床参考点 操作，系统确定机床零点的位置。
状态（）：在此状态下，可以通过阅读机（加工 纸带程序）或232通信口与计算机进行通信，实现 数控机床的在线加工。
系统 的功能指令 6.常数定义指令（、） 指令是2位或4位代码常数定义指令。
指令是1个字节、2个字节或4个字节长二进制数的 常数定义指令。
系统 的功能指令 7. 判别一致指令（）和传输指令（）
指令用来检查参考值与比较值是否一致，可用于检查刀库、转台 等旋转体是否到达目标位置等。
指令的作用是把比较数据和处理数据进行逻辑 “与”运算，并将结果传输到指定地址。
的指令功能：可对1、2或4个字节的二进制代码数 据译码，所指定的8位连续数据之一与代码数据相 同时，对应的输出数据位为1。主要用于M代码、T 代码的译码，一条代码可译8个连续M代码或8个连 续T代码。
系统 的功能指令 5. 比较指令（、） 指令的输入值和比较值为2位或4位代码。
数控机床电气控制与PLC12.数控机床PLC编程实例：数控机床辅助功能PMC编程
（二）工件冷却控制
冷却功能的控制一般有手动控制和自动控 制两种方式。手动控制是使用机床操作面板上 的一个按钮来实现冷却液的开启和关闭；自动 控制是使用加工程序代码M08将冷却液开启， 使用加工程序代码M09、M02、M30可将冷却 液关闭。
译码指令DECB介绍
数控机床在执行加工程序中的规定M、S、T代码 时，CNC装置以BCD码或二进制码形式输出M、S、 T代码信号。这些信号需要经过译码才能从BCD码或 二进制码状态转换成具有特定功能含义的一位逻辑状 态。
项目十二
数控机床辅助功能PMC编程
主要内容
手动进给控制
工件冷却控制
（一）手动进给控制
手动进给是指数控机床在JOG进给方式下， 按住机床操作面板上的+X、-X、+Y、-Y、+Z、 -Z等按键时，机床坐标轴将沿按键指定轴方向 移动。本实例将分析介绍数控机床这种手动连 续进给控制的PMC程序。
工作冷却PMC程序2
程序1方法逻辑简单， 程序2方法结构较短， 但结构较长。 效率更高。
M09、M02、 M30关闭冷却 信号。
手动 冷却 按钮
手动打开 冷却信号。 M08打开
冷却信号。
手动关闭 冷却信号。 程序关闭冷却 信号。
小结
本讲主要基于FANUC数控PMC介绍了数控 机床手动进给和工件冷却两种功能的梯形图程 序设计方法。 这两种控制功能是所有数控机床中都必要的。 具有重要的代表性，希望同学们深入阅读、分 析这些PLC控制的典型实例，理解其编程规律， 有助于提高PLC控制程序设计水平和效率。
仅JOG 方式和增 与反向进给形成 回零时坐标移动 量方式时有效 “互锁”控制
数控机床中的PLC编程步骤
数控机床中的PLC编程步骤————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：数控机床中的PLC编程步骤数控机床的plc提供了完整的编程语言，利用编程语言，按照不同的控制要求可编制不同的控制程序。
梯形图方法是现在使用最广泛的编程方法，在形式上类似于继电器控制电路图，简单、直观、易读、好懂。
数控机床中的plc编程步骤如下：（1）确定控制对象；（2）制作输入和输出信号电路原理图、地址表和PLC数据表；（3）在分析数控机床工作原理或动作顺序的基础上，用流程图、时序图等描述信号与机床运动之间的逻辑顺序关系，设计制作梯形图；（4）把梯形图转换成指令表的格式，然后用编程器键盘写入顺序程序，接下来用仿真装置或模拟台进行调试、修改；（5）将经过反复调试并确认无误的顺序程序固化到EPROM中，并将程序存人软盘或光盘，同时整理出有关图纸及维修所需资料。
表1中所列为FANUC系列梯形图的图形符号。
下面以数控机床主轴定向控制为例说明PLC在数控机床上的应用。
在数控机床进行加工时，自动交换刀具或精镗孔都要用到主轴定向功能。
图1所示为主轴定向功能的PLC控制梯形图。
图1 数控机床主轴定向控制梯形图梯形图1中AUTO为自动工作状态信号，手动时AUTO为“0”，自动时为“1”。
M06是换刀指令，M19是主轴定向指令，这两个信号并联作主轴定向控制的控制信号。
RST为CNC系统的复位信号。
ORCM为主轴定向继电器。
ORAR为从机床输入的定向到位信号。
另外，这里还设置了定时器TMR功能，来检测主轴定向是否在规定时间内完成。
通过手动数据输入（MDI）面板在监视器上设定4.5秒的延时数据，并存储在第203号数据存储单元。
当在4.5秒内不能完成定向控制时，将发出报警信号。
Rl为报警继电器。
图中的梯形图符号边的数据表示PLC内部存储器的单元地址，如200.7表示数据存储器中第200号存储单元的第7位，这些地址可由PLC程序编制人员根据需要来指定。
数控机床PMC控制及应用实例-45页文档资料
FANUC系统 PMC的功能指令
11.代码转换指令（COD、CODB） COD指令是把2位BCD代码（0—99）数据转换成2位或4位BCD代码
数据的指令。具体功能是把2位BCD代码指定的数据表内号数据（2 位或4位BCD代码）输出到转换数据的输出地址中。
FANUC系统 PMC的功能指令
CODB指令是把2个字节的二进制代码（0—256）数据转换成1字
(1) 数控机床状态开关
（2）数控机床状态开关的功能
编辑状态(EDIT)：在此状态下，编辑存储到CNC 内存中的
加工程序文件。
存储运行状态（MEM）:在此状态下，系统运行的加工
程序为系统存储器内的程序。
手动数据输入状态（MDI）：在此状态下，通过MDI 面
板可以编制最多10 行的程序并被执行，程序格式和通常程序一样。
8.旋转指令（ROT、ROTB）
ROT/ROTB指令用来判别回转体的下一步旋转方向；计算出回转体从 当前位置旋转到目标位置的步数或计算出到达目标位置前一位置的 位置数。
FANUC系统 PMC的功能指令
9.数据检索指令（DSCH、DSCHB） DSCH指令的功能是在数据表中搜索指定的数据（2位或4为BCD代码），并
据为2位BCD代码或4位BCD代码。该指令常用于加工中心的随机换刀 控制。
FANUC系统 PMC的功能指令
XMOVB指令的功能与XMOV一样也是用来读取数据表的数据或写
入数据表的数据。但与XMOV指令不同有两点：该指令中处理的所 有的数据都是二进制形式；数据表的数据数（数据表的容量）用地 址形式指定。
定义指令。
FANUC系统 PMC的功能指令 7. 判别一致指令（COIN）和传输指令（MOVE）
PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用
PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用PLC技术（Programmable Logic Controller）是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。
它由中央处理器、存储器、输入/输出模块和通信模块等组成，可通过编程和配置来实现对不同设备、机器和流程的自动化控制。
在数控机床电气控制系统中，PLC技术的应用不仅能提高机床的性能和精度，还能提高生产效率和降低成本。
PLC技术在数控机床电气控制系统中的最基本应用是对机床的启动、停止和紧急停止进行控制。
通过编写程序，PLC可以准确地控制机床的启动和停止时机，确保机床在正常工作状态下进行操作。
PLC还可以监测机床的紧急停止信号，一旦发生紧急情况，PLC可以快速断开机床的电源，以保护人员和设备的安全。
PLC技术在数控机床电气控制系统中的另一个重要应用是对运动控制进行精确控制。
数控机床的运动控制通常涉及轴的运动、位置的控制和速度的调节等方面。
PLC可以通过编写运动控制程序，实现对不同轴的运动控制，包括直线轴和旋转轴。
通过PLC的精确控制，可以实现机床的高精度加工，并且可以根据不同的工件和加工要求，在程序中进行调整。
PLC还可以监测和控制机床的位置，实现定位控制和位置反馈。
PLC技术还可以应用于机床的自动化控制和生产过程的优化。
通过编写自动化控制程序，PLC可以实现对机床的全自动化操作。
PLC可以根据传感器的反馈信号来自动调整机床的刀具，实现工件的加工。
PLC还可以监测工件的尺寸和质量，根据预设的标准进行自动判别和分类。
通过自动化控制，可以大大提高机床的生产效率和稳定性，减少人工操作的错误和疏忽。
PLC技术还可以应用于数控机床电气控制系统的通信和数据采集。
通过配置通信模块，PLC可以和上位机、下位机和其他设备进行数据的交换和通信。
PLC可以接收上位机的指令和参数，实现远程控制和监控。
PLC还可以采集各种传感器和仪表的数据，如温度、压力和负载等，以便监测和调节机床的工作状态。
机床数控系统的PLC及编程
机床数控系统的PLC及编程1、数控机床PLC数控机床PLC的控制对象数控机床的控制可分为坐标轴运动的位置控制和数控机床加工过程的顺序控制两大部分。
在讨论机床各部件的关系时，通常把CNC系统的软硬件及其外部连接设备称为NC侧；把机床机械部分和操作面板及各种线路称为MT侧。
的信号处理（1）CNC装置至机床CNC的输出数据经PLC逻辑处理，通过I/O传送至机床侧。
M、S、T等功能代码是CNC输出的主要信息。
PLC向机床侧传递的信息主要是控制机床的执行组件以及确保机床各运动部件状态的信号和故障指示等。
（2）机床至CNC装置从机床侧输入的开关量经PLC逻辑处理传送到CNC装置中。
机床操作面板上各开关、按钮等状态是机床侧传递给PLC的主要信息。
2、PLC在数控机床中的典型应用模拟主轴控制伺服调速系统和变频调速系统是数控机床主轴无极变速的两种主要类型。
对调速性能要求不太高的数控机床中，变频调速因其具有较好的经济性得到广泛的应用。
目前主流数控系统为配用变频调速功能除提供串行数字主轴接口外，还保留了模拟主轴接口或设置10V电压模拟接口。
下面以三菱E60数控系统为例介绍驱动普通异步电动机实现机床主轴无极变速的方法。
（1）三菱E60数控系统为实现模拟主轴功能，三菱E60数控系统配置FCU6-HR341或远程接口DXl20的I/O单元。
实现了提供模拟主轴输出接口和1OV模拟电压的目的，模拟信号可以通过插头A0输出。
三菱E60数控系统的模拟电压输出是通过将带符号的二进制数据设定到文件寄存器R100-R103中并使模拟电压通过A0输出到外部来实现的。
图寄存器内容与模拟电压的关系由图可以得到：若文件寄存器中数据值为U，则输出电压为U/。
（2）主轴命令值数据流三菱E60数控系统的主轴速度控制S指令由6位代码组成。
a.主轴S命令发出时输出S功能选通信号SFI和S代码R28、R29。
程序处理S命令后，M功能完成FINI（Y226）、FIN2（Y227）被返回到控制器。
PLC在机床控制中的应用案例
PLC在机床控制中的应用案例近年来，随着工业自动化技术的快速发展，可编程逻辑控制器（PLC）在机床控制领域的应用不断扩大。
PLC的灵活性、可靠性和高效性让其成为了控制机床的首选设备。
本文将介绍几个PLC在机床控制中的应用案例，展示其重要性和优势。
案例一：数控车床控制系统在传统的机械车床中，工人需要手动操作杠杆和摇柄来控制机床运动，而且加工精度受到工人经验和操作的限制。
而采用PLC控制的数控车床则能够通过编写程序来自动控制机床的运动，提高加工的精度和效率。
PLC通过接收输入信号和传感器的反馈，对机床的刀具、工作台和进给轴等进行精准控制。
操作人员只需要提供工件的尺寸和加工要求，PLC就能够自动计算出最佳的加工路径和刀具切削参数，并实时调整工件的加工位置和速度。
此外，PLC还能够监测机床的状态和运行情况，及时发现故障并进行报警，提高了机床的可靠性和安全性。
数控车床的应用案例证明了PLC在机床控制中的重要性和价值。
案例二：数控铣床控制系统数控铣床是一种广泛应用于金属加工和零件加工领域的机床。
通过PLC控制，数控铣床可以实现复杂零件的加工，提高加工精度和效率。
PLC控制系统通过接受外部输入信号，如加工程序、刀具切削参数和加工路径等，自动控制铣床的各个运动轴。
根据预先编写的加工程序，PLC能够自动调整铣刀的进给速度、转速和切削深度，使得加工结果更加准确和一致。
同时，PLC还能实现多轴协调控制，使得数控铣床能够同时进行多个方向的运动，实现复杂曲线和形状的加工。
这种自动化的控制方式减少了人为操作的失误和偏差，提高了生产效率和产品质量。
案例三：激光切割机控制系统激光切割技术是一种高精度、高效率的切割方法，广泛应用于金属加工和电子制造等领域。
PLC在激光切割机控制系统中发挥了重要的作用。
激光切割机通过PLC控制实现对激光束的精确控制，包括功率调节、频率调节和激光束方向调节等功能。
PLC能够根据切割要求，实时调整激光切割机的参数，如切割速度、激光功率和扫描路径等，使得切割结果更加精确和一致。
PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用
PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用
一、PLC在程序控制方面的应用
PLC在数控机床中主要负责程序控制，通过对PLC程序进行编程，实现对数控机床各个电气元件的控制。
在数控机床的工作过程中，需要根据不同的加工要求进行各种操作，例如启动/停止、速度控制、定位、自动换刀等。
PLC可以根据预先编写的程序，准确地控制机床运动系统、润滑系统、冷却系统等各个部件的运行，确保机床能够按照设定的程序顺利完成加工任务。
二、PLC在传感器信号处理方面的应用
数控机床中使用了大量的传感器来检测各种参数，例如位置、速度、温度、压力等。
这些传感器所采集到的信号需要进行处理，并传递给控制系统，以便控制系统可以作出相应的反应。
PLC作为控制系统的核心，可以通过编程处理传感器所采集的信号，根据实时的工况情况对机床进行灵活的控制。
当温度传感器检测到温度超出设定范围时，PLC可以自动关闭加热器或者报警，确保机床不会因为温度过高而损坏。
四、PLC在系统监测与诊断方面的应用
PLC在数控机床中还可以用于系统的监测与诊断。
通过对各个电气元件的状态进行实时监测，PLC可以及时发现机床中存在的故障或者问题，并通过报警、显示等方式进行提示。
PLC还可以对机床的工作状态进行记录和分析，根据这些数据进行故障诊断与预测，提高设备的可靠性和稳定性。
PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用，不仅能够提高机床的加工精度和效率，同时还能够提高机床的安全性和可靠性。
随着工业自动化技术的不断发展，相信PLC技术在数控机床中的应用将会更加广泛，为数字化工厂的建设和智能制造的发展提供有力支撑。
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工作方式 自动运行（MEM） 程序编辑（EDIT） MDI数据输入 （MDI） DNC在线加工 （RMT） 手轮进给（HND） 手动连续（JOG）
G43.7
（ZRN）
（DNC） （MD4） （MD2） （MD1）
0 0 0 0 0 0
F信号常用来 0 0 确认系统的某 0种状态 0
1 1 0 0
回零（REF）
FANUC数控系统在未进行工作方式的PMC编 程时，只能处于MDI（Manual Data Input， 手动数据输入）工作方式。
系统屏幕上 显示的当前 工作方式
CKA6140工作方式梯形图编程实例
机床操作面板上的七个按键，其功能分别 是：自动、编辑、MDI、DNC、回零、手动、 手轮。 机床刚开机时系统处于回零工作方式，当 用户手动按下工作方式中的任何一个按键时， 系统将转换到按键对应的工作方式，原工作方 式解除。
工作方式的CNC侧控制信号的处理梯 形图程序
数控机床的工作方式是由G43.0、G43.1、 G43.2、G43.5、G43.7这些信号组合起来控制 的，所以编写梯形图程序使每一个G信号在它 们为“1”的工作方式（ 根据PMC与CNC之间 的I/O地址表）时接通左母线即可。
数控机床工作方式PMC编程
主要内容
急停处理控制
工作方式选择控制
特别说明
由于FANUC数控系统是全球最具代表性数控 系统之一，也是目前中国市场上占有率最高的 数控系统。因此，本课所介绍的梯形图编程实 例主要是基于FANUC数控系统内装式可编程 控制器而设计的，对于其它的数控系统而言， 其梯形图程序的阅读、分析和设计思路也是相 通的。 由于FANUC将可编程控制又叫做PMC，但实 际上PMC与PLC的本质是相同，只是叫法不 同，请读者不要对这两种叫法过多纠结。
工作方式编程元件地址表 分别对应数控机
分别对应数控 床面板上的一个 机床操作面板 （1）PMC与机床侧之间的 I/O地址 状态指示灯 上的一个按钮
输入地址 输出地址 符号 含义 地址 符号 含义
地址
X5.1
X5.2 X5.3 X5.4 X5.5 X5.6 X5.7
AUTO.K
EDIT.K MDI.K DNC.K HND.K JOG.K REF.K
1．急停外部线路连接
另一回路直接送到伺服放 大器，从而使伺服轴快速 响应急停信号
常闭急停 一回路由 PLC将处理 双回路联动 信号传到系统
2. 编程元件地址表
地址 X8.4 X5.0 X7.0 X7.1 X7.6 X7.7 符号 含义 急停输入铵钮 解除超程按键 X轴正向极限开关 Z轴正向极限开关 *ESP.K +XL +ZL
FANUC PMC编程实例
数控机床PLC编程其实是根据编程指令格式 要求将一个又一个的机床控制任务的输入与输 出的顺序关系描述出来。
各个控制任务之间可能是相互独立的，也可 能是相互有关联的。Βιβλιοθήκη （一）机床急停处理
当机床出现任何紧急情况时，操作者只要按下紧急 停止按钮，系统就会出现急停报警，并且机床的所有 加工动作及辅助动作（如：主轴旋转、工作台或刀架 进给、冷却泵等）都要停止。 急停是一种紧急操作动作，从控制的安全角度考虑， 数控机床的急停PMC编程信号（*ESP）采用的是负 逻辑，所以机床急停功能PMC编程任务的本质是急停 解除PMC编程，如果没有编写这个任务机床将始终处 于急停未解除状态。
X地址均为外部 OVRLS.K 向PMC的输入 G地址为 PMC -XL 向CNC输出的 -ZL 控制信号
*ESP
*ESPA
G8.4
G71.1
符号前带 *号表 X轴负向极限开关 示为“ 0”时有 Z轴负向极限开关 效
急停控制信号
主轴急停控制信号
3. 梯图程序分析
（1）基本急停梯图程序
则G8.4为1，此时急 当急停常闭按钮未 被按下时，此触点 停解除，否则急停 X8.4为导通状态 生效
自动输入按键
编辑输入按键 MDI输入按键 DNC输入按键 手轮输入按键 手动输入按键 回零输入按键
Y5.1
Y5.2 Y5.3 Y5.4 Y5.5 Y5.6 Y5.7
AUTO.L
EDIT.L MDI.L DNC.L HND.L JOG.L REF.L
自动LED灯
编辑LED灯 MDI LED灯 DNC LED灯 手轮LED灯 手动LED灯 回零LED灯
（2）硬件超程急停
当各轴正负方向任一 需要解除超程急停则 限位开关被压下时， 按下此按钮，等待系 主网络都会断开，从 统复位后，各轴就可 而使 以手动离开超程点了 G8.4为0，系统急 停生效
（二）数控机床工作方式选择编程
人们对数控机床的任何一种操作，如手动 进给、程序编辑、参数输入、自动加工等，都 必须在数控系统的某一特定的工作方式下进行。 数控机床的工作方式转换的操作方法通常有 按键式和旋转波段开关式两种
工作方式的按键和指示灯的处理梯形 图程序 使“自动方式”
状态自锁保持
用除当前方式外，其他 用[自动]按钮接通 任何一种方式的按钮来 其他方式的梯图与自 “自动方式”状态 解除当前方式 动方式相似
工作方式的按键和指示灯的处理梯形 图程序
工作方式的按键和指示灯的处理梯形 图程序
在其他方式都未打开时， [回零]就有效，可实现开 机时初始方式为[回零]
G信号（控制信号） （2）PMC与CNC之间的I/O地址 是PMC编程的关键
G43.0 1 1 0 1 0 1 PMC→CNC的控制信号 G43.5 G43.2 G43.1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 CNC→PMC的 确认信号 F3.5（MMEM） F3.6（MEDT） F3.3（MMDI） F3.4（MRMT） F3.1（MH） F3.2（MJ）
1
0
1
0
1
F4.5（MREF）
3.工作方式梯图程序分析
数控机床工作方式PMC程序的关键就是要 接收机床侧的按键信号（X信号），然后根据 按键信号的功能特点向CNC侧输出符合特定 规律要求的控制信号（G信号）。 机床的工作方式PMC梯图程序，可分解为 两部分，一是对操作面板上工作方式的按键和 指示灯的处理，二是对CNC侧的控制信号的 处理。