1 引言

　　眾所周知，數控系統對機床的控制主要包括兩方面，即位置控制和順序控制，位置控制是指對數字量信號的控制，如機床進給運動、工作臺的位移與速度等。這些主要由NC來完成。順序控制是指對開關量信號的控制，主要是由PLC來完成。PLC主要完成與邏輯運算有關的動作，沒有穆動軌跡方面的具體要求，控制輔助裝置完成相應開關動作，它還可以接受MCP的指令，一方面直接控制輔助裝置做出某種動作，另一方面將部分指令送往NC用于對加工過程的控制。PLC是數控機床控制中的重要組成部分。本文是以HNC 8型系統為例，針對數控機床需要實現的各種基本功能，詳細說明PLC編程中的編程方法及其技巧。

2 CNC—PLC—MT接口信號分析

　　PLC、CNC(計算機數控裝置)和MT(機床)之間的信息交互主要包括4個部分㈦.

　　CNC與PLC之間進行信息交互主要由G信號與F信號完成。F信號是由CNC系統輸入到PLC的信號，該信號一般分為兩種，一種是系統發送給PLC的指令，要求機床處于某種狀態，比如內部復位信號，M代碼譯碼信號等；另外一種是通知PLC系統當前處于何種狀態，進而點亮某個指示燈。比如：工作方式選擇指示燈等。G信號是由PLC側輸出到CNC系統部分的信號，它對系統部分進行控制或者通知系統當前機床處于何種狀態。比如復位完成信號，工作方式控制信號等，需要說明的是，F、G信號的地址與具體含義已由數控系統生產商確定，PLC編程者只能使用而不能進行地址分配。

　　PLC與MT之間信息交互主要依靠X信號與Y信號，X信號主要接收來自外界的信號，比如行程開關信號，按鍵信號等；Y信號是由PLC輸出到機床側的信號。根據機床控制的要求，Y信號控制機床側的電磁閥、信號指示燈等電器，以滿足機床運行的需要。

　總之，PLC、CNC和MT是一個整體，缺一不可，X信號負責接收外界(操作人員)傳輸給PLC的信號，PLC再將信號經過某種邏輯運算以G信號的形式通知CNC系統，CNC控制伺服做出某種動作，同時CNC會反饋F信號給PLC，通知PLC外界(操作人員)信號接收有效，PLC通過Y信號通知外界(操作人員)，系統已經響應按鍵信號。

3 PLC在HNC一8型系統中的控制功能

　　在數控PLC控制中，主要實現進給軸、主軸、輔助裝置以及系統狀態的控制。進給軸控制主要包括手動進給、自動進給、進給軸倍率、手持單元等；主軸控制包括手動進給、自動進給、進給軸倍率控制等；輔助裝置控制包括潤滑、冷卻、排屑、換刀等；系統狀態控制包括急停、復位、工作方式選擇等。其中在主軸手動控制中包括主軸停止、正反轉、定向等。

　　圖2中各軟件模塊之間互有關聯或相互交叉，比如手持單元上有急停按鈕，又有進給軸手動控制；系統控制中的自動方式，可以實現進給軸自動控制等。

4 典型控制功能PLC程序實現

　　數控PLC采用循環掃描原理執行用戶程序，執行過程大致分為三個階段：輸入采樣階段，程序執行階段，輸出刷新階段。數控PLC中要實現的功能很多，這里以HNC-8型系統PLC的幾個典型模塊為例，說明數控PLC的編程方法與技巧。下面的例子中假設所有X信號與Y信號在某個子程序中已與相應內部繼電器相關聯，這里所有的x信號與Y信號全部用相應的內部繼電器表示，提高程序的通用性。

　　4.1 內部復位按鍵功能實現

　　在HNC-8型數控系統工作過程中，按下急停后，伺服啟動完成繼電器置0，釋放急停時，經過定時器定時完成后，伺服啟動完成繼電器置1。按下復位按鍵，系統自身會處于初始狀態，而且還會要求機床處于初始狀態。

　　(1)控制要求。釋放急停，伺服啟動未完成時，機床運行不允許，系統執行復位操作；在機床運行允許情況下，按下系統復位按鍵時，PLC開始執行復位，機床運行不允許，系統執行復位操作。復位完成后，機床運行允許；也就是說系統復位過程中，機床運行不允許。

　　(2)PLC編程思路。根據要求，復位分為三個階段：復位開始，復位過程中，復位完成，這三個階段PLC會控制機床處于不同的狀態。故三個過程賦予相應的內部繼電器，便于標志相應的過程。未按下復位按鍵時，釋放急停，系統復位一次；按下復位按鍵，PLC控制機床完成某種動作，復位完成后，復位標志繼電器清零，機床允許運行。總之，復位過程中，機床運行不允許，但未按下系統復位按鍵，機床復位完成時，機床運行允許。

　　假設R360.0為與急停關聯的狀態繼電器，與復位相關的狀態繼電器有：R361.0，R361.1，R361.2，R361.3，機床運行允許狀態繼電器是R360．2，G信號與F信號有：F2560.12，G2560.9，與冷卻燈、主軸停止燈關聯的狀態繼電器有R362.4，R362.5。當釋放急停，但伺服啟動未完成時，先使得機床進入系統復位所要求的狀態÷圖中R360.2常閉觸點與R360.0下降沿觸點串聯就是為了實現這一目的。當按下鍵盤上的內部復位按鍵時，系統復位并要求機床達到某種狀態，當冷卻燈關閉，停止燈打開，即為機床達到所要求狀態，系統復位完成，通知系統復位完成。關閉R361.1，結束機床復位過程，并使機床運行允許。程序中設置復位過程這一中間狀態，是為了表示機床必須在伺服啟動完成或者系統沒有復位指令的情況下才允許運行。

　　4.2 急停復位功能的實現

　　在實際操作機床過程中，很容易出現一種現象，尤其對于新手，在關閉數控機床時，忘記按下急停按鈕，在沒有按下急停按鈕時候，這時在下次開機時，機床也應該從某個初始狀態開始工作，這里設計使用常閉觸點初始化機床，也就是說開機后，急停處于釋放狀態，機床也會處于某個初始狀態(系統要求的狀態)。

　　PLC編程思路：假設R360.0常開觸點為急停按下時閉合，釋放時打開，s1為清零子函數，S0為復位子函數。當系統上電后，常閉觸點默認閉合，PLC自動調用s0進入初始狀態。

4.3 P參數在PLC控制中的應用舉例

　　HNC-8型系統中，系統提供了很多機床用戶參數，其中大部分參數具有固定意義，只有參數【014199】可供PLC開發人員使用，該組參數主要用于配置PLE中的P變量值，如主軸、進給修調各檔位修調值等，用戶參數【o】-【199】分別對應PLC梯形圖中的PO～P199E。

　　在PLC程序中可以利用COD指令將P0參數寫入相應的內部繼電器中，然后用MOV指令為G信號賦值，進而完成倍率修調，另外在HNC一808T中還可以直接將P參數的常開常閉觸點串聯在卡盤松緊中，以便于操作人員通過設置P參數(P35.0)切換卡盤的外卡與內卡功能。

5 結語

　　文中介紹了HNC-8型系統典型模塊的PLC編寫過程，詳述了PLC編寫與數控功能實現之間的關系。根據機床控制面板主要按鍵在實際工作中的作用，給出了PLC設計思路與具體步驟，特別介紹了數控PLC內部繼電器、P參數的靈活運用。文中的PLC代碼都已得到實驗驗證，對教學和數控技能培訓工作有很大借鑒意義。