前言：中文期刊網精心挑選了數控機床控制范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
數控機床控制范文1
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.065
1 數控機床及其控制系統概述
當前，數控技術已經在IT、醫療、輕功、機電等行業內得到了廣泛的應用，并發揮出了重要的作用。可以說，數控機床的出現與應用有力地促進了機電制造業的快速發展。數控機床是集計算機、機床、自動控制、電機以及傳感檢測等技術與設施于一體的自動化生產設備，是一種以“數字量”作為指令信息的機床。一般而言，數控機床控制系統主要包括輸入裝置、CNC裝置、主軸控制模塊、可編程控制器、位置檢測裝置以及主軸伺服裝置等部分組成，其中，可編程控制器（PLC）是數控機床控制“核心”，數控機床操作、使用等都與PLC有著密切的關系。數控機床實際操作時，必須要根據工作條件、生產要求編制相應的加工操作程序，然后將這些“程序”存儲于磁盤、穿孔帶等介質中，系統軟件或者是邏輯電路通過讀取存儲于介質中的“程序指令”，輸出相應的操作控制指令信息，從而使數控機床按照程序所規定的指令運行，完成生產任務。當然，數控機床的正常工作、運行，不能僅僅依靠PLC，而是需要輸入裝置、CNC裝置、主軸控制模塊、可編程控制器、位置檢測裝置以及主軸伺服裝置等所有模塊都能夠正常運行，銜接緊密，這樣，數控機床才能夠順利地完成“指令”所規定的所有動作，促進企業生產目標的順利實現。
2 數控機床控制系統優化設計分析
數控機床控制系統是數控機床正常運行的必要保障，機床類型不同、型號不同，控制系統的優化設計也有所不同，但是，在控制原理、傳動系統、編程控制以及結構布局方面并沒有太大的差別，實踐中，數控機床控制系統優化設計應該重點做好以下幾個方面的工作：
2.1 數控機床控制系統的總體優化與設計
本文中，對數控機床控制系統優化設計的主要目標是實現對數控機床的精準化、“實時化”控制，以支持數控機床高精度任務、多任務操作需要。一般而言，數控機床數控系統設計主要是為了實現機床運行狀態監測功能、加工控制功能、系統自檢功能以及加工參數交互功能等，其中，加工控制功能是控制系統設計的最基本的功能要求，目的就是實現對數控機床三維刀具、輸入/輸出裝置以及驅動電機的有效控制。由于絕大多數數控機床加工運行過程中，鉆頭、刀具等都處于高速運行狀態，為了滿足控制系統在極短的時間內做出正確的控制決策，實踐中常常采用“嵌入式系統”作為控制系統功能開發平臺，比如，基于RT-Linux的開發平臺由于保留了Linux的所有的核心功能，具有強大的調度、管理功能，能夠實現對數控機床操作任務的實時、精確管理。
2.2 數控機床控制系統硬件結構設計
當前，數控機床控制系統大多為“全閉環”控制模式，“全閉環”控制系統屬于一種典型的開放式控制結構，硬件結構設計需要重點做好以下三點：
（1）數據采集卡配置，采集卡的主要功能是接收前端檢測數字量、采集模擬信號，然后利用系統內的相關程序對這些信息進行分析、處理，比如，信息收集、A/D轉換、觸發控制等等，都屬于數據采集系統設置內容;
（2）伺服裝置配置設計，可以使用“電致伸縮器”來調整工件與支架之間的偏差，以解決切削環節工件軸徑過大而引發的誤差問題;
（3）數控機床運動控制器配置，實踐中，常采用“上位機”與“下位機”聯合控制方式，以滿足機床加工對精度、軌跡控制較高的要求;
（4）硬件電路設計，數控機床中的硬件電路是控制系統正常工作、運行的動力系統，比如，機床驅動、信號指令傳遞等等都需要借助于硬件電路系統才能夠實現，數控機床硬件電路系統設計關鍵的是需要設計好電源電路、存儲器電路、PC通信電路、音頻錄入電路、音頻輸出電路等。總之，數控機床硬件系統（結構）設計需要遵循模塊化、標準化的原則，在滿足系統總體功能需求的前提下，兼顧控制系統軟件設計需求，以降低控制系統設計的成本、提高控制系統運行的可靠性與穩定性。
2.3 數控機床控制系統軟件系統設計
就數控機床的運行控制、運行原理來看，軟件系統是數控機床能夠平穩運行的“核心模塊”，因為，所有的操作指令都需要通過軟件系統的控制才能夠實現，比如，操作指令的譯碼、驅動電機的控制、刀具運行軌跡的控制以及運行狀態信息顯示等等都需要借助于軟件系統才能夠實現。其中，基于PLC基礎上的數控軟件加工處理流程是數控機床控制系統軟件設計的關鍵，比如，刀具加工、工件定位等都屬于加工數據處理流程范疇。實踐證明，數控機床控制軟件系統設計需要以“功能模塊”為核心，做好“上位機”與“下位機”設計，比如，對于操作精確度要求較高的數控機床控制系統設計，可以將整個軟件系統放在SIMO―TIOND環境下運行，這樣，“下位機”就可以直接接收來自各個“功能單元”的數據、信息，在此基礎上將數控機床運行狀態、各個功能模塊指令執行情況監測出來，為控制系統的正常運行奠定堅實的基礎。
2.4 數控機床電氣控制系統設計
電氣控制系統設計也是數控機床控制系統硬件設計的重要內容。實踐中，在進行數控機床電氣控制系統設計時，常常將PLC程序設計為低級程序與高級程序兩個部分，前者主要是用來處理控制系統中普通信息以及比較程式化的控制，后者則主要使用處理系統中緊急信號，目的是對數控機床出現的一些突發事件做出相應的應急處置反映，科學設置參數，確保數控機床安全、穩定運行。
總之，數控機床具有斷刀、換刀、工件夾緊、刀位檢測、通信檢測以及通信連接等多項功能，要促進這些功能目標的實現，就必須要做好數控機床的控制系統設計，這對提高機床的開動率、生產率以及數控機床的穩定運行具有重要的意義。
參考文獻：
數控機床控制范文2
關鍵詞：數控機床 控制系統 研究與開發
中圖分類號：TM921.541 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）04-0027-01
數控機床是機械制造技術與計算機技術共同作用相結合的產物，作為一種以數字量為指令信息的形式系統，通過數字集成邏輯電路或者通過計算機控制的機床。它囊括了機械、電子信息、計算機技術、自控服務、傳感測試和通信等現代化的技術，是機電一體化的典型產品，而這里數控機床的控制系統更是數控機床的核心。就其研究與開發的前景來看，我們下面對數控機床的控制系統做了具體的介紹。
1 數控機床控制系統的含義
數控系統是指運用數字控制技術，來實現自動控制的系統。系統中，控制信息是數字量，顯著的硬件的基礎就是數字邏輯電路。現代數控系統又叫計算機數控系統，即CNC系統，采用了通用計算機或者存儲程序的專用計算機，使得部分或全部的基本數控功能得以實現。而軟件和硬件共同作用下實現數控任務的系統，就是計算機控制系統。簡單的了解數控系統后，下面我們研究一下數控機床控制系統的組成。
2 數控機床控制系統的組成
數控機床的控制系統主要包括：輸入（輸出）裝置、計算機控制系統、數控機床控制主體。計算機數控機床控制裝置即CNC裝置經由可編程控制器PLC、主軸控制單元傳送至主軸電動機，達到機床后傳進給電動機，最后在留回給CNC裝置。詳細點看，數控機床開始工作前要加工程序，通過被介質存儲控制。常見的控制介質有磁帶、磁盤還有穿孔帶等等。接著運用計算機控制系統或軟件，把輸入設備接收到的程序進行邏輯處理與運算，輸出形成的各種信息和相應的指令，這樣促使數控機床的各個部分能夠按照正確的指令執行任務。
3 數控機床的控制系統的設計內容研究
3.1 電路的設計
在數控機床中，電路主要有主軸旋轉電路、換刀裝置電路、坐標軸進給電路、系統的電路，還有就是冷卻系統的電路等。在本文研析數控機床控制開發方面，我側重的講了PLC控制電路這個方面。
3.2 PLC控制系統的設計
PLC控制器設置在計算機控制裝置CNC和機床機械、與電動機部件之間，代替了傳統的機床控制系統的數字控制裝置，實現了數控機床的控制系統對各個部件和繼電器間的邏輯控制。其主要的作用是接受CNC輸出設備的開關命令，然后有效應答機床信息。任務是完成數控機床主動電動機的方向、變速，刀具的交換與選擇，工件的裝夾，更重要的還有液壓、冷卻、、氣動等一系列的控制功用和有關的輔助功用。
PLC控制系統的設計主要通過的是系統控制機床一些設備，在程序得到逐步的操作完成后，對該流程一步步進程重新的調試和排序。在PLC這項控制系統的操作過程中，內部各個繼電器的端點能夠彼此作用，從而有效的縮短了總開發時間。具體的，我們參考一下設計步驟和控制系統的開發圖像：（1）為數控機床的控制系統的各個執行方式進行合理快速的排序；（2）對輸入和輸出設備的任務進行合理的分配，促使控制系統能夠正確的輸入和輸出PLC命令發出的信號；（3）依照PLC做出的系統梯形圖進行操作。梯形圖可以清晰的描繪數控機床的控制系統中，發生功效的各個部門和各項功能之間相互作用的控制關系；（4）結合PLC下的梯形圖，利用計算機操作程序完成控制機床的控制系統的整體協調，實現各個項目的功用；（5）對即將進行的程序進行充分的調試；（6）將已操作好的系統程序和命令進行存儲記錄。
4 數控機床控制系統的開發
隨著技術水平的不斷發展，現代化的高級數控機床控制系統采用的是32位的微處理裝置，控制了5個以上的坐標和5軸以上的聯動，對于數控機床的進給模塊更多的是采用交流伺候驅動單元，使得進給分辨率高達了0.1μm，而且快速的進給達到了100m/min，這樣使得自動化的程度變得很高，具有了監督、控制、管理和聯網通訊等多方面的功能。
自80年代以來，數控機床的發展的主流就是機床的數控化，數控機床也成為了關系國家綜合實力高低的重要杠桿，是國家實行現代化、機械化水平的重要標志。當今環境下，數控機床得到了高速度的發展，尤其是在金切機床中，幾乎所有的型號都可以實現機床的數控化。數控機床控制系統也擁有了高速度化、高自動化、高精度化、高可靠性等多方面的特點。
5 結語
這些是關于數控機床控制系統的研究、開發，我們可以知道控制系統內容較直觀、簡潔，使得數控機床的操作人員在現實工作中能夠很快理解，得心應手。在當今社會下，數控機床已經更為廣泛的被采用了，相信的它控制操作系統也會越來越走向完善，實現數控的自動化、電動化。
參考文獻
[1]高文章.數控機床的技術發展趨勢[J].制造技術與機床，1995（10）.
[2]何立川.MCS-51系統單片機應用系統設計[M].北京：北京航空航天大學出版社，1990.
[3]鄭偉峰，蔡一.交流伺候直線位移平臺高速定位控制[J].機械設計與制造，2010（6）.
數控機床控制范文3
關鍵詞：圖形自動編程 數控 CAD／CAM
1、引言
數控程序作為將設計轉化成現實的信息載體,直接控制機床的切削動作,是數控加工的關鍵。在制造業中,提高編程質量和效率對降低成本,增強企業競爭能力具有積極意義。在數控車床使用過程中,合適的程序和熟練的操作是保證加工質量和充分發揮機床效率必不可少的兩個重要環節,任何一個環節存在問題,都會影響機床性能的發揮和生產效率的提高。
2、機床原點 工件原點 參考點
數控加工中機床坐標系是機床的基本坐標系,機床坐標系的原點也稱機床原點或零點,這個原點是機床固有的點,由生產廠家確定,不能隨意改變,是其他坐標系和機床內部參考點的出發點。不同數控機床坐標系的原點位置不同。一些數控機床將機床原點設在卡盤中心處（數控車床）,還有一些數控機床將機床原點設在機床直線運動的極限點附近（數控銑床）。
用機床坐標系原點計算被加工零件上各點的坐標值并進行編程是很不方便的,在編寫零件的加工程序時,常常還選擇一個工件坐標系（又稱編程坐標系）。工件坐標系是用于確定工件幾何圖形上各幾何要素（如點、直線、圓弧等）的位置而建立的坐標系,是編程人員在編程時使用的。工件坐標系的原點就是工件原點又稱編程原點。工件原點是人為設定的,工件坐標系的位置以機床坐標系為參考點,其坐標軸的方向與機床坐標系軸的方向保持一致。
參考點也稱基準點,是大多數具有增量位置測量系統的數控機床所必須具有的。它是數控機床工作區確定的一個點,與機床零點有確定的尺寸聯系。參考點在各軸以硬件方式用固定的凸塊或限位開關實現。機床每次通電后,都要有回參考點的操作,數控裝置通過參考點確認出機床原點的位置,數控機床也就建立了機床坐標系。
3、對刀 換刀點 刀位點
對刀點就是在數控機床上加工零件時,刀具相對于工件運動的起點。因為加工程序時從這個點開始編寫的,所以又稱為程序起點或起刀點。數控加工過程中常常需要換刀,為了避免換刀時碰傷工件,編程時要設置一個換刀點,換刀點可以是某一個固定點,也可以是任意一點。在編程時,合理選擇“對刀點”和“換刀點”的位置,則可以有效縮短刀具在對刀和換刀過程中的空行程距離,提高加工效率。
所謂刀位點,在數控加工編程時,往往是將刀具濃縮為一個點,這個點就是刀位點,它是加工程序編制中表示刀具特征的點,也是對刀和加工的基準,對刀時應使對刀點與刀位點重合。一般來說立銑刀、端銑刀的刀位點是刀具中心線與刀具底面的交點;球頭銑刀的刀位點是球頭的球心點;車刀、鏜刀的刀位點是刀尖或刀尖圓弧中心;鉆頭的刀位點是鉆頭頂點或鉆頭底面中心。在編程時是用刀位點來編制刀具軌跡,實際加工的刀具軌跡是由刀具的外輪廓切削工件形成,刀具路徑與實際的加工輪廓并非重合,但有一定的變化聯系。
4、切入點和切出點
刀具的切入切出點應按以下原則進行。
(1)切入點選擇的原則。即在進刀或切削曲面的過程中,要保證刀具不受損壞。一般來說,對粗加工而言,選擇曲面內的最高角點作為曲面的切入點,因為該點的切削余量較小,進刀時不易損壞刀具;對精加工而言,選擇曲面內某個曲率比較平緩的角點作為曲面的切入點,因為在該點處,刀具所受的彎矩較小,不易折斷刀具。
(2)切出點選擇的原則。主要應該考慮曲面能夠連續完整地進行加工,或者是使曲面加工間的非切削時間盡可能地減短,并使得換刀方便。對于被加工曲面為開放型曲面,用曲面的某角點作為切出點;對于被加工曲面為封閉型曲面,只能用曲面的一個角點作為切出點。
數控銑削平面零件外輪廓時,一般采用立銑刀的側刃銑削。為了避免在輪廓的切入點和切出點處留下刀痕,刀具切入零件時應考慮切入點和切出點處的程序處理,應沿輪廓外形的延長線切入和切出。延長線可由相切的圓弧和直線組成,這樣可以保證加工處的零件輪廓切入點和切出點的處理平滑。
銑削封閉的內輪廓表面時,若內輪廓曲線允許外延,則應沿切線方向切入切出。若內輪廓曲線不允許外延,刀具只能沿內輪廓曲線的法向切入切出,此時刀具的切入切出點應盡量選在能輪廓曲線兩幾何元素的交點處。當內部幾何元素相切無交點時,為防止刀具在輪廓拐角處留下凹口,刀具切入切出點應遠離拐角。
5、結語
數控編程的關鍵是掌握機床各坐標系和編程時所涉及到各個點的具體含意及相應選擇,正確區分和掌握數控機床中“點”的概念和作用是正確、安全使用數控機床的前提,本文中對數控編程中的幾個關鍵點進行了詳盡的論述,弄清楚了它們的概念和彼此之間的聯系。只要我們善于分析比較,挖掘數控機床中各“點”的異同點,并在實踐中加以區分,總結積累優化使用的經驗,那么一定會使數控機床的“點”在使用數控技術的提高中發揮巨大的作用。
參考文獻
[1]栗全慶.圖形編程-數控加工自動編程技術的發展方向.組合機床與自動化加工技術,1996.
[2]吳竹溪.數控加工中圖形自動編程系統研究.組合機床與自動化加工技術,2002.
[3]王陽,張河新.數控機床圖形自動編程系統[J].機床與液壓,2000,(03).
數控機床控制范文4
關鍵詞：數控機床； 電氣控制系統； 設計
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2015）04-173-001
數控系統是數控機床的核心，數控機床電氣控制系統直接影響著整個控制系統的性能。因此應按照電氣控制的原理來進行規范的設計，使得設計出的數控機床的電氣控制系統能夠保證數控機床安全可靠的運行。因此對數控機床的電氣控制系統設計進行分析是非常必要的。
一、控制系統中的硬件電路
控制系統的硬件電路主要包括電源電路、交流主傳動電路、交流進給傳動電路、刀具交換裝置傳動電路等。電源電路在設計時需要根據電氣控制系統的具體要求來進行，通過伺服變壓器輸出的交流電壓來伺服驅動風機及模塊，通過控制變壓器輸出的交流電來帶動接觸器，然后通過直流電壓來供給Z軸制動器及電磁閥。交流主傳動電路是控制系統中非常重要的組成部分，并且對主軸的控制要求較高。其中主軸電機的選型可根據車削功率來進行，其可以通過切削功率PC以及主傳動鏈的總效率？濁來進行估算，即P=PC/？濁0。根據數控機床的規格即可選擇所需要的電動機的型號。對主軸電機的電氣控制系統進行設計時應注意當系統長時間超負荷工作時，會使得電機出現過載或過熱的情況，因此，數控機床會有設定的過熱溫度閾值，超過設定的溫度兩分鐘就會輸出過熱的信號，系統會根據信號發出相應的報警。若出現其他的問題，如電動機內部出現功率失常、轉速不匹配等微小的問題，就會被變頻器檢測到然后發送給CNC系統，并通過相應的報警。若出現短路、斷電等外部因素，則由數控機床電氣控制系統進行解決。若出現突然的斷電情況，CNC、變頻器及PLC等的后備電源會及時存儲系統中的一些重要的程序和數據。若突然短路，漏電開關檢測到電流超過人體能夠承受的電流會自動斷開。并且主軸電機內置有編碼器，編碼器可以檢測主軸的位置及速度，并且能控制主軸閉環速度，同時可利用PLC向CNC發送主軸的運行狀況，可以完整的控制主軸的功能。
在電氣控制系統中，進給系統主要是定位加工中心的直線坐標軸，并進行切削進給，進給系統決定著機床的工作狀態及精度。進給軸的采用方式主要有線軌及硬軌，采用硬軌的進給軸的負載能力強，與機械的接觸面較大，阻力大，主要用于模具的加工。主要采用線軌的進給軸的負載能力弱，與機械接觸面較小、阻力小，主要用于輕載切削。急停、監控保護電路主要需要設定電機過載檢測、機床緊急停止等功能，并在機床的工作狀況出現問題時進行報警，保證機床運行的可靠性。至于刀具交換裝置傳動電路，刀庫的運行由電動機驅動凸輪機構來實現，同時通過接近開關進行技術結合凸輪機械手來獲得準確定位、快速換刀的效果。換刀時應根據刀具的直徑來確定換刀的方式，避免產生相互干涉的現象發生，小直徑的刀具采用隨機的換刀方式，大直徑的換刀方式采用固定套換刀的方式。
二、PLC程序及參數的設定
PLC是數控機床電氣控制的重要組成部分，在數控機床的運行中發揮著不可忽視的作用，PLC程序在處理數控機床的信息時，需要的處理時間一般在幾十到幾百毫秒之間，這種處理速度能夠完成大多數信息的處理，但仍存在少量的信息需要更高的響應速度。因此在進行數控機床的電氣控制系統的設計中，會將PLC程序設計為高級程序和低級程序兩部分，高級的部分用來處理系統中的一些緊急信號，低級的部分用來處理系統中的普通信息以及進行程序的控制工作。參數是指完成數控機床電氣控制系統及機床功能需要設定的數值，在設計時應詳細考慮加工中心對機構功能的需求，充分發揮出數控機床的性能，設定出合理的參數，保證數控機床的安全運行。
三、數控機床的電氣布局和安裝
數控機床的電氣布局及安裝直接影響著電氣系統的安全運行，因此在進行布局和安裝時應考慮全面，規范操作。在進行電氣的布局時應注意便于電氣操作人員的維修和安裝，布局時需要分散強干擾源，將強電與弱電隔開，并保證容易受到干擾的器件和干擾源之間有足夠的距離。在進行電氣控制系統的安裝時要科學、有序的進行，安裝時應根據實際的情況、器件的特性科學安排好其走線及連線，合理布局接口端子。并仔細檢查接口是否牢固，保證所有的電線聯結都符合要求。套線碼時若接線的方式是豎向，線碼的讀數從上向下，若接線的方式是橫向，讀數的方式則是從左向右。在給元器件上緊螺絲后需要標記紅點。交流控制線及動力線用線的顏色是黑色或紅色，直流電源線用線的顏色是藍色。安裝元件時要按照一定的層次進行，應先在底板上安裝已經做好的內部線的模塊，然后將元器件間的細線安裝好，最后進行粗線的元器件的安裝。連線的安裝應注意原本沒有裝好線的元件在安裝到底板之后，需要根據電氣圖來進行接線，并對照對應的萬能端子排列接線，裝線的元件只需安裝相應的萬能端子排列來進行接線。最后做好控制系統各電路的檢測，保證數控機床能夠更加安全穩定的運行。
綜上所述，數控機床的電氣控制系統設計優劣直接影響著控制系統的性能，并且對于提高數控機床的生產效率及質量有著非常重要的作用。合理科學的設計出完善的電氣控制系統，降低機床工作的故障率，提高數控機床的加工效率和工作質量，有效提高數控機床運行的安全性和可靠性，使數控機床能夠更好的滿足加工中心的生產需要。
參考文獻：
[1]化春雷.基于SINUMERIK840D的數控機床控制系統設計[J]機械制造，2011，（6）：53-54
數控機床控制范文5
[關鍵詞]數控機床；擋塊；參考點
1引言
數控機床回參考點操作是數控機床一種重要的工作方式，機床回擦抹考點操作的目的在于確定參考點與坐標軸之間的位置關系，在數控機床斷電后，各坐標軸對位置的記憶會丟失，再次上電時，必須讓機床各個坐標軸回到固定參考點的位置上這一位置即為機床參考點。數控機床能否準確的回到參考點將會影響到機床的各項功能，如反向間隙補償、螺距誤差補償、刀具補償等，這將進一步影響到機床零件加工質量。另外，回參考點操作在機床上操作比較頻繁，是比較容易出現故障的一個環節，因此，快速有效的排除此類故障是非常必要的。目前，數控機床的回參考點方式主要有有擋塊回參考點和無擋塊回參考點兩種方式[1]。有擋塊回參考點通常采用增量式編碼器配有減速開關并需要安裝減速擋塊，這種機床在每次開機通電時進行回零操作；無擋塊回零通常采用絕對式檢測裝置，機床上有專門的電池給絕對式檢測裝置供電用意記錄機床的絕對位置信息，這類機床調試完成后不需要開機進行回零操作。本文以FANUC0i-D系統為平臺，分析數控機床有擋塊回參考點方式的控制原理、參數設置、PMC控制及常見的回零故障與排除方法。
2有擋塊回參考點原理及參數設置
有擋塊回參考點方式[2-3]是使用CNC內部設計的柵格進行停止，也稱為柵格方式，其返回參考點的原理如圖1所示。采用這種方式回零時，將方式選擇為回零方式，按下相應的軸，則該軸以圖中所示的回零快速速度向參考點方向移動，擋塊碰到回零減速開關時，減速開關信號*DEC由高電平“1”變為低電平“0”，軸移動的速度將減速到回零的減速速度。當軸運動脫開擋塊后，減速開*DEC又變為“1”,此時尋找編碼器的零標志位信號，數控系統等待編碼器上第一個柵格信號的出現，第一個柵格信號出現時，數控系統返回參考點的操作即完成，工作臺停止移動，此位置即為機床參考點。在一個柵格范圍內采用柵格偏移功能可對參考點位置進行微調。有擋塊回參考點由數控系統軟件進行控制，完成回參考點操作，因此，正確設置回參考點的相關參數是能夠成功回參考點的重要條件[4]，表1所示為有擋塊回參考點所需設置的主要參數.
3有擋塊回參考點PMC控制
機床回參考點除需要進行正確的參數設置外，還需要相應的PMC程序處理相關信號，以完成回參考點功能[5]。減速開關信號為數控系統PMC的輸入信號，但由于減速開關信號的地址由數控系統廠家來定義，可由數控系統直接讀取，對FANUC0i-D系統來講，其信號地址固定為X9.0-X9.4，此信號無需PMC處理。對于3軸的銑床系統，其減速開關的地址為X9.0、X9.1、X9.2。若將參數3006#0設置為1，則可以把返回參考點的減速開關信號的地址改為G196，此時，必須編寫相關的PMC程序?；貐⒖键c完畢后，各軸的回參考點完成信號F94.0、F94.1、F94.2將置1?；貐⒖键c過程中，必須選擇回參考點方式，回參考點確認信號F4.5為1，以X軸回參考點為例，回參考點的PMC程序如圖2所示。圖中X20.4為X軸回參考點的按鍵，為了適應不同的機床結構，可選擇正方向回參考點或者負方向回參考點，這個可以通過設置保持型繼電器K10.0的狀態來實現。若設置K10.0為0，則回零時G100.0接通，正方向回零；反之，若設置K10.0為1，則回零時G102.0接通，負方向回零。當X軸回到參考點后，回參考點完成信號F94.0將斷開軸移動的方向信號。其它軸的回參考點與之類似。
4回參考點常見故障分析及排除方法
數控機床在運行過程中，如果發生回參考點故障，將嚴重影響機床的加工生產。由上述所介紹的回參考點的基本原理可知，要能夠準確判斷和維修返回參考點的有關故障，就必須掌握和理解與返回參考點有關的知識。根據自己的維修經驗，這里就擋塊式回參考點常見的故障及解決方法做簡要說明。①操作故障所引起的回參考點故障。擋塊式回參考點一般采用增量式編碼器，在回參考點過程中，若不符合返回參考點的參數設置，FANUC系統將產生報警。例如，在返回參考點過程中，CNC產生PS302報警，此報警提示“不能為無擋塊返回參考點方式設定參考點”，發生此報警的原因可能是由于在手動進給中沒有將軸朝著返回參考點的方向移動。這種類型的故障，一般通過正確的操作，均可以解決。②電氣開關信號故障。例如，回零過程中，找不到零點，這類故障大多數情況下與減速開關信號或編碼器的故障有關。a.當減速開關損壞。從以上的回參考點過程原理中可以知，當減速開關損壞，將不能得到減速信號，回零時會以高速速度通過參考點，直接碰到硬限位或發生機械碰撞，導致回參考點失敗。b.伺服編碼器故障。若伺服編碼器發生故障，通常編碼器的零標志脈沖信號將丟失，導致的結果會使機床在低速下碰到硬限位或發生機械碰撞。通常對于這類故障是由外部的減速開關或編碼器故障所引起。對開關類故障，在維修中可以利用PMC診斷畫面觀察減速開關是否故障，或檢查相關的擋塊是否有松動。對編碼器故障，可查看系統所能夠提供的故障信息或采用部件互換的方法進行故障的排除，并特別注意避免編碼器的震動和減少油污。③返回參考點位置不準確或回零的位置發生偏移。這種故障通常是由于回零開關松動、調整不當、運動間隙或參數不當的原因造成。參考點發生偏移可以是整螺距發生偏移，也可以是偶然發生偏移，這兩種情況下，處理的方法不盡相同。若發生整螺距偏移時，可能是由于參考點的減速擋塊調整不當或減速擋塊長度不足。若是調整不當引起，此時可以調整擋塊的位置位于大約距離參考點1/2的螺距位置上，將其固定，并可進行反復調整，直至合適為止。（1）如果減速擋塊長度過短，參考點開始的位置可能以柵格為單位發生前后移動，調整參考點減速擋塊的長度，使參考點減速區間的長度大于電動機轉動3-4圈所對應的距離。若參考點發生偶然偏移，則可能由于一轉信號受到干擾、編碼器故障或伺服機械連接故障等。此時，我們可以檢查編碼器的疲敝線連接是否可靠、伺服電機與絲杠的連接是否緊固、編碼器的電壓是否正常等，通常編碼器正常工作時電源電壓應大于4.75V。
5小結
數控機床在回參考點過程中出現故障的幾率較高，所涉及的原因眾多，在進行故障診斷和排除時，要首先確保理解回參考點的過程和工作原理，根據具體故障現象，先易后難，先簡單后復雜，由外部到內部進行故障查找，以達到解決問題的效果。此外，在故障的排除過程中，要善于總結和積累經驗，才能不斷提高數控機床的故障維修水平。
參考文獻
[1]黃登紅.數控機床擋塊式回零的控制原理及常見故障分析[J].組合機床與自動化加工技術2009,(3):52-55
[2]龔仲華.數控機床故障診斷與維修[M].北京：高等教育出版社，2012
[3]劉永久.數控機床故障診斷與維修技術［M］．北京:機械工業出版社，2010
[4]FANUCSeries0-MODELD/FANUCSeries0Mate-MODELD參數說明書[M].北京：北京FANUC機電有限公司，2012
數控機床控制范文6
Abstract： NC machine tool is the use of digital code program control， the control is the core of NC system， and PLC is an important part of the NC system， which is connected NC system and machine tool. It is a very effective method of fault diagnosis that through the I/O port monitoring， it reflects the CNC machine fault reason and makes fault isolation. The traditional NC machine tool I/O control is through PLC procedures. Based on the Googol Technology （HK） Limited's GT series of motion controller， VC language is used， and programming and debugging of input and output NC is achieved by way of example.
關鍵詞： 運動控制器；輸入輸出；VC；數控機床
Key words： Motion Control；I/O；VC；CNC
中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1006—4311（2012）28—0225—02
0 引言
數控機床作為機械制造行業非常重要的生產設備在社會的發展中越來越顯示其重要地位，數控機床的應用也顯的尤為的重要，我國使用最多的是德國SIMENS系統和日本的FANUCA系統，這2種機床的輸入輸出控制主要采用的是SIMENS—S7—200系列的PLC或三菱系列PLC來實現。國產的數控機床應用比較多是華中數控系統，華中數控系統是基于DOS的進行開發，采用的C語言來完成輸入輸出的控制，固高科技有限公司生產的GT系列運動控制器利用VC進行輸入輸出程序的開發，相對于國外和國產系統在數控機床I/O控制方面顯現出了簡單易懂的優點。
1 輸入輸出地址的分配
固高科技公司的GT系列運動控制器具有16位的通用數字量輸入和16位的輸出口。主機可以通過命令的方式對該輸入/輸出口進行操作。其中，通用輸入的0號斷口（EXI0）可以作為探針輸入信號，并通過相關命令設置捕獲探針輸入信號，當有探針輸入信號時引起運動控制器捕獲所有控制軸以及輔助編碼器的實際位置。
1.1 輸入通道地址 GT系列運動控制器可以通過命令GT_ExInpt（&Data）讀取該輸入端口的狀態（共定義了16 位輸入口）。輸入口數據Data與控制器CN1接口的通用數字量輸入端口EXI0—EXI15位定義對應關系見表1：
1.2 輸出通道地址 GT系列運動控制器可以通過命令GT_ExOpt（Data）設定該輸出口的狀態（共定義了16位輸出口）。輸出口數據Data與控制器CN2接口的通用數字量輸出端口EXO0—EXO15的對應關系為：
其中輸出1為高電平，0為低電平，輸入1為高電平，0為低電平，通過對于的狀態顯示口可以觀察到輸入輸出高低電平的顯示。輸入輸出高低電平的定義見圖1。
2 對輸入輸出口編程
2.1 對運動控制器進行打開和復位設置
GT_Open（）；
GT_Reset（）；
///////////////////////////////////////////////////////////////
2.2 輸入輸出口的編程
根據數控機床編程的要求，定義對于的輸入輸出后，完成各自地址的分配工作，進行程序的設計和開發，部分參考程序如下：
void CMy2222Dlg：：OnButton5（）
{
unsigned short ex_inp；
GT_ExInpt（&ex_inp）；
if（ex_inp&0x0）//數控機床循環啟動，第1個開關按下
{
GT_ExOpt（0X0）； //循環啟動指示燈，輸出第2個燈亮
///////////////////////////////////////////////////////////////
if（ex_inp&0x1）//數控機床單段運行，第2個開關按下
{
GT_ExOpt（0X1）； //單端運行指示燈，輸出第2個燈亮
///////////////////////////////////////////////////////////////
if（ex_inp&0X3）//數控機床步進運行，第3個開關按下
{
GT_ExOpt（0X3）； //步進運行指示燈，輸出第3個燈亮
}
}
根據數控機床的功能以此類推，可以根據實際情況將輸入和輸出一一對應起來，完成數控機床輸入輸出的各個功能。數控機床除了輸入和輸出的一一對應指示外，還有可能是一個輸入，對應幾個輸出，比如在伺服報警、變頻器報警等方面，這是可以模仿一個輸入，幾個輸出指示，如下：
第5個開關按下，既ex_inp&0x20，輸入信號轉化二進制為100000，表現在硬件上是第五個開關按下，這時輸出ExOpt（0XA），既轉化為二進制1010，表現在硬件上是第1，第3個指示燈亮。
完成程序如下：
if（ex_inp&0x20）//
{
GT_ExOpt（0XA）； //
2.3 程序的調試
通過窗口完成程序的測試功能，程序測試窗口見圖3：
3 結束語
利用固高科技公司的GT系列運動控制器，采用高級語言VC對數控機床的輸入輸出口進行控制，完成了數控機床原有的功能，并且程序簡單，對于數控機床輸入輸出的含義、故障的排查等方面起到一定的便捷作用，同時利用VC語言可以對數控機床在輸入輸出通道的開發方面有一定的借鑒作用。
參考文獻：
[1]固高公司.GT2—4002—SV四軸運動控制器用戶手冊，2008.
[2]陳嬋娟.數控機床設計[M].化學工業出版社，2008.
[3]深圳固高科技.GT 系列運動控制器編程手冊[Z].2003.
