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数控机床控制范文1
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.065
1 数控机床及其控制系统概述
当前，数控技术已经在IT、医疗、轻功、机电等行业内得到了广泛的应用，并发挥出了重要的作用。可以说，数控机床的出现与应用有力地促进了机电制造业的快速发展。数控机床是集计算机、机床、自动控制、电机以及传感检测等技术与设施于一体的自动化生产设备，是一种以“数字量”作为指令信息的机床。一般而言，数控机床控制系统主要包括输入装置、CNC装置、主轴控制模块、可编程控制器、位置检测装置以及主轴伺服装置等部分组成，其中，可编程控制器（PLC）是数控机床控制“核心”，数控机床操作、使用等都与PLC有着密切的关系。数控机床实际操作时，必须要根据工作条件、生产要求编制相应的加工操作程序，然后将这些“程序”存储于磁盘、穿孔带等介质中，系统软件或者是逻辑电路通过读取存储于介质中的“程序指令”，输出相应的操作控制指令信息，从而使数控机床按照程序所规定的指令运行，完成生产任务。当然，数控机床的正常工作、运行，不能仅仅依靠PLC，而是需要输入装置、CNC装置、主轴控制模块、可编程控制器、位置检测装置以及主轴伺服装置等所有模块都能够正常运行，衔接紧密，这样，数控机床才能够顺利地完成“指令”所规定的所有动作，促进企业生产目标的顺利实现。
2 数控机床控制系统优化设计分析
数控机床控制系统是数控机床正常运行的必要保障，机床类型不同、型号不同，控制系统的优化设计也有所不同，但是，在控制原理、传动系统、编程控制以及结构布局方面并没有太大的差别，实践中，数控机床控制系统优化设计应该重点做好以下几个方面的工作：
2.1 数控机床控制系统的总体优化与设计
本文中，对数控机床控制系统优化设计的主要目标是实现对数控机床的精准化、“实时化”控制，以支持数控机床高精度任务、多任务操作需要。一般而言，数控机床数控系统设计主要是为了实现机床运行状态监测功能、加工控制功能、系统自检功能以及加工参数交互功能等，其中，加工控制功能是控制系统设计的最基本的功能要求，目的就是实现对数控机床三维刀具、输入/输出装置以及驱动电机的有效控制。由于绝大多数数控机床加工运行过程中，钻头、刀具等都处于高速运行状态，为了满足控制系统在极短的时间内做出正确的控制决策，实践中常常采用“嵌入式系统”作为控制系统功能开发平台，比如，基于RT-Linux的开发平台由于保留了Linux的所有的核心功能，具有强大的调度、管理功能，能够实现对数控机床操作任务的实时、精确管理。
2.2 数控机床控制系统硬件结构设计
当前，数控机床控制系统大多为“全闭环”控制模式，“全闭环”控制系统属于一种典型的开放式控制结构，硬件结构设计需要重点做好以下三点：
（1）数据采集卡配置，采集卡的主要功能是接收前端检测数字量、采集模拟信号，然后利用系统内的相关程序对这些信息进行分析、处理，比如，信息收集、A/D转换、触发控制等等，都属于数据采集系统设置内容;
（2）伺服装置配置设计，可以使用“电致伸缩器”来调整工件与支架之间的偏差，以解决切削环节工件轴径过大而引发的误差问题;
（3）数控机床运动控制器配置，实践中，常采用“上位机”与“下位机”联合控制方式，以满足机床加工对精度、轨迹控制较高的要求;
（4）硬件电路设计，数控机床中的硬件电路是控制系统正常工作、运行的动力系统，比如，机床驱动、信号指令传递等等都需要借助于硬件电路系统才能够实现，数控机床硬件电路系统设计关键的是需要设计好电源电路、存储器电路、PC通信电路、音频录入电路、音频输出电路等。总之，数控机床硬件系统（结构）设计需要遵循模块化、标准化的原则，在满足系统总体功能需求的前提下，兼顾控制系统软件设计需求，以降低控制系统设计的成本、提高控制系统运行的可靠性与稳定性。
2.3 数控机床控制系统软件系统设计
就数控机床的运行控制、运行原理来看，软件系统是数控机床能够平稳运行的“核心模块”，因为，所有的操作指令都需要通过软件系统的控制才能够实现，比如，操作指令的译码、驱动电机的控制、刀具运行轨迹的控制以及运行状态信息显示等等都需要借助于软件系统才能够实现。其中，基于PLC基础上的数控软件加工处理流程是数控机床控制系统软件设计的关键，比如，刀具加工、工件定位等都属于加工数据处理流程范畴。实践证明，数控机床控制软件系统设计需要以“功能模块”为核心，做好“上位机”与“下位机”设计，比如，对于操作精确度要求较高的数控机床控制系统设计，可以将整个软件系统放在SIMO―TIOND环境下运行，这样，“下位机”就可以直接接收来自各个“功能单元”的数据、信息，在此基础上将数控机床运行状态、各个功能模块指令执行情况监测出来，为控制系统的正常运行奠定坚实的基础。
2.4 数控机床电气控制系统设计
电气控制系统设计也是数控机床控制系统硬件设计的重要内容。实践中，在进行数控机床电气控制系统设计时，常常将PLC程序设计为低级程序与高级程序两个部分，前者主要是用来处理控制系统中普通信息以及比较程式化的控制，后者则主要使用处理系统中紧急信号，目的是对数控机床出现的一些突发事件做出相应的应急处置反映，科学设置参数，确保数控机床安全、稳定运行。
总之，数控机床具有断刀、换刀、工件夹紧、刀位检测、通信检测以及通信连接等多项功能，要促进这些功能目标的实现，就必须要做好数控机床的控制系统设计，这对提高机床的开动率、生产率以及数控机床的稳定运行具有重要的意义。
参考文献：
数控机床控制范文2
关键词：数控机床 控制系统 研究与开发
中图分类号：TM921.541 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）04-0027-01
数控机床是机械制造技术与计算机技术共同作用相结合的产物，作为一种以数字量为指令信息的形式系统，通过数字集成逻辑电路或者通过计算机控制的机床。它囊括了机械、电子信息、计算机技术、自控服务、传感测试和通信等现代化的技术，是机电一体化的典型产品，而这里数控机床的控制系统更是数控机床的核心。就其研究与开发的前景来看，我们下面对数控机床的控制系统做了具体的介绍。
1 数控机床控制系统的含义
数控系统是指运用数字控制技术，来实现自动控制的系统。系统中，控制信息是数字量，显著的硬件的基础就是数字逻辑电路。现代数控系统又叫计算机数控系统，即CNC系统，采用了通用计算机或者存储程序的专用计算机，使得部分或全部的基本数控功能得以实现。而软件和硬件共同作用下实现数控任务的系统，就是计算机控制系统。简单的了解数控系统后，下面我们研究一下数控机床控制系统的组成。
2 数控机床控制系统的组成
数控机床的控制系统主要包括：输入（输出）装置、计算机控制系统、数控机床控制主体。计算机数控机床控制装置即CNC装置经由可编程控制器PLC、主轴控制单元传送至主轴电动机，达到机床后传进给电动机，最后在留回给CNC装置。详细点看，数控机床开始工作前要加工程序，通过被介质存储控制。常见的控制介质有磁带、磁盘还有穿孔带等等。接着运用计算机控制系统或软件，把输入设备接收到的程序进行逻辑处理与运算，输出形成的各种信息和相应的指令，这样促使数控机床的各个部分能够按照正确的指令执行任务。
3 数控机床的控制系统的设计内容研究
3.1 电路的设计
在数控机床中，电路主要有主轴旋转电路、换刀装置电路、坐标轴进给电路、系统的电路，还有就是冷却系统的电路等。在本文研析数控机床控制开发方面，我侧重的讲了PLC控制电路这个方面。
3.2 PLC控制系统的设计
PLC控制器设置在计算机控制装置CNC和机床机械、与电动机部件之间，代替了传统的机床控制系统的数字控制装置，实现了数控机床的控制系统对各个部件和继电器间的逻辑控制。其主要的作用是接受CNC输出设备的开关命令，然后有效应答机床信息。任务是完成数控机床主动电动机的方向、变速，刀具的交换与选择，工件的装夹，更重要的还有液压、冷却、、气动等一系列的控制功用和有关的辅助功用。
PLC控制系统的设计主要通过的是系统控制机床一些设备，在程序得到逐步的操作完成后，对该流程一步步进程重新的调试和排序。在PLC这项控制系统的操作过程中，内部各个继电器的端点能够彼此作用，从而有效的缩短了总开发时间。具体的，我们参考一下设计步骤和控制系统的开发图像：（1）为数控机床的控制系统的各个执行方式进行合理快速的排序；（2）对输入和输出设备的任务进行合理的分配，促使控制系统能够正确的输入和输出PLC命令发出的信号；（3）依照PLC做出的系统梯形图进行操作。梯形图可以清晰的描绘数控机床的控制系统中，发生功效的各个部门和各项功能之间相互作用的控制关系；（4）结合PLC下的梯形图，利用计算机操作程序完成控制机床的控制系统的整体协调，实现各个项目的功用；（5）对即将进行的程序进行充分的调试；（6）将已操作好的系统程序和命令进行存储记录。
4 数控机床控制系统的开发
随着技术水平的不断发展，现代化的高级数控机床控制系统采用的是32位的微处理装置，控制了5个以上的坐标和5轴以上的联动，对于数控机床的进给模块更多的是采用交流伺候驱动单元，使得进给分辨率高达了0.1μm，而且快速的进给达到了100m/min，这样使得自动化的程度变得很高，具有了监督、控制、管理和联网通讯等多方面的功能。
自80年代以来，数控机床的发展的主流就是机床的数控化，数控机床也成为了关系国家综合实力高低的重要杠杆，是国家实行现代化、机械化水平的重要标志。当今环境下，数控机床得到了高速度的发展，尤其是在金切机床中，几乎所有的型号都可以实现机床的数控化。数控机床控制系统也拥有了高速度化、高自动化、高精度化、高可靠性等多方面的特点。
5 结语
这些是关于数控机床控制系统的研究、开发，我们可以知道控制系统内容较直观、简洁，使得数控机床的操作人员在现实工作中能够很快理解，得心应手。在当今社会下，数控机床已经更为广泛的被采用了，相信的它控制操作系统也会越来越走向完善，实现数控的自动化、电动化。
参考文献
[1]高文章.数控机床的技术发展趋势[J].制造技术与机床，1995（10）.
[2]何立川.MCS-51系统单片机应用系统设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，1990.
[3]郑伟峰，蔡一.交流伺候直线位移平台高速定位控制[J].机械设计与制造，2010（6）.
数控机床控制范文3
关键词：图形自动编程 数控 CAD／CAM
1、引言
数控程序作为将设计转化成现实的信息载体,直接控制机床的切削动作,是数控加工的关键。在制造业中,提高编程质量和效率对降低成本,增强企业竞争能力具有积极意义。在数控车床使用过程中,合适的程序和熟练的操作是保证加工质量和充分发挥机床效率必不可少的两个重要环节,任何一个环节存在问题,都会影响机床性能的发挥和生产效率的提高。
2、机床原点 工件原点 参考点
数控加工中机床坐标系是机床的基本坐标系,机床坐标系的原点也称机床原点或零点,这个原点是机床固有的点,由生产厂家确定,不能随意改变,是其他坐标系和机床内部参考点的出发点。不同数控机床坐标系的原点位置不同。一些数控机床将机床原点设在卡盘中心处（数控车床）,还有一些数控机床将机床原点设在机床直线运动的极限点附近（数控铣床）。
用机床坐标系原点计算被加工零件上各点的坐标值并进行编程是很不方便的,在编写零件的加工程序时,常常还选择一个工件坐标系（又称编程坐标系）。工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（如点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系,是编程人员在编程时使用的。工件坐标系的原点就是工件原点又称编程原点。工件原点是人为设定的,工件坐标系的位置以机床坐标系为参考点,其坐标轴的方向与机床坐标系轴的方向保持一致。
参考点也称基准点,是大多数具有增量位置测量系统的数控机床所必须具有的。它是数控机床工作区确定的一个点,与机床零点有确定的尺寸联系。参考点在各轴以硬件方式用固定的凸块或限位开关实现。机床每次通电后,都要有回参考点的操作,数控装置通过参考点确认出机床原点的位置,数控机床也就建立了机床坐标系。
3、对刀 换刀点 刀位点
对刀点就是在数控机床上加工零件时,刀具相对于工件运动的起点。因为加工程序时从这个点开始编写的,所以又称为程序起点或起刀点。数控加工过程中常常需要换刀,为了避免换刀时碰伤工件,编程时要设置一个换刀点,换刀点可以是某一个固定点,也可以是任意一点。在编程时,合理选择“对刀点”和“换刀点”的位置,则可以有效缩短刀具在对刀和换刀过程中的空行程距离,提高加工效率。
所谓刀位点,在数控加工编程时,往往是将刀具浓缩为一个点,这个点就是刀位点,它是加工程序编制中表示刀具特征的点,也是对刀和加工的基准,对刀时应使对刀点与刀位点重合。一般来说立铣刀、端铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点;球头铣刀的刀位点是球头的球心点;车刀、镗刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心;钻头的刀位点是钻头顶点或钻头底面中心。在编程时是用刀位点来编制刀具轨迹,实际加工的刀具轨迹是由刀具的外轮廓切削工件形成,刀具路径与实际的加工轮廓并非重合,但有一定的变化联系。
4、切入点和切出点
刀具的切入切出点应按以下原则进行。
(1)切入点选择的原则。即在进刀或切削曲面的过程中,要保证刀具不受损坏。一般来说,对粗加工而言,选择曲面内的最高角点作为曲面的切入点,因为该点的切削余量较小,进刀时不易损坏刀具;对精加工而言,选择曲面内某个曲率比较平缓的角点作为曲面的切入点,因为在该点处,刀具所受的弯矩较小,不易折断刀具。
(2)切出点选择的原则。主要应该考虑曲面能够连续完整地进行加工,或者是使曲面加工间的非切削时间尽可能地减短,并使得换刀方便。对于被加工曲面为开放型曲面,用曲面的某角点作为切出点;对于被加工曲面为封闭型曲面,只能用曲面的一个角点作为切出点。
数控铣削平面零件外轮廓时,一般采用立铣刀的侧刃铣削。为了避免在轮廓的切入点和切出点处留下刀痕,刀具切入零件时应考虑切入点和切出点处的程序处理,应沿轮廓外形的延长线切入和切出。延长线可由相切的圆弧和直线组成,这样可以保证加工处的零件轮廓切入点和切出点的处理平滑。
铣削封闭的内轮廓表面时,若内轮廓曲线允许外延,则应沿切线方向切入切出。若内轮廓曲线不允许外延,刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出,此时刀具的切入切出点应尽量选在能轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时,为防止刀具在轮廓拐角处留下凹口,刀具切入切出点应远离拐角。
5、结语
数控编程的关键是掌握机床各坐标系和编程时所涉及到各个点的具体含意及相应选择,正确区分和掌握数控机床中“点”的概念和作用是正确、安全使用数控机床的前提,本文中对数控编程中的几个关键点进行了详尽的论述,弄清楚了它们的概念和彼此之间的联系。只要我们善于分析比较,挖掘数控机床中各“点”的异同点,并在实践中加以区分,总结积累优化使用的经验,那么一定会使数控机床的“点”在使用数控技术的提高中发挥巨大的作用。
参考文献
[1]栗全庆.图形编程-数控加工自动编程技术的发展方向.组合机床与自动化加工技术,1996.
[2]吴竹溪.数控加工中图形自动编程系统研究.组合机床与自动化加工技术,2002.
[3]王阳,张河新.数控机床图形自动编程系统[J].机床与液压,2000,(03).
数控机床控制范文4
关键词：数控机床； 电气控制系统； 设计
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2015）04-173-001
数控系统是数控机床的核心，数控机床电气控制系统直接影响着整个控制系统的性能。因此应按照电气控制的原理来进行规范的设计，使得设计出的数控机床的电气控制系统能够保证数控机床安全可靠的运行。因此对数控机床的电气控制系统设计进行分析是非常必要的。
一、控制系统中的硬件电路
控制系统的硬件电路主要包括电源电路、交流主传动电路、交流进给传动电路、刀具交换装置传动电路等。电源电路在设计时需要根据电气控制系统的具体要求来进行，通过伺服变压器输出的交流电压来伺服驱动风机及模块，通过控制变压器输出的交流电来带动接触器，然后通过直流电压来供给Z轴制动器及电磁阀。交流主传动电路是控制系统中非常重要的组成部分，并且对主轴的控制要求较高。其中主轴电机的选型可根据车削功率来进行，其可以通过切削功率PC以及主传动链的总效率？浊来进行估算，即P=PC/？浊0。根据数控机床的规格即可选择所需要的电动机的型号。对主轴电机的电气控制系统进行设计时应注意当系统长时间超负荷工作时，会使得电机出现过载或过热的情况，因此，数控机床会有设定的过热温度阈值，超过设定的温度两分钟就会输出过热的信号，系统会根据信号发出相应的报警。若出现其他的问题，如电动机内部出现功率失常、转速不匹配等微小的问题，就会被变频器检测到然后发送给CNC系统，并通过相应的报警。若出现短路、断电等外部因素，则由数控机床电气控制系统进行解决。若出现突然的断电情况，CNC、变频器及PLC等的后备电源会及时存储系统中的一些重要的程序和数据。若突然短路，漏电开关检测到电流超过人体能够承受的电流会自动断开。并且主轴电机内置有编码器，编码器可以检测主轴的位置及速度，并且能控制主轴闭环速度，同时可利用PLC向CNC发送主轴的运行状况，可以完整的控制主轴的功能。
在电气控制系统中，进给系统主要是定位加工中心的直线坐标轴，并进行切削进给，进给系统决定着机床的工作状态及精度。进给轴的采用方式主要有线轨及硬轨，采用硬轨的进给轴的负载能力强，与机械的接触面较大，阻力大，主要用于模具的加工。主要采用线轨的进给轴的负载能力弱，与机械接触面较小、阻力小，主要用于轻载切削。急停、监控保护电路主要需要设定电机过载检测、机床紧急停止等功能，并在机床的工作状况出现问题时进行报警，保证机床运行的可靠性。至于刀具交换装置传动电路，刀库的运行由电动机驱动凸轮机构来实现，同时通过接近开关进行技术结合凸轮机械手来获得准确定位、快速换刀的效果。换刀时应根据刀具的直径来确定换刀的方式，避免产生相互干涉的现象发生，小直径的刀具采用随机的换刀方式，大直径的换刀方式采用固定套换刀的方式。
二、PLC程序及参数的设定
PLC是数控机床电气控制的重要组成部分，在数控机床的运行中发挥着不可忽视的作用，PLC程序在处理数控机床的信息时，需要的处理时间一般在几十到几百毫秒之间，这种处理速度能够完成大多数信息的处理，但仍存在少量的信息需要更高的响应速度。因此在进行数控机床的电气控制系统的设计中，会将PLC程序设计为高级程序和低级程序两部分，高级的部分用来处理系统中的一些紧急信号，低级的部分用来处理系统中的普通信息以及进行程序的控制工作。参数是指完成数控机床电气控制系统及机床功能需要设定的数值，在设计时应详细考虑加工中心对机构功能的需求，充分发挥出数控机床的性能，设定出合理的参数，保证数控机床的安全运行。
三、数控机床的电气布局和安装
数控机床的电气布局及安装直接影响着电气系统的安全运行，因此在进行布局和安装时应考虑全面，规范操作。在进行电气的布局时应注意便于电气操作人员的维修和安装，布局时需要分散强干扰源，将强电与弱电隔开，并保证容易受到干扰的器件和干扰源之间有足够的距离。在进行电气控制系统的安装时要科学、有序的进行，安装时应根据实际的情况、器件的特性科学安排好其走线及连线，合理布局接口端子。并仔细检查接口是否牢固，保证所有的电线联结都符合要求。套线码时若接线的方式是竖向，线码的读数从上向下，若接线的方式是横向，读数的方式则是从左向右。在给元器件上紧螺丝后需要标记红点。交流控制线及动力线用线的颜色是黑色或红色，直流电源线用线的颜色是蓝色。安装元件时要按照一定的层次进行，应先在底板上安装已经做好的内部线的模块，然后将元器件间的细线安装好，最后进行粗线的元器件的安装。连线的安装应注意原本没有装好线的元件在安装到底板之后，需要根据电气图来进行接线，并对照对应的万能端子排列接线，装线的元件只需安装相应的万能端子排列来进行接线。最后做好控制系统各电路的检测，保证数控机床能够更加安全稳定的运行。
综上所述，数控机床的电气控制系统设计优劣直接影响着控制系统的性能，并且对于提高数控机床的生产效率及质量有着非常重要的作用。合理科学的设计出完善的电气控制系统，降低机床工作的故障率，提高数控机床的加工效率和工作质量，有效提高数控机床运行的安全性和可靠性，使数控机床能够更好的满足加工中心的生产需要。
参考文献：
[1]化春雷.基于SINUMERIK840D的数控机床控制系统设计[J]机械制造，2011，（6）：53-54
数控机床控制范文5
[关键词]数控机床；挡块；参考点
1引言
数控机床回参考点操作是数控机床一种重要的工作方式，机床回擦抹考点操作的目的在于确定参考点与坐标轴之间的位置关系，在数控机床断电后，各坐标轴对位置的记忆会丢失，再次上电时，必须让机床各个坐标轴回到固定参考点的位置上这一位置即为机床参考点。数控机床能否准确的回到参考点将会影响到机床的各项功能，如反向间隙补偿、螺距误差补偿、刀具补偿等，这将进一步影响到机床零件加工质量。另外，回参考点操作在机床上操作比较频繁，是比较容易出现故障的一个环节，因此，快速有效的排除此类故障是非常必要的。目前，数控机床的回参考点方式主要有有挡块回参考点和无挡块回参考点两种方式[1]。有挡块回参考点通常采用增量式编码器配有减速开关并需要安装减速挡块，这种机床在每次开机通电时进行回零操作；无挡块回零通常采用绝对式检测装置，机床上有专门的电池给绝对式检测装置供电用意记录机床的绝对位置信息，这类机床调试完成后不需要开机进行回零操作。本文以FANUC0i-D系统为平台，分析数控机床有挡块回参考点方式的控制原理、参数设置、PMC控制及常见的回零故障与排除方法。
2有挡块回参考点原理及参数设置
有挡块回参考点方式[2-3]是使用CNC内部设计的栅格进行停止，也称为栅格方式，其返回参考点的原理如图1所示。采用这种方式回零时，将方式选择为回零方式，按下相应的轴，则该轴以图中所示的回零快速速度向参考点方向移动，挡块碰到回零减速开关时，减速开关信号*DEC由高电平“1”变为低电平“0”，轴移动的速度将减速到回零的减速速度。当轴运动脱开挡块后，减速开*DEC又变为“1”,此时寻找编码器的零标志位信号，数控系统等待编码器上第一个栅格信号的出现，第一个栅格信号出现时，数控系统返回参考点的操作即完成，工作台停止移动，此位置即为机床参考点。在一个栅格范围内采用栅格偏移功能可对参考点位置进行微调。有挡块回参考点由数控系统软件进行控制，完成回参考点操作，因此，正确设置回参考点的相关参数是能够成功回参考点的重要条件[4]，表1所示为有挡块回参考点所需设置的主要参数.
3有挡块回参考点PMC控制
机床回参考点除需要进行正确的参数设置外，还需要相应的PMC程序处理相关信号，以完成回参考点功能[5]。减速开关信号为数控系统PMC的输入信号，但由于减速开关信号的地址由数控系统厂家来定义，可由数控系统直接读取，对FANUC0i-D系统来讲，其信号地址固定为X9.0-X9.4，此信号无需PMC处理。对于3轴的铣床系统，其减速开关的地址为X9.0、X9.1、X9.2。若将参数3006#0设置为1，则可以把返回参考点的减速开关信号的地址改为G196，此时，必须编写相关的PMC程序。回参考点完毕后，各轴的回参考点完成信号F94.0、F94.1、F94.2将置1。回参考点过程中，必须选择回参考点方式，回参考点确认信号F4.5为1，以X轴回参考点为例，回参考点的PMC程序如图2所示。图中X20.4为X轴回参考点的按键，为了适应不同的机床结构，可选择正方向回参考点或者负方向回参考点，这个可以通过设置保持型继电器K10.0的状态来实现。若设置K10.0为0，则回零时G100.0接通，正方向回零；反之，若设置K10.0为1，则回零时G102.0接通，负方向回零。当X轴回到参考点后，回参考点完成信号F94.0将断开轴移动的方向信号。其它轴的回参考点与之类似。
4回参考点常见故障分析及排除方法
数控机床在运行过程中，如果发生回参考点故障，将严重影响机床的加工生产。由上述所介绍的回参考点的基本原理可知，要能够准确判断和维修返回参考点的有关故障，就必须掌握和理解与返回参考点有关的知识。根据自己的维修经验，这里就挡块式回参考点常见的故障及解决方法做简要说明。①操作故障所引起的回参考点故障。挡块式回参考点一般采用增量式编码器，在回参考点过程中，若不符合返回参考点的参数设置，FANUC系统将产生报警。例如，在返回参考点过程中，CNC产生PS302报警，此报警提示“不能为无挡块返回参考点方式设定参考点”，发生此报警的原因可能是由于在手动进给中没有将轴朝着返回参考点的方向移动。这种类型的故障，一般通过正确的操作，均可以解决。②电气开关信号故障。例如，回零过程中，找不到零点，这类故障大多数情况下与减速开关信号或编码器的故障有关。a.当减速开关损坏。从以上的回参考点过程原理中可以知，当减速开关损坏，将不能得到减速信号，回零时会以高速速度通过参考点，直接碰到硬限位或发生机械碰撞，导致回参考点失败。b.伺服编码器故障。若伺服编码器发生故障，通常编码器的零标志脉冲信号将丢失，导致的结果会使机床在低速下碰到硬限位或发生机械碰撞。通常对于这类故障是由外部的减速开关或编码器故障所引起。对开关类故障，在维修中可以利用PMC诊断画面观察减速开关是否故障，或检查相关的挡块是否有松动。对编码器故障，可查看系统所能够提供的故障信息或采用部件互换的方法进行故障的排除，并特别注意避免编码器的震动和减少油污。③返回参考点位置不准确或回零的位置发生偏移。这种故障通常是由于回零开关松动、调整不当、运动间隙或参数不当的原因造成。参考点发生偏移可以是整螺距发生偏移，也可以是偶然发生偏移，这两种情况下，处理的方法不尽相同。若发生整螺距偏移时，可能是由于参考点的减速挡块调整不当或减速挡块长度不足。若是调整不当引起，此时可以调整挡块的位置位于大约距离参考点1/2的螺距位置上，将其固定，并可进行反复调整，直至合适为止。（1）如果减速挡块长度过短，参考点开始的位置可能以栅格为单位发生前后移动，调整参考点减速挡块的长度，使参考点减速区间的长度大于电动机转动3-4圈所对应的距离。若参考点发生偶然偏移，则可能由于一转信号受到干扰、编码器故障或伺服机械连接故障等。此时，我们可以检查编码器的疲敝线连接是否可靠、伺服电机与丝杠的连接是否紧固、编码器的电压是否正常等，通常编码器正常工作时电源电压应大于4.75V。
5小结
数控机床在回参考点过程中出现故障的几率较高，所涉及的原因众多，在进行故障诊断和排除时，要首先确保理解回参考点的过程和工作原理，根据具体故障现象，先易后难，先简单后复杂，由外部到内部进行故障查找，以达到解决问题的效果。此外，在故障的排除过程中，要善于总结和积累经验，才能不断提高数控机床的故障维修水平。
参考文献
[1]黄登红.数控机床挡块式回零的控制原理及常见故障分析[J].组合机床与自动化加工技术2009,(3):52-55
[2]龚仲华.数控机床故障诊断与维修[M].北京：高等教育出版社，2012
[3]刘永久.数控机床故障诊断与维修技术［M］．北京:机械工业出版社，2010
[4]FANUCSeries0-MODELD/FANUCSeries0Mate-MODELD参数说明书[M].北京：北京FANUC机电有限公司，2012
数控机床控制范文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.
关键词： 运动控制器；输入输出；VC；数控机床
Key words： Motion Control；I/O；VC；CNC
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2012）28—0225—02
0 引言
数控机床作为机械制造行业非常重要的生产设备在社会的发展中越来越显示其重要地位，数控机床的应用也显的尤为的重要，我国使用最多的是德国SIMENS系统和日本的FANUCA系统，这2种机床的输入输出控制主要采用的是SIMENS—S7—200系列的PLC或三菱系列PLC来实现。国产的数控机床应用比较多是华中数控系统，华中数控系统是基于DOS的进行开发，采用的C语言来完成输入输出的控制，固高科技有限公司生产的GT系列运动控制器利用VC进行输入输出程序的开发，相对于国外和国产系统在数控机床I/O控制方面显现出了简单易懂的优点。
1 输入输出地址的分配
固高科技公司的GT系列运动控制器具有16位的通用数字量输入和16位的输出口。主机可以通过命令的方式对该输入/输出口进行操作。其中，通用输入的0号断口（EXI0）可以作为探针输入信号，并通过相关命令设置捕获探针输入信号，当有探针输入信号时引起运动控制器捕获所有控制轴以及辅助编码器的实际位置。
1.1 输入通道地址 GT系列运动控制器可以通过命令GT_ExInpt（&Data）读取该输入端口的状态（共定义了16 位输入口）。输入口数据Data与控制器CN1接口的通用数字量输入端口EXI0—EXI15位定义对应关系见表1：
1.2 输出通道地址 GT系列运动控制器可以通过命令GT_ExOpt（Data）设定该输出口的状态（共定义了16位输出口）。输出口数据Data与控制器CN2接口的通用数字量输出端口EXO0—EXO15的对应关系为：
其中输出1为高电平，0为低电平，输入1为高电平，0为低电平，通过对于的状态显示口可以观察到输入输出高低电平的显示。输入输出高低电平的定义见图1。
2 对输入输出口编程
2.1 对运动控制器进行打开和复位设置
GT_Open（）；
GT_Reset（）；
///////////////////////////////////////////////////////////////
2.2 输入输出口的编程
根据数控机床编程的要求，定义对于的输入输出后，完成各自地址的分配工作，进行程序的设计和开发，部分参考程序如下：
void CMy2222Dlg：：OnButton5（）
{
unsigned short ex_inp；
GT_ExInpt（&ex_inp）；
if（ex_inp&0x0）//数控机床循环启动，第1个开关按下
{
GT_ExOpt（0X0）； //循环启动指示灯，输出第2个灯亮
///////////////////////////////////////////////////////////////
if（ex_inp&0x1）//数控机床单段运行，第2个开关按下
{
GT_ExOpt（0X1）； //单端运行指示灯，输出第2个灯亮
///////////////////////////////////////////////////////////////
if（ex_inp&0X3）//数控机床步进运行，第3个开关按下
{
GT_ExOpt（0X3）； //步进运行指示灯，输出第3个灯亮
}
}
根据数控机床的功能以此类推，可以根据实际情况将输入和输出一一对应起来，完成数控机床输入输出的各个功能。数控机床除了输入和输出的一一对应指示外，还有可能是一个输入，对应几个输出，比如在伺服报警、变频器报警等方面，这是可以模仿一个输入，几个输出指示，如下：
第5个开关按下，既ex_inp&0x20，输入信号转化二进制为100000，表现在硬件上是第五个开关按下，这时输出ExOpt（0XA），既转化为二进制1010，表现在硬件上是第1，第3个指示灯亮。
完成程序如下：
if（ex_inp&0x20）//
{
GT_ExOpt（0XA）； //
2.3 程序的调试
通过窗口完成程序的测试功能，程序测试窗口见图3：
3 结束语
利用固高科技公司的GT系列运动控制器，采用高级语言VC对数控机床的输入输出口进行控制，完成了数控机床原有的功能，并且程序简单，对于数控机床输入输出的含义、故障的排查等方面起到一定的便捷作用，同时利用VC语言可以对数控机床在输入输出通道的开发方面有一定的借鉴作用。
参考文献：
[1]固高公司.GT2—4002—SV四轴运动控制器用户手册，2008.
[2]陈婵娟.数控机床设计[M].化学工业出版社，2008.
[3]深圳固高科技.GT 系列运动控制器编程手册[Z].2003.
