且要有较好的刚度和易操作性。
[0026]精密切割的功能，主要需保证刀具切割精度，因此要求对数据机床的主要部件一一传感器的精度得到保证，传感器的作用是感知和检测某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息，将被测量(刀尖位置这个物理量)按照一定的规律转换成可用输出信号(电流、电压)表示的物理量；
传感器的选用应有相当的精度，完成以下功能:1)、实现对X轴和Z轴两个方向的传感，对刀仪要得到X轴和Z轴的坐标值，必须使不同刀具在相同的点触发传感器，进而运用机床数控系统的功能再结合编程实现该点坐标值的获取。实际上传感器要完成的功能是一个开关量，不同的刀具在相同点触发即可。2)、由于刀具偏角的不同，传感器不能做成X轴向和Z轴向相互垂直的两对传感器，这样对Z向坐标的时候，得到的刀尖点可能不是真实的刀尖点坐标。
[0027]本文采用的是机械式开关传感器，用机械触发的方式得到一个开关量的输出，当刀尖与传感器触发并行进到预设位置时，电路接通得到触发信号。机械式传感器相对来说精度是差一些，但只要设计合理，也能将误差控制在合理的范围内。另一方面，可自行设计以兼顾刀具刀偏角的不同和传感器的大小及联接方式。此种传感器简单适用，成本较低，具有很大的市场推广价值。
[0028]NUM1020/1040数控系统是NUM于1995年开发出的全新数控系统，是紧凑且功能完善的32位数控系统，并且和NUM1060系列系统完全兼容。它特别适合于I?6轴的数控机床，其硬件特点如下:采用CISC (超大规模集成电路)技术的GSP主板；主板上连接可插接(分离的)小模板，由于考虑到数控系统和系统外部的联系，NUM把和外界联系的功能模块制造成可插接小模块，便于用户将来的维护。具体分为轴模块、显示模块和通讯模块；NUM1020/1040采用+24VDC为其电源输入，由于数控系统是弱电电路，采用+24VDC为电源输入，可以大大降低其热源和不稳定因素的影响。用户可以把+24VDC稳压电源放在电气柜内，大大提高了整个数控系统的可靠性；PLC功能的内部集成，PLC功能的内部集成化，提高了 PLC和CNC的内部通讯能力，增强了数控机床的逻辑控制；PLC的32输入和24输出模块，NUM的32输入和24输出模块可以和外围的电路相连接，而这种模块通过NUM提供的电缆和NUM数控系统连接，提高了整个机床的可靠性。(如果有问题，只能损坏这种模块，不会对数控系统造成损坏)；光纤技术的通讯，PLC输入输出点的扩展，通过光纤进行连接，简化了线路的连接；轴转接模块，机床的编码器和到伺服的线路可以直接联到此模块上，并通过它和数控系统的轴板进行连接，提高了数控系统的可靠性。另外，NU M的轴连接和其它数控系统不同，NUM的轴模块连接此轴的所有信息(如编码器、速度信号、回零开关)。如果机床的轴有问题，可以直接把轴模块上的插头相对换，就能很快地查出问题所在(系统内部或外部)；轻巧实用的紧凑型操作面板。其上显示器和计算机的CRT有可兼容性，与NC相通的功能键共有47个，有6个用户自由定义键及串行通讯接口，可以连接PC的键盘(直接插拔)。
[0029]按照设计要求，当传感器检测到信号时，数控系统的程序并未监控，此时是不能记录刀尖坐标值进行数据处理的。必须先使进给电机停下来，等候操作者发出指令，然后进行下一步的操作。所以应该通过PLC的控制来实现这一功能，将Q001.0和Q001.1两个端子分别与两两个进给电机相连，实现单独控制。其次，传感器共有四个测头，但对进给电机的控制都是一样的:任何一个传感器得到信号都必须使相应的电机同时停下来，然后进行相应的数据处理。
[0030]数控机床的传感器得信号后通过接口电路传给PLC，PLC将得到的信号通过交换区与CNC进行数据的传输，CNC将信息运算处理后再传递到PLC中，PLC控制X向电机和Z向电机运动
PLC的接线示意图，将％Ι001.0、％Ι001.1、％Ι001.2、％Ι001.3四个输入口分别与四个传感器相连，然后再与COM 口连接。传感器得到信号后，相当于开关闭合，由原先的+24VDC电压跳变为零，从而给PLC的相应的输入端口一个信号。输出口 ％Q001.0控制X方向进给电机的使能，%Q001.1控制Y方向进给电机的使能。
[0031]NUM1060CNC是一种多功能、多处理器的系统，它提供与数控机床连接的各种自动控制功能。用梯形图语言编制的自动控制功能包括安装在机床上的传感器和执行机械以及与CNC的数据交换。自动控制功能设置在中央处理单元之中，它包括一块或多块功能卡，CNC通过它们实现图形显示，自动控制和信息存储功能。CPU与系统的数据交换可以分为二种类型:通过交换区的通讯和通过协议的通讯。
[0032]自动控制功能由一个监督程序进行管理，它包括处理初始化，将输入/输出点分配到不同的框架以及输人输出接口和监视器的管理等多种基本任务。监控程序与用户程序一起对系统进行整体的监督管理。用户程序是在监督程序控制下受一个20ms周期的实时时钟(RTC)支配循环运行的。
[0033]机床处理器的存储器空间安排如下:
(I)有备份功能(掉电保持)的32K静态RAM。
[0034](2)在电源接通是复位(清零)的32K动态RAM。
[0035](3)机床处理器(IMB VI)的用户程序使用的180KB动态RAM。
[0036](3)机床处理器(4MB VI)的用户程序使用的2.5MB动态RAM。
[0037](3)机床处理器(4MB V2)的用户程序使用的3.5MB动态RAM。
[0038](6) UCSII模块上的用户程序使用的64KB动态RAM。
[0039]自动控制功能如下:
Cl)对DACs (12位)直接存取。
[0040](2)对ADCs和输入/输出点间接读和写存取，这种存取是经由虚拟存储空间(每20ms刷新)实现的。
[0041]本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
[0042]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于PLC控制器的精密切割数控机床，其特征在于，包括PLC控制器、CNC处理器、传感器、X向电机和Y向电机，所述PLC控制器内部设置有CNC处理器，所述PLC控制器通过信号接口与传感器、X向电机和Y向电机分别连接，所述传感器包括传感单元、转换单元和信号调节电路，所述传感单元直接感受与响应被测的部分，并输出与被测量成一定关系的中间量，所述转换单元将敏感元件得到的中间量转换为电量，所述信号调节电路调节电量信号为所要求的输出信号，所述PLC控制器包括轴模块、显示模块和通讯模块，所述PLC控制器上设置有6个端子接口和串行通讯接口，所述PLC控制器通过串行通讯接口与PC主机相连，所述PLC控制器通过Q001.0和Q001.1两个端子分别与X向电机和Y向电机相连接，所述PLC控制器通过％Ι001.0、％Ι001.1、％Ι001.2、％Ι001.3四个输入口分别与传感器1、传感器I1、传感器III和传感器IV相连接。2.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制器的精密切割数控机床，其特征在于，所述传感器感应到信号后通过接口电路传递给PLC控制器，PLC控制器将得到的信号通过交换区与CNC处理器进行数据的传输，CNC处理器将信息运算处理后再传递到PLC控制器中，PLC控制器通过控制X向电机和Ζ向电机分别取得X轴和Ζ轴运动。3.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制器的精密切割数控机床，其特征在于，所述PLC控制器上设置有显示屏和控制按钮。4.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制器的精密切割数控机床，其特征在于，所述传感器采用机械式开关传感器。5.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制器的精密切割数控机床，其特征在于，所述PLC控制器上还设置有指示灯和报警灯。6.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制器的精密切割数控机床，其特征在于，所述PLC控制器上设置有监控装置。
【专利摘要】本发明涉及一种基于PLC控制器的精密切割数控机床，包括PLC控制器、CNC处理器、传感器、X向电机和Y向电机，所述PLC控制器内部设置有CNC处理器，所述PLC控制器通过信号接口与传感器、X向电机和Y向电机分别连接，所述传感器包括传感单元、转换单元和信号调节电路。本发明采用机械触发式传感器，通过控制车刀运动来触发传感器，PLC把传感器得到的信号传给数控系统，再由系统来进行相应的数据处理。机械触发式传感器与PLC的输入扩展端的连接线简单，而且易于维护，比用其它的传感器降低了成本。
【IPC分类】G05B19/401
【公开号】CN105242636
【申请号】CN201510624241
【发明人】曹华兴
【申请人】芜湖日升重型机床有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月28日