概述

除了运动轨迹的控制，数控机床工作时还有诸如主轴启停、冷却泵开关、换刀机构动作等开关量的控制。这是一类顺序控制。在数控机床之前，顺序控制技术在工业生产中已经得到广泛应用。许多机械设备的工作过程都需要遵循一定的步骤和顺序。数控机床所采用的顺序控制装置（或系统）主要有两种，一是传统的继电器逻辑短路，简称RLC(relay logic circuit);另一种是可编程控制器，即PC(programmable controller)。

PC特点

1.由计算机演化而来。一般只有逻辑功能。

2.具有面向用户的指令和专用存储用户程序的存储器。

3.用户程序才采用图形符号和逻辑顺序关系与继电器电路十分接近的”梯形图“编制。

4.可与专用编程器、计算机等设备连接，很方便的实现程序的显示、编辑、诊断、存储和传送等操作。

5.稳定性高。

6.体积小。

数控机床作为自动化控制设备，控制部分大体可以分为数字控制和顺序控制两个部分。数字控制部分控制刀具轨迹；顺序控制部分接受数控部分送来的S,T和M等机械顺序动作序列，对其进行译码，转化成辅助机械运动对应的控制信号。使执行环节作相应的开关动作。现在全功能型的数控机床均采用内置型（build-in type）PC或者独立性（stand-alone type）PC.

1.内置型PC

内置型PC从属于CNC系统，与CNC装在一起。与一般的pc相比，内置型尤其特殊之处，因此在数控机床的研究开发和生产中，又作为一个独立的分支。

特点：

（1）内置型PC与CNC的其他电路同装在一个机箱内，共同使用一个电源和地线。有时采用一个单独的附加印制电路板，有时与CNC同时印制在一块大印制板上。

（2）内置型PC对外不设置单独的输入/输出接口电路，而是使用CNC系统本身的输入/输出电路。

（3）内置型PC的性能指标是依赖于所从属的CNC系统的性能和规格来确定的，它的硬件和软件要与CNC系统的其他功能统一考虑和设计，要求结构紧凑，对所适配的数据机床适应性强，提高了可靠性和操作性。

（4）采用内置型PC，扩大了CNC内部直接处理的窗口通信功能，可以使用梯形图的编辑和传送等高级控制功能，且造价低，提高了CNC的性能价高比。

2.独立型PC

数控机床用独立性PC,一般采用模块化结构或笼式插板结构，具有如下功能：cpu及其控制电路，系统程序存储器、用户程序存储器、输入/输出接口电路、通信接口和电源等。更功能电路做成独立的模块或印刷电路插板，具有安装方便、功能易于扩展和变更等特点。

pc在数控机床上的配置

一般有四种，主要分类是看PC位于CNC侧还是机床侧，以及I/O端口的位置。

PC与数字控制的关系

1.PC的作用

数控机床所受的控制可以分为两类，一类是最终实现对各坐标轴运动所进行的”数字控制“，如各轴运动的插补、补偿等的控制。（主要是坐标轴的控制和主轴位置的控制（补偿））。另一类是”顺序控制“。对数控机床来说，”顺序控制“是在机床运行过程中，以数控系统内部和机床各行程开关、传感器、按钮、继电器等的开关信号量为条件，并按照预先规定的逻辑顺序，对诸如主轴的启停、换向、刀具的更换，工件的夹紧、松开，液压、冷却、润滑系统的运行等进行控制。

与“数字控制”比较，“顺序控制”的信息主要是开关量信号。

在讨论数控机床用PC时，常把机床分为“NC侧”和“MT侧”两大部分。“NC侧”包括CNC系统的硬件和软件以及与CNC系统互连的外部设备；“MT侧”则包括机床机械部分及其液压、冷却、润滑、排屑等辅助装置、机床操作面板、继电器线路、机床强电线路等。PC处于NC和MT之间，对NC和MT的输入/输出信号进行处理。

MT侧顺序控制的最终对象随机床的类型、结构、辅助装置等不同而有很大差别。机床结构越复杂，辅助装置越多，最终受控对象也越多。一般来说，最终受控对象的数量和控制顺序的复杂程度是依数控车床、数控铣床、加工中心、FMC,FMS的顺序递增的。

2.PC实现的功能

主要是S,T,M等功能。

（1）S功能

S功能用来指定主轴转速。CNC系统将S代码送入PC,经过电平转换、译码、数据转化、限位控制和D/A转换，最后输出给主轴电机伺服系统。其中限位控制是在S代码对应的转速大于规定的最高转速时，限定最高转速，当S代码对应的转速小于规定的最低转速时，限定最低转速。

（2）T功能

刀具功能T也由PC实现，给自动换刀系统的管理带来了很大方便。自动换刀控制方式有固定存取换刀方式和随机存取换刀方式，它们分别采用刀套编码制和刀具编码制。对于刀套编码的T功能处理的过程是:CNC装置送出T代码指令个PC，PC经过译码，在数据表内检索，找到T代码指定的新刀号所在的数据表的表地址，并于现行刀号进行判别比较。如不符合，则将刀具回转指定发送个刀库控制系统，只到刀库定位到新刀号位置时，刀库停止回转，并准备换到。

（3）M功能

pc完成的M功能是很广泛的。根据不同的M代码，可控制主轴的正反转及停止，主轴齿轮箱的变速，冷却液的开、关，卡盘的夹紧与松开，以及自动换刀装置机械手取刀、归刀等运动。

PC给CNC的信号，主要有机床各坐标基准点信号，M,S,T功能的应答信号等。

PC向机床传递的信号,主要是控制机床执行建的执行信号，如电磁铁、接触器、继电器的动作信号以及确保机床各运动部件状态的信号及故障指示。

机床给PC的信号，主要有机床操作面板上各开关、按钮等信息，其中包括机床的启动、停止，机械变速选择，主轴正转、反转、停止，冷却液的开、关，各坐标的点动和刀架、夹盘的松开、加紧等信号，以及上述各部件的限位开关等保护装置、主轴伺服保护状态监视信号和伺服系统运行准备等信号。

PC与CNC之间及PC与机床之间信息的多少，主要按控制机床的控制要求设置。几乎所有的机床辅助功能的，都可以通过PC来控制。

NC  PC  机床之间的信息交换

PC代替传统的机床强电顺序控制的继电器逻辑，利用逻辑运算实现各种开关量控制。在信息传递过程中，PC处于CNC和机床开关之间。CNC系统和机床之间的信号传送处理包括CNC系统至机床和机床向CNC系统传送两个过程。

（1）CNC->机床

<1>CNC系统控制程序将输出数据写到CNC系统的RAM中。

<2>CNC系统将RAM中的数据传送到PC的RAM中。

<3>由PC的软件进行逻辑运算处理。

<4>处理后的数据仍在PC的RAM中。对内置式PC，存在PC存储器RAM中已处理好的数据再传回CNC系统的RAM中，通过CNC系统的输出接口送至机床；独立型PC，其RAM中已处理好的数据通过PC的输出接口送至机床。

（2）机床->CNC

对于内置型PC，信号传送处理如下：

<1>从机床输入开关量数据，送到CNC系统的RAM中。

<2>从CNC系统的RAM传送给PC的RAM。

<3>PC的软件进行逻辑运算处理。

<4>处理后的数据仍在PC的RAM中，并传送到CNC系统的RAM。

<5>CNC系统软件读取RAM中的数据。

对独立性PC，输入的第一步是数据通过PC的输入接口送到PC的RAM中，然后进行上述的第<3>步，一下均相同。

*博客内容为网友个人发布，仅代表博主个人观点，如有侵权请联系工作人员删除。