数控机床PLC控制

数控机床PLC控制

可编程控制器PLC是20世纪60年代发展起来的一种新型自动化控制装置，已广泛应用于各种工业设备，而本书中仅仅讨论PLC在数控机床中的应用。

PLC的分类、组成及其工作方式；常用的编程语言；应用PLC时需要掌握的电气基本知识；数控机床PLC系统设计及调试；机床数控中PLC控制应用实例。主要内容

可编程控制器是计算机技术与自动控制技术有机结合的一种通用工业控制器。在此之前，机床的顺序控制是以机床当前运行状态为依据，使机床按预先规定好的动作依次地工作，这种控制方式的实现，是由传统的继电器逻辑电路RLC（RelayLogicCircuit）完成的。RLC是将继电器、接触器、按钮、开关等机电式控制器件用导线、端子等连接起来的电路，以实现规定的顺序控制功能。

可编程控制器概述只能解决开关量的简单逻辑运算，定时、计数功能；修改控制逻辑时，需要增减控制元器件和重新布线，安装；调试周期长，工作量大；继电器、接触器等器件体积较大，每个器件工触点有限。当机床中的受控对象较多，或控制动作顺序较复杂时，需要采用大量的器件，使得整个RLC体积庞大，功耗高，可靠性差等，因此，只能用于工业设备和简单的数控机床。PLC存在一些难以克服的缺点：

1969年，美国DEC公司研制出世界上第一台型号为“PDP-14”的可编程控制器，在通用汽车公司的自动装配线上使用，获得了成功。因为这种装置当时称为“可编程逻辑控制器”（ProgrammableLogicController），故简称PLC。

1980年，美国电气制造协会（NEMA）正式将这类装置命名为“ProgrammableLogicController”，简称PC。

由于个人电脑（PersonalComputer）也简称PC，而且已被广为使用，故可编程控制器，习惯上仍称作PLC。1987年，国际电工委员会（IEC）在颁布的可编程控制器国际标准草案中，对PLC作了如下的规定：

“可编程控制器是一种数字运算电子系统，专为在工业环境下运用而设计。它采用可编程序的存储器，用于存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等特定功能的用户指令，并通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其辅助设备都应按易于构成一个工业控制系统，且它们所具有的全部功能易于应用的原则设计。”

数控机床的控制由数控装置和可编程控制器协调配合共同完成：

数控装置主要完成与数字运算和管理等有关的功能，如零件程序的编辑、插补运算、译码、位置伺服控制等；

可编程控制器（以下简称PLC）主要完成与逻辑运算有关的一些动作，没有实现轨迹运动上的具体要求。

（1）PLC是一种专用于工业顺序控制的微机系统。为了适应顺序控制的要求，PLC省去了微机的一些数字运算功能，而强化了逻辑运算控制功能，是一种介于继电器控制和微机控制之间的自动控制装置；（2）PLC是专为在恶劣的工业环境下使用而设计的，所以具有很强的抗干扰能力。除输入/输出部分采用光电隔离的措施外，对电源、运算器、控制器、存储器等也设置了多种保护和屏蔽。

PLC没有继电器那种机械触点，因此，不存在触点的接触不良、熔焊、磨损和线圈损坏等故障；可编程控制器的特点与分类：可编程控制器（PLC）具有如下特点：

（3）相对于RLC，PLC采用软件实现用户控制逻辑，结构紧凑、体积小，很容易装入机床内部或电气箱内，便于实现动作复杂的控制逻辑和数控机床的机电一体化；（4）目前大多数的PLC，均采用梯形图编程方式。梯形图与继电器逻辑控制电路图十分相似，图形符号形象直观、工作原理易于理解和掌握、编程简单、操作方便、改变程序灵活；（5）PLC可与编程器、个人计算机等联接，可以很方便地实现程序的显示、编辑、诊断、存储和传送等操作。

PLC的产品很多，型号规格也不统一，可以从结构、原理、规模等方面分类。从数控机床应用的角度可编程控制器可分为两类：一类是CNC的生产厂家专为数控机床顺序控制而将数控装置（CNC）和PLC综合起来而设计制造的“内装型”（Build-inType）PLC。

另一类是专业的PLC生产厂家的产品，它们的输入/输出信号接口技术规范，输入/输出点数、程序存储容量以及运算和控制功能均能满足数控机床的控制要求，称为“独立型”（Sdand-aloneType）PLC。可编程控制器的分类：内装型PLC从属于CNC装置，PLC与CNC装置之间的信号传送在CNC装置内部即可实现。PLC与数控机床之间则通过CNC输入/输出接口电路实现信号传送：

1.内装型PLC（1）内装型PLC实际是CNC装置带有的PLC功能。一般作为CNC装置的基本功能提供给用户；（2）内装型PLC的性能指标是根据从属的CNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定的。其硬件和软件部分是被作为

CNC系统的基本功能或附加功能与CNC系统其他功能统一设计、制造的。因此，系统的硬件和软件整体结构十分紧凑，且PLC所具有的功能针对性强，技术指标合理、实用，尤其适用于单机数控设备的应用场合；内装型PLC具有如下特点：

(3）在系统的具体结构上，内装型PLC可与CNC共用CPU，也可以单独使用一个CPU；硬件控制电路可与CNC装置其它电路制作在同一块印刷电路板上，也可以单独制成一块附加电路板，当CNC装置需要附加PLC功能时，再将此附加电路板安装到CNC装置上；内装型PLC一般不单独配置输入/输出接口电路，而是使用CNC系统本身的输入/输出电路；PLC所用电源由CNC装置提供，不需另备电源；（4）采用内装型PLC结构，CNC系统可以具有某些高级控制功能。如梯形图编辑和传送功能，在CNC内部直接处理大量信息等。

独立型PLC又称外装型或通用型PLC。对数控机床而言，独立型PLC独立于CNC装置，具有完备的硬件结构和软件功能，能够独立完成规定的控制任务。2.独立型PLC独立型PLC具有如下特点：（1)独立型PLC具有如下基本的功能结构：

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；与编程机等外部设备通讯的接口和电源（2)独立型PLC一般采用积木式模块结构或插板式结构，各功能电路多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的优点。例如：可采用通讯模块与外部输入/输出设备、编程设备、上位机、下位机等进行数据交换；采用D/A模块可以对外部伺服装置直接进行控制；采用计数模块可以对加工数量、刀具使用次数、旋转工作台的分度数等进行检测和控制；采用定位模块可以直接对诸如刀库、转台、旋转轴等机械运动部件或装置进行控制。（3）性价比不如内装型PLC。目前，提供独立型PLC厂商主要有：德国西门子、美国罗克韦尔、日本三菱等公司。

PLC实质是一种专用计算机，它的组成形式基本上与微机相同，主要包括：

微处理器（CPU）、存储器、用户输入/输出部分、输入/输出扩展接口、外围设备以及电源等。对于内装型PLC，CPU、存储器、外围设备、电源等部分一般与CNC装置共用。

1.PLC各个组成部分的功能如下：（1）CPU

与通用微机CPU一样，它是主机的核心。它接收并存储用户程序和数据；用扫描方式接受当前各输入装置的状态；诊断PLC内部电路工作状态和编程中的语法错误；在运行中读取用户程序、解释指令的内容，按指令规定的任务，产生相应的控制信号。

可编程控制器的组成及工作方式（2）PLC一般配有系统存储器和用户存储器，前者用作存储监控程序、模块化应用子程序和各种系统参数等。后者用作存放用户程序。系统存储器用户通常不能直接存取，因此，存储器的容量是指用户存储器的容量。存储器程序在硬件上，动态装载部分一般采用RAM，程序存储和备份部分则采用UVEP-ROM（紫外光擦除）、CMOSRAM（后备电池）或FLASH芯片/卡/盘（不需电池）等。（3）用户输入/输出部分用户输入/输出部分包括输入/输出接口，输入/输出控制电路及隔离电路等。用作PLC与外部输入/输出设备进行连接。（4）I/O扩展模块当主机默认I/O点数不够时，可选配I/O扩展模块来扩展I/O点数。扩展模块不能单独使用，只能与主机一起使用。（5）外围设备外围设备根据PLC的型号与厂家的不同可配置编程设备，程序写入器，用户程序卡，磁带机，打印机，A/D，D/A卡，高速计数器，RS232/485通讯接口，光纤通讯接口等。其中，编程设备可以是内置的，也可以是外置编程器或可安装于微机上的编程软件。

PLC的基本工作方式是顺序执行用户程序，每一时刻执行一条指令，由于相对于外部电气信号有足够的执行速度，从宏观上看是实时响应的。对用户程序的执行一般有循环扫描和定时扫描两种，扫描过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，2.PLC的基本工作方式（1）输入采样阶段

PLC在输入采样阶段以扫描方式顺序读入所有输入端子的状态，并存入输入寄存器。

接着转入程序执行阶段。在程序执行阶段即使外部输入信号的状态变化，输入寄存器的状态也不会改变，而状态的变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段才被读入。（2）程序执行阶段

PLC在程序执行阶段顺序对每条指令进行扫描。先从输入寄存器读入所有输入端子的状态。若程序中规定要读入某输出状态，则也在此时读入。然后进行逻辑运算，最后将所有结果送入输出寄存器。（3）输出刷新阶段

所有指令执行完毕后，将输出寄存器中所有的输出状态送到输出电路，成为PLC的实际输出。

PLC执行完上述的三个阶段称为一个扫描周期，扫描周期因PLC的机型和程序中采用各类指令的组成比例而异，一般执行1000条指令时间约为1ms到20ms之间. PLC执行完一个工作周期后，在第二个工作周期输入采样阶段进行输入刷新，因而输入寄存器的数据，由上一个刷新时间PLC输入端子的状态决定。1.

梯形逻辑图（LAD）梯形逻辑图简称梯形图（ladderdiagram简写为LAD）,它是从继电器-接触器控制系统的电气原理图演化而来的，是一种图形语言，它沿用了常开触点、常闭触点、继电器线圈、接触器线圈、定时器和计数器等等术语和图形符号，也增加了一些简单的计算机符号，来完成时间上的顺序控制操作。触点和线圈等的图形符号就是编程语言的指令符号。这种编程语言与电路图相呼应，简单、形象、直观、易编程、容易掌握，是目前应用最广泛的编程语言之一。常见的编程语言

2.指令语句表（STL）指令语句表简称语句表（statementlist简写为STL），类似于计算机的汇编语言，它是用语句助记符来编程的。不同的机型有不同的语句助记符，但都要比汇编语言简单得多，很容易掌握，也是目前用得最多的编程方法。命令语句主要使用逻辑语言建立PLC输入和输出的关系，其中包括逻辑AND、OR、NOT及定时器、计数器、移位寄存器、算术运算和PID控制功能等。中小型PLC一般用语句表编程。每条命令语句包括命令部分和数据部分。其命令部分要指定逻辑功能；其数据部分要指定功能存储器的地址号或直接数值。语句表编程简单明了，语句少，其结构类似于电路的串并联方式，容易掌握。计算机通用语言可以实现梯形图法和指令语句表法难以实现的复杂逻辑控制功能，但它没有梯形图法形象，比指令语句表编程复杂，因此较难掌握。常用的通用语言有C、BASIC、PASCAL、FORTRAN等，其中采用C语言较多。另外，还有控制系统流程图（CSF）、逻辑方程式（布尔代数式）等方法，使用较少，而且工程技术人员对于计算机通用语言又比较难掌握，因此，大部分编程方法都采用梯形图法和指令语句表。目前常用的PLC产品很多，不同厂家的PLC各种指标和性能不同，其编程方法、具体的指令格式以及继电器编号也不同，当具体操作时，可查阅有关产品说明书。

3.计算机的通用语言（1）梯形图结构

梯形图的控制逻辑结构及工作原理与继电器逻辑控制电路十分相似。它采用“触点”、“线圈”（或称继电器线圈）、“功能图”（功能指令，图中未画）等图形符号表达输出与输入的逻辑关系，这些输入/输出可以是硬件上实际的输入/输出信号，也可以是PLC内部虚拟的输入/输出信号。两侧的竖线称为电力轨，用以模拟继电器电路的电源（有些PLC的梯形图只有左侧的竖线）。梯形图和语句表梯形图和语句表是PLC中最常用的两种编程语言，下面将对这两种编程语言作一阐述。

1.梯形图(2）

梯形图与继电器逻辑电路（RLC）在操作上的差别

梯形图与继电器电路的控制逻辑相似，但其工作顺序与继电器电路不同。

在RLC中，逻辑控制的结果取决于继电器线圈、触点和其它机电器件的动作时间。

而梯形图则是沿从上到下，从左到右，一个梯级一个梯级顺序地进行工作；当执行至顺序程序结束时，又返回开头重复执行。（3）高级顺序和低级顺序数控机床的PLC处理时间一般在1—100ms之间，对于数控机床的绝大多数信号，这个速度已足够了。但有些信号（尤其是脉冲信号）要求响应时间约20ms。为适应整机控制信号的不同响应要求，PLC程序常分为高级顺序和低级顺序两部分。只应把需要迅速处理的信号及快速响应的顺序编在高级顺序中，如急停、坐标轴极限超程等逻辑，其它信号则编在低级顺序中。（4）

梯形图的绘制原则绘制梯形图的原则如下：（a）梯形图按从上到下，从左到右的顺序绘制。继电器线圈在最右侧，若存在左右的电力轨线，则整个逻辑图形似梯形。（b）对电路各元件分配编号。

（c）

在梯形图中输入触点用以表示用户输入设备的输入信号：用常开触点还是常闭触点，与输入设备用的是常开触点还是常闭触点有关，还与控制电路的控制要求有关，PLC无法识别输入设备接的是常开还是常闭触点，只能识别输入设备的触点是接通还是断开，当输入设备的触点接通时，对应的输入继电器动作，其常开触点接通，常闭触点断开。当输入设备的触点断开时，对应的输入继电器不动作，其常开触点恢复断开，常闭触点恢复闭合。用PLC实现电动机的启/停控制时，启动按钮和停止按钮可用常开触点，也可用常闭触点。启动按钮用常开触点时，梯形图中输入触点用常开触点。启动按钮用常闭触点时，在梯形图中输入触点用常闭触点。停止按钮用常开触点时，梯形图中输入触点用常闭触点。停止按钮用常闭触点时，在梯形图中输入触点用常开触点。（d）在梯形图中，同一继电器的常开、常闭触点可以多次被使用，不受限制。因此，不存在继电器接触器电路中触点数量不够而需要另外增加中间继电器的问题。但是，在梯形图中，同一继电器的线圈只能使用一次，否则仅最后一次操作有效。相同之处：

（a）

电路结构形式大致相同；（b）

梯形图大都沿用继电器控制电路元件符号，但也有的有些不同；（c）

信号输入、信号处理以及输出控制的功能均相同。(5）

梯形图与继电器控制电路的比较（a）

组成器件不同。

继电器控制电路是由许多真正的继电器组成，而梯形图则由许多所谓软继电器组成。软继电器实质上是存储器中的每一个触发器。硬继电器触点易磨损，而软继电器则无此现象。（b）

工作方式不同。

当电源接通时，继电器控制电路中各继电器都处于该吸合的继电器都应吸合，不应吸合的继电器都因条件限制不能吸合。而梯形图中，各继电器的状态都由周期性循环扫描时的外部信息决定。不同之处：（c）

触点数量不同。

继电器控制电路中的继电器触点数量有限，一般作中间控制用，每只继电器的触点数只有4—8对；而在梯形图中，每只软继电器的触点数则可无限，因为在存储器中的触发器状态可取任意次。（d)编程方式不同。在继电器控制电路中，其程序已包含在固定的电路之中，因此它功能专一，不灵活；而梯形图的设计和编程，则可灵活多变。（e）联锁方式不同。

在继电器控制电路中，为了达到某种控制目的，而又安全可靠，因此设置了许多制约关系的联锁的电路；而在梯形图中，因它是扫描工作方式，不存在几个并列支路同时动作的因素，因此简化了电路设计。

采用语句表编程的PLC的指令各有不同，一般包括两种指令：基本指令；功能指令。在设计顺序程序时，使用得最多的是基本指令，如RD、AND、OR等。数控机床执行的顺序逻辑往往比较复杂，仅使用基本指令编程十分困难，即使可以实现，程序规模往往很庞大，因此，必须借助功能指令以简化程序。功能指令如DEC、ROT、COIN等。2．语句表(1)基本指令(2）功能指令数控机床用PLC的指令必须满足数控机床信息处理和动作控制的特殊要求。例如，由NC输出的M、S、T二进制代码信号的译码，机械部件运动状态或液压系统动作状态的延时确认，加工零件计数，刀库、分度工作台沿最短路径旋转和现在位置至目标位置步数的计算等。

在为数控机床编辑顺序程序时，对于上述译码、定时、计数、最短路径选择，以及比较、检索、转移、代码转换、数据四则运算、信息显示等控制功能，仅用执行一位操作的基本指令编程，实现起来将会十分困难。因此，就需要增加一些具有专门控制功能的指令来解决基本指令无法处理的那些控制问题。这些专门指令就是“功能指令”。功能指令一般包括，定时器指令、计数器指令、顺序结束指令、译码指令、旋转指令及乘除运算等。数控机床所受控制可分为两类：一类是“数字控制”，数控机床各坐标轴的移动距离，各轴运行的插补、补偿控制等；另一类是“顺序控制”，根据机床各行程开关、传感器、按钮、继电器等的开关量信号，并根据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的控制。

PLC应用的基本电气知识1

.NC侧与MT侧的概念

数控机床从结构上看通常可分为三部分：

CNC系统（计算机数控系统）；机床电气；机床本体。对内装式PLC，它包含在CNC系统内部；对于独立式PLC则一般在机床电气内。从机电的角度看，CNC系统和机床电气为‘电’，机床本体则为‘机’。 常以PLC为界把数控机床分为“NC侧”和“MT侧”（即机床侧）两大部分。“NC侧”包括CNC系统的硬件软件以及CNC系统的外部设备。“MT侧”则包括机床的机械部分、液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置，以及机床操作面板、继电器线路、机床强电线路等。PLC处于NC与MT之间，并对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的数量随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很大的差别。一般来说，机床结构越复杂，辅助装置越多，受控对象数量就越多。相比而言柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）的受控对象数量多，而数控车床、数控铣床的受控对象数量较少。

2.接口信息数控机床PLC主要包括两类接口信息：硬件电气接口信息

PLC与数控装置、机床及机床电气设备之间的电气连接部分；软件寄存器接口信息。

PLC为了运算和实现某些特殊功能的需要，以及内装式PLC与NC间数据交换的需要设置的寄存器变量或功能函数。1.

电气接口电气接口从信号的流向看包括输入接口和输出接口；从信号的幅值特性看包括模拟量接口和开关量接口。对PLC而言，由机床或NC等外部设备向PLC传送的信号称为输入信号，由PLC向机床或NC等外部设备传送的信号称为输出信号；若信号的幅值是连续变化的称为模拟量信号，若只有导通和断开两种状态则称为开关量信号；开关量接口一般采用直流24V供电，低电平有效，即NPN型开关量接口，也有些采用或同时具备高电平有效的接口，即PNP型开关量接口。PLC常用的电气接口一般有开关量输入接口、开关量输出接口和模拟量输出接口等三种。（1）

开关量输入接口典型的开关量输入接口电路如图所示。输入接口图输入接口图外部触点闭合时，+24V电压加到接收器电路上，经滤波和电平转换处理后，输出至NC内部，成为内部电子电路可以接受和处理的信号。图中接收电路采用光电耦合转换电路（虚线框内），开关量输入信号是机床侧的开关、按钮、继电器触点、检测传感器等采集的闭合/断开状态信号。这些状态信号需经上述接口电路处理，才能变成PLC或NC能够接受的信号。当采用有源开关器件（如无触点开关、霍尔开关等）时，必须采用DC24V规格，检测元件的NPN/PNP型号必须与PLC接口的型号一致。开关量输入接口的导通电流一般为5~9mA。（2）

开关量输出接口

PLC输出电路一般为晶体管输出，如图所示，最大输出电流一般为100mA左右，可以驱动发光二极管、继电器线圈等。另外还可以经过继电器、晶闸管等放大后再输出到外部接口，继电器和晶闸管输出的负载能力较大，可以达到2A以上，能够驱动电磁阀和交流接触器线圈等。晶体管输出为直流输出，双向晶闸管输出为交流输出，继电器输出则交直流负载都可以。对于交流感性负载（如交流接触器线圈）必须在负载两端加阻容吸收电路，可以选用成品也可自行用100—200欧姆/1W的电阻和0.1μF630V的电容组装；对于直流感性负载（如继电器线圈）需加续流二极管，如图所示。有些继电器自带续流二极管；在公共输出端必须串接短路保护器件（熔断器或空开）

当负载的工作电压或工作电流超过输出信号的工作范围时，应先用PLC输出接口驱动小型继电器（一般工作电压DC24V），然后再用它们的触点驱动强电线路的继电器、接触器或直接驱动这些负载。（3）模拟量输出接口模拟量输出接口有电压和电流输出两种。模拟指令输出范围典型值：-20mA～+20mA（电流型）；-10V～+10V（电压型），负载电流：10mA；

0～+10V（电压型），负载电流：10mA。

PLC要实现对各接口的通断和电平状态信息进行识别和处理，必须把它们转换成内部计算机可以识别的变量，这些变量称之为寄存器，为了运算和控制的方便，PLC还需要一些和硬件接口无关的内部寄存器。由于寄存器的值在PLC处理中和继电器的使用非常类似，例如读取寄存器的值相当于引用继电器的常开点；对读取的值取反相当于引用继电器的常闭点；对寄存器赋值相当于接通继电器的控制线圈，因此PLC的寄存器也称为PLC的软继电器。根据不同机型的PLC，常用的寄存器有以下几种：（a）输入寄存器（X/I）--保存各输入接口的状态；（b）辅助寄存器（R/M）2.

寄存器接口上述寄存器又称中间寄存器，用于保存运算中所需要的中间变量的状态。辅助寄存器由PLC中各种寄存器（软继电器）的触点驱动，如同中间继电器一样，在PLC内起传递信号的作用。辅助寄存器的触点不可直接驱动外部负载，但可通过输出寄存器来驱动外部负载；（a）

计数器（C）计数器（CONUNTER简称C或CNT）的符号如图6-12所示，计数器的计数值根据程序需要设定。（b）

输出寄存器（Y/O）—保存各输出接口的状态；（c）

辅助寄存器（R/M）上述寄存器又称中间寄存器，用于保存运算中所需要的中间变量的状态。辅助寄存器由PLC中各种寄存器（软继电器）的触点驱动，如同中间继电器一样，在PLC内起传递信号的作用。辅助寄存器的触点不可直接驱动外部负载，但可通过输出寄存器来驱动外部负载

（d）

计数器（C）

计数器（CONUNTER简称C或CNT）的符号如图6-12所示，计数器的计数值根据程序需要设定。

计数器有一个时钟脉冲端（CP），它接受PLC内各种软继电器送入的脉冲信号，在图6-12中为输入继电器触点X00，当X00由断开到闭合，每变换一次输入一个脉冲信号，计数器当前值减1，直到计数器当前值为0时，计数器线圈通电，它的多对常开触点闭合、常闭触点断开，可以在PLC内选择使用。图6-12中计数器C00的计数值为3，X00经过断--通三次变化后，计数器常开触点C00闭合，输出Y00。此后，即使X00再进行断一通变化，计数器线圈仍维持通电。计数器还有一个复位端（RESET简写R），当接到R端上的触点接通时，输入复位信号，使计数器线圈断电，其常开触点恢复断开，常闭触点恢复闭合，计数器的当前的值回到设定值，可以重新接收计数脉冲信号。亦可采用计数器的常开触点C00作为复位信号，这种复位称为自复位。若计数器的最大计数值不能满足要求时，可以若干个计数器级联使用，用以扩大计数范围。其计数值N=N1*N2。计数器与定时器级联时，也可扩大定时范围。（e）

定时器（T）定时器（TIMER简写T）的工作时间即延时时间由程序设定。定时器线圈接受到输入信号后，按数值递减的方式进行。当前数值变为0时进行一次输出，即定时器常开触点闭合。当输入继电器X00接受到输入信号后，触点X00接通，即为逻辑1状态，定时器线圈通电开始计时，经过设定时间（图中为10s）后，其常开触点T00闭合，输出继电器Y00线圈通电即为1态。为定时器应用于常开断电延时的梯形图，当输入端有X00信号输入时，Y00通电并经其常开触点自保，因此为常开瞬时接通触点。当输入信号X00消失时，定时器线圈T00通电，到达设定时间后，T00常闭触点断开，Y00线圈断电。因此构成了常开断电延时触点。

在对某触点即需要通电延时，又需要断电延时，则可采用图6-14（b）由两个定时器组成的电路。此电路相当于常开通电延时闭合、断电延时断开触点。由此可见，利用PLC内部继电器组成的延时电路在选型、工艺、改装等各方面都要比普通时间继电器灵活方便得多。（f）

断电保存寄存器（B/M）

PLC上电工作时，除去已闭合的输入条件，其它寄存器的值都为0。但是，有一些被控对象需要存储停电前的条件，例如加工中心的刀具位置信息，以便在PLC恢复工作时重新被使用。断电保存寄存器除具有辅助寄存器功能外，还具有断电保存的功能，即PLC上电时保持上次断电时的状态（g）

用户指令寄存器（P）一般在内装式PLC中提供，各寄存器的含义由PLC定义。使用者可以通过用户指令寄存器在不修改PLC程序的情况下在一定的范围内调整PLC的工作状态。例如自动润滑时间、车床刀架反转锁死时间等。（h）

NC状态寄存器（F）一般在内装式PLC中提供，各寄存器的含义由数控系统软件定义。PLC可以通过读取NC状态寄存器的内容获得NC当前工作状态信息。例如NC的报警信息、M、S、T指令代码、各进给轴的位置和速度、主轴的转速等。（a）

NC控制寄存器（G）一般在内装式PLC中提供，各寄存器的含义由数控系统软件定义。PLC可以通过修改NC控制寄存器的内容向NC发布指令及报告当前机床电气部分的工作状态信息。例如辅助电机的过热报警信息、各进给轴超程报警信息等。

PLC以及RLC除了完成必须功能外，还要求在异常的情况下通过安全互锁能够对操作者和设备进行紧急保护，然后通过报警功能通知操作者，因此，在设计时必须详细了解设备的工作过程及原理，分析容易发生事故的环节，以便在程序和电气设计中实现。另外考虑到PLC程序可能不完善或发生软件故障，有些重要的保护功能必须由硬件即RLC实现。通常我们把RLC的设计称为电气设计，把PLC的设计成为软件设计。下面是在软硬件设计中一般需要注意的安全互锁功能。

若目前有A、B两个过程，出于安全的目的，当A动作后将限制B的动作，称A对B有安全互锁；若B对A也有安全互锁，称A、B之间为双向安全互锁，简称A、B之间安全互锁。

安全互锁

1.

急停当出现紧急情况时，可以按下急停按钮以避免故障和事故进一步扩大，因此，急停按钮必须能停止各运动部件，如进给轴、主轴、刀架等，常用的方法是，通过急停按钮关闭所有的动力电源，只保留控制电源；也可以用急停按钮关闭各运动部件驱动器的使能信号来实现，但如果驱动器失控这种方法则失效。急停的安全互锁必须在电气设计中实现。

2.

限位当进给轴或其他有位置要求的移动部件超出设计的行程时，则通过限位信号进行保护。限位信号一方面需要在出现限位的时刻禁止移动部件的移动；另一方面，还要通知NC限位的方向，这样当用超程解除等方式脱离限位状态时，不会因为误操作而进一步扩大超行程的程度，即只允许移动部件向与限位方向相反的方向移动。限位的安全互锁一般在电气设计和软件设计两个方面实现。

3.进给驱动装置数控机床在自动加工中通常进给运动是由一个以上的进给驱动装置同时完成的，因此，当某个进给驱动装置出现报警时，必须停止自动加工状态。上面进给驱动装置的安全互锁一般在软件中实现

4.

主轴单元数控机床主轴的回转运动带动刀具或工件产生切削运动。（1）

当主轴报警时必须禁止自动加工，以防止损坏刀具或主轴；（2）当主轴运动时，必须禁止刀具松/紧禁止和自动换刀等需要主轴静止的过程；（3）

若主轴有多个挡位，则主轴换挡未成功时必须禁止主轴的连续运动和机床的自动加工。上述（1）与（3）一般在软件设计中实现；而（2）一般在电气设计中实现。

5.

三相异步电动机换向三相异步电机通过掉换任意两相电源，来改变电机的旋转方向，如图6-15(a)所示。如果控制正转和反转的两个交流接触器同时闭合，则三相电源中的两相会发生短路，因此这两个交流接触器的控制必须进行双向安全互锁如图6-15(b)所示。(b)(a)另外交流接触器的释放有一定的滞后，若两个交流接触器的控制线圈同时得电，仍然会有一个瞬时同时接通的过程使得电源瞬时短路，因此在软件设计中也要设计正转和反转的安全互锁。

6.

换刀（1）换刀过程中或换刀失败，特别是铣床要禁止主轴的运动，相应的也要禁止系统程序的自动加工进给；（2）

自动换刀镗铣床若采用机械手或盘式刀库，在松刀和紧刀的过程中必须禁止Z轴的移动；（3）自动换刀镗铣床刀库靠近主轴的过程中要禁止Z轴的移动；刀具未夹紧时禁止主轴旋转，通常也应该禁止机床的自动进给。数控机床PLC系统的设计与数控系统的设计是密不可分的，目前机床数控系统一般都自带或提供PLC的功能，这其中既有内装型PLC，也有独立型PLC。因此，在设计数控机床PLC时通常都选择与数控系统相同品牌的PLC。由数控系统供应商提供的PLC在硬件上无论是接口类型还是I/O点的规模都为了适应数控机床的要求进行了专门设计或给出了典型推荐配置；软件上则一般根据数控机床的控制要求固化了PLC程序或提供标准PLC例程供用户参考选用。用户在使用中只需要根据具体机床的特点设置少量的参数或对标准例程作部分修改即可满足一般的要求。对于复杂的控制要求也可以通过参考例程比较容易的实现。数控机床PLC系统的设计及调试

1．

工艺分析首先对被控机床设备的工艺过程、工作特点、控制系统的控制过程、功能和特性进行分析，估算I/O开关量的点数，I/O模拟量的接口数量和精度要求，从而对PLC提出整体要求。2．

系统调研对根据设备的要求初步选定的数控系统进行调研，了解其所提供的PLC系统的功能和特点，包括PLC的类型，接口种类和数量，接口性能，扩展性，PLC程序的编制方法。PLC系统设计步骤根据前两步的工作，综合考虑数控系统和PLC系统的功能、性能、特点，本单位的需要和使用习惯以及整机性价比确定PLC系统的方案。实际上这里主要是从PLC的角度对数控系统提出要求，从而确定数控系统的方案。只有少数情况下才会需要选用独立型PLC。例如，从经济的角度考虑，选用了简易型数控系统，但设备需要较多的模拟量接口或大量的开关量接口，而数控系统提供的PLC不能满足要求，则需要选用独立型PLC。

3．

确定方案在选择独立型PLC时主要考虑四个因素：（1）

功能范围

PLC功能有强弱之分，价格差别很大，应根据系统的实际需要选用。功能方面主要考虑有无扩展能力，有无模拟量输入输出，指令系统是否完善，有没有中断能力和联网能力等。（2）

I/O点数统计系统设计中输入/输出的种类及数量，确定选用I/O模块的种类及数量。一般都有一定数量的扩展单元供用户配置。选用时在满足需要的前提下注意经济性。（3）

存储器容量根据系统大小不同，选择用户存储器容量不同的PLC，一般厂商提供1K，2K，4K，8K，16K程序步等容量的存储器。选择方法主要凭经验估算，其估算法有下列两种：（a）PLC内存容量（指令条数）约等于I/O总点数的10—15倍。

(b)指令条数=6（I/O）+2（Tm+Ctr）。式中Tm为定时器总数，Ctr为计数器总数。有时可在其基础上增加20%的裕量。（4）

处理时间

PLC从处理一个输入信号到产生一个输出信号所需的时间称为处理时间。处理时间的长短不仅决定于CPU的循环扫描周期，还与输出继电器的机械滞后、输入信号的到来时刻在扫描周期中的时机、以及程序语句的安排有密切的关系。当PLC的扫描周期为20ms时，一个交流输入信号的处理时间可达60ms左右，这对于一般工业控制系统来说已足够灵敏，对某些要求输入/输出作出快速响应的设备，可采用快速响应模块、高速计数模块及中断处理等措施来缩短处理时间。

4．电气设计

PLC控制系统的电气设计包括以下内容：原理图、元器件清单、电柜布置图、接线图与互连图，如果是定型设备还应包括工艺图，这在其它章节有详细介绍。电气设计时特别要注意以下几点：（1）

PLC输出接口的类型，是继电器输出还是光电隔离输出等。（2）

PLC输出接口的驱动能力，一般继电器输出为2A，光隔输出为500mA。（3）

模拟量接口的类型和极性要求，一般有电流型输出（-20mA～+20mA）和电压型输出（-10V～—+10V）两种可选。（4）

采用多直流电源时的共地要求。（5）

输出端接不同负载类型时的保护电路。执行电器若为感性负载，需接保护电路。直流可加续流二极管，交流可加阻容吸收电路。（6）

若电网电压波动较大或附近有大的电磁干扰源，应在电源与PLC间加设隔离变压器、稳压电源或电源滤波器。注意:PLC的散热条件，当PLC的环境温度大于55oC时，要用风扇强制冷却。

目前数控机床特别是通用数控机床的各项功能，例如主轴控制、车床刀架转位、加工中心刀库的换刀、润滑、冷却的启/停等已经标准化，各种数控系统一般都内置或提供满足这些功能的PLC程序。采用独立型PLC时，一般厂家也会提供满足通用数控机床要求的标准PLC程序。因此，设计PLC程序最重要的方法就是详细了解并参考系统提供的标准PLC程序。

PLC程序设计程序设计是PLC应用中最关键的问题。PLC程序设计的基本思路是按照设备的要求设计输入和输出信号的逻辑关系，在输入某些信号时得到预期的输出信号，从而实现预期的工作过程。因此，简单而常用的方法是以过程为目标，分析每个过程的启动条件和限制条件，根据这些条件编写该过程的PLC程序，完成了所有过程的PLC程序即完成了整个PLC程序。其中某个过程可以仅涉及一个输出接口，例如冷却电机的启动/停止；也可以涉及多个输出接口，例如加工中心换刀的过程。这种方法比较容易实现PLC程序的模块化，易于各过程的独立调试，缺点是往往不能保证最小的存储器占有量。目前随着计算机和微电子技术的发展，对PLC存储器容量方面的限制已经越来越小。

1.

PLC程序设计的常用方法程序设计的方法有很多，如状态表法、功能图法、流程图法及现代Petri网法等。状态表法是从传统继电器逻辑设计方法继承而来的，经过适当改进，适合于可编程控制器梯形图设计的一种方法。但状态表法仅适合于单一顺序问题的程序设计，而对于具有并行顺序和选择顺序的问题就显得无能为力了。功能图法是先将控制要求表达为功能图，用功能图来说明可编程控制器所要完成的控制功能，然后由功能图写出逻辑方程，再画出梯形图或写出指令。状态表法、功能图法可以解决顺序、随机等类型问题的程序设计。但是，这些方法不适用于具有协调、竞争等性质系统控制程序的设计。Petri网方法是解决并行系统程序设计的一种方法。对于采用计算机高级语言设计的PLC程序，可以采用数据处理指令来解决逻辑问题，比单纯用逻辑指令要简单的多。可以方便的处理顺序、随机、协调、竞争等控制功能。流程图是熟悉计算机高级语言的程序设计人员常用的程序设计方法。（1）

将继电器控制电路，改画成梯形图对于采用梯形图编程的PLC，正如前述由于继电器控制电路与梯形图有很多相似处，因此可以将成熟的继电器控制系统直接改画成PLC梯形图，这种方法适用于较简单的控制过程。（2）经验设计法对于较复杂的控制过程，可以根据被控对象控制的要求，初步设计出继电器控制电路，或直接设计出梯形图，再进行必要的简化和校验，有时在调试过程中还需要进行必要的修改。这种设计方法灵活性大，其结果一般不是唯一的。一般与第一种方法配合使用。（3）流程图流程图是采用高级语言编写程序的PLC所用的方法，与一般软件设计的流程图相同，由有向线段、处理块、判断块等元素组成，对数控机床上的各种过程都能非常方便的描述。在分析机床的工艺和控制过程时可以直接采用流程图进行描述，这样完成了机床所有的控制过程的分析也就基本上完成了程序设计，然后在通过流程图完成程序的编写。这种方法也适用于采用语句表编程语言的PLC。程序设计的状态表法、功能图法等读者可以参考相关书籍。2.PLC程序设计的一般步骤（1）若所采用的PLC自带有程序，应该详细了解程序已有的功能，对现有需求的满足程度和可修改性，尽量采用PLC自带的程序。（2）将所有与PLC相关的输入信号（按钮、行程开关、速度及时间等传感器），输出信号（接触器、电磁阀、信号灯等）分别列表，并按PLC内部接口范围，给每个信号分配一个确定的编号。（3）详细了解生产工艺和设备对控制系统的要求。画出系统各个功能过程的工作循环图或流程图、功能图及有关信号的时序图。（4）按照PLC程序语言的要求设计梯形图或编写程序清单。梯形图上的文字符号应按现场信号与PLC内部接口对照表的规定标注。3.

PLC程序设计的一般原则（1）保证人身与设备安全的设计永远都不是多余的。

PLC的设计应该是在保证操作者和设备安全的前提下完成其功能，没有安全保证的设备是没有实际应用价值的。（2）PLC程序的安全设计，并不代表硬件的安全保护可以省略。

PLC程序的安全设计，仅是在软件上提供保护功能，为了避免软件工作异常和调试中程序编写错误或操作不当引起的事故，还要在硬件上设计保护功能。例如，电机正/反转接触器的互锁设计，进给电机的限位保护开关，这些均在硬件上实现，不需要通过PLC控制。（3）

了解PLC自身的特点不同的厂家的PLC都各有特点，在应用中也会不同，因此要了解PLC自身的特点才能正确使用并发挥PLC应有的能力。如：初始状态、工作方式（循环扫描/周期扫描）、扫描周期（4）

设计调试点易于调试

PLC程序的设计往往不是一次可以完成，常常需要分步反复调试和实验，因此，在PLC设计中，与一般的软件设计类似，需要利用中间寄存器设计跟踪标记和断点，以方便调试。例如:在自动换刀控制程序中设计临时外部控制指令，使连续的换刀过程变为分步执行，分步检查换刀的控制过程是否满足实际要求，待调试成功再取消该临时外部控制指令，使换刀过程连续执行。(5）

模块化设计数控机床的PLC一般要完成许多功能，模块化设计便于我们对各个功能进行单独调试，当改变某一功能的控制程序时，也不会对PLC的其它功能产生影响。（6）

尽量减少程序量减少程序量可以减少程序运行的时间，提高PLC的响应速度，这对于循环扫描的PLC尤为重要。另外某些内装式PLC与数控系统共用处理器，存储器等资源，减少PLC的程序量对于节省系统资源也是非常必要的。（7）全面的注释，便于维修

PLC所服务的数控机床要求长时间的稳定运行，因此，PLC出现问题时要能立刻排除，详细的注释有利于维修人员维修、日常维护以及系统扩展新的功能。1．输入程序根据型号的不同，PLC有多种程序输入方法，例如，在PLC上本地输入;通过数控系统输入;通过外部专用编程器输入;通过PLC提供的基于PC的软件在外部PC上输入。多数PLC都提供PC机编程输入功能。

2．检查电气线路如果电气线路安装有误，不仅会严重影响PLC程序的调试进度，而且有可能损坏元器件。因此，调试前应该仔细检查整个系统的电气线路，特别是电源部分。若系统是分模块设计调试的，也可以只检查准备调试的模块部分的电气线路。3．模拟调试。正如前述，PLC处在数控系统与机床电气之间，起着承上启下的作用，如果PLC指令有误，即使电气线路没有错误，也有可能引起事故，损坏设备。例如，主轴采用齿轮传动时，若齿轮啮合未到位，强行长时间运行主轴有可能损坏传动齿轮。因此，在PLC实际应用调试前应先进行模拟调试。

PLC调试4．运行调试接通功率器件的动力，如电机及其驱动器的强电、气压、液压等，按照实际运行的需要调试，在运行调试中要注意电气与机械的配合。5．非常规调试，验证安全保护和报警的功能。按照与设计功能不同的顺序输入或输出信号，例如刀具松的状态下，按主轴启动按钮，或在主轴运行中，按下刀具松按钮。观察PLC设计的保护功能是否有效。运行中接入各单元的报警信号，观察PLC程序是否能正确的报警并保护相应的单元。例如主轴运行中，接入主轴过热信号，观察PLC是否能报警，并同时停止主轴和刀具进给。这部分工作一般也分为模拟调试和运行中调试，两步以防如果保护功能失效损坏器件和设备。

6．安全检查并投入考验性试运行待一切正常后可将程序固化到PLC存储器中，并作备份和详细文档说明程序的功能和使用方法等信息。

前面已经提到，在PLC设计方面需要详细了解被控过程的工作过程和工作原理；在编程方面可以学习和参考系统提供的标准例程和编程说明书以及其它专门介绍PLC编程语言的参考书。因此本节对具体的编程方法未作详细的介绍，只针对数控机床PLC控制中比较典型的三个应用实例进行过程和安全互锁分析，每个应用实例提供一种不同编程语言的PLC程序。 应用实例中的PLC均采用DC24VNPN型晶体管接口电路，即低电平有效。

数控机床PLC控制应用实例1．过程分析 主轴的控制包括正转、反转、停止、制动和冲动等。要求按正转按钮是电动机正转；按反转按钮时电动机反转；按停止按钮时电动机停止，并控制制动器制动2秒；按下冲动按钮电动机正转0.5秒，然后停止；电动机过载报警后正/反转和冲动按钮无效。2．安全互锁

主轴系统

3．程序设计 电气部分的设计如图6-17所示，主轴为普通三相异步电动机，由交流接触器控制正反转；继电器采用直流24V供电，自带续流二极管；交流接触器采用交流110V供电。

与主轴控制相关的输入/输出寄存器包括：输入寄存器：X1.4—正转，X1.5—反转，X1.6—停止，X1.7—冲动，X8.5—报警；输出寄存器：Y5.0—正转，Y5.1—反转，Y5.2制动，Y5.3—松刀。 在电气安全互锁设计方面，主轴正/反转在接触器和继电器分别进行了安全互锁；主轴正/反转对刀具松进行了安全互锁；急停对主轴运转进行了安全互锁。

序号名称含义4序号名称含义1QF3主轴带过载保护电源空开2KM3主轴正转交流接触器3KM4主轴反转交流接触器4KA1由急停控制的中间继电器5KA4主轴正转中间继电器6KA5主轴反转中间继电器7KA6主轴制动中间继电器8KA9刀具松间继电器9SB11主轴正转按钮10SB12主轴反转按钮11SB13主轴停止按钮12SB14主轴冲动按钮13RC2三相灭弧器14RC7,RC8单相灭弧器指令语句表程序如下：1.

LD X1.4 -- 读取主轴正转按钮2.

OR R0.0 -- R0.0自锁3.

AND X8.5 -- 无报警4.

ANI Y5.3 -- 刀具未松开5.

AND X1.6 -- 停止按钮未按下（停止按钮硬件上是常闭连接）6.

ANI Y5.1 -- 反转无输出7.

ANI Y5.2 -- 主轴未制动8.

OUT R0.0 -- 则输出中间变量R0.0，并自锁-------主轴正转条件都满足，则按下正转按钮后，输出R0.0并自锁-------9.

LD X1.7 -- 读取主轴冲动按钮10.

OR R0.1 -- R0.1互锁11.

ANI T1 -- 若T1计时未完成12.

OUT R0.1 -- 则输出R0.113.

OUT T1 K5 -- T1计时0.5秒----按下主轴冲动按钮后，R0.1输出0.5秒后关闭14.

LD R0.0 -- 读取R0.0。15.

OR R0.1 -- 或R0.0。16.

AND X8.5 -- 无报警。17.

ANI Y5.3 -- 刀具未松开。18.

AND X1.6 -- 停止按钮未按下。19.

ANI Y5.1 -- 反转无输出。20.

ANI Y5.2 -- 主轴未制动。21.

OUT Y5.0 -- 则输出Y5.0控制主轴正转。-------主轴正转条件满足后，R0.0和R0.1任意一个有输出则输出Y5.0控制主轴正转，实现了主轴连续正转和每次按下主轴冲动按钮，主轴正向冲动0.5秒的功能。22.

LD X1.6 -- 读取主轴停止按钮。23.

OR Y5.2 -- 主轴制动自锁。24.

ANI T2 -- 若T2计时未完成。25.

OUT Y5.2 -- 则输出主轴制动。26.

OUT T2 K20 -- T2计时2秒。-按下主轴停止按钮后，Y5.2输出制动主轴2秒后断开27.

LD X1.5 -- 读取主轴反转按钮。28.

OR Y5.1 -- 主轴反转自锁。29.

AND X8.5 -- 无报警。30.

ANI Y5.3 -- 刀具未松开。31.

AND X1.6 -- 停止按钮未按下。32.

ANI Y5.0 -- 正转无输出。33.

ANI Y5.2 -- 主轴未制动。34.

OUT Y5.1 -- 则输出Y5.1控制主轴反转。35.

END主轴反转条件都满足，则按下反转按钮后，输出Y5.1并自锁-------1.

过程分析 由PLC控制润滑电动机实现自动润滑功能，代替自动润滑站。数控机床通电工作后，定时润滑即开始自动执行，不受外部按钮或M指令控制。2．安全互锁 检测到没有润滑液或润滑电动机过热报警后向系统发出报警信息，并停止定时润滑的工作。急停对润滑运转进行了安全互锁。3.程序设计定时润滑

电气部分的设计如图6-18，图中各器件的含义如下：

序号名称含义1

M4润滑电动机2

QF6润滑电动机带过载保护的电源空开3

KM7润滑电动机启动交流接触器4

KA1由急停控制的中间继电器5

KA10润滑电动机启动中间继电器6

HL1润滑报警指示灯7

RC5三相灭弧器8

RC11单相灭弧器定时润滑涉及到的寄存器如下：

X1.5：润滑液位低报警检测； X2.7：润滑电动机过热报警检测；

Y0.7：润滑电动机控制； Y1.6：润滑系统报警指示灯；

数控机床的润滑系统一般要求每间隔数十分钟甚至几个小时工作几秒钟，而一般PLC的定时器没有这么大的定时范围，因此采用定时器和计数器相结合的方法来扩大定时范围，下面以每隔一小时润滑10秒为例设计定时润滑系统的PLC梯形图程序如图6-19。

X1.5和X2.7硬件上均按常闭点连接，PLC再按常闭点判断，则正常时都是断开的，Y1.6（报警指示灯）没有输出。一旦出现了一个或两个报警则硬件上为断开状态，PLC内部因取常闭点而闭合，Y1.6有输出提示报警。 开始上电时R0.0为0，C0、T1以及T2都处于复位状态，T0处于定时状态，时间为10秒，定时完成后R0.0自锁保持1状态，则对C0、T1、Y0.7没有影响。若X1.5或X2.7任意一个出现了故障报警，则R0.0变为0，重新复位C0、T1以及T2，故障消除后，T0又开始计时，R0.0延时10秒后再变为1。因此，用R0.0的常闭点可以保证每次开机和故障消除后Y0.7能马上输出，控制润滑10秒。

R0.0变为1后，T0一直被复位，T1开始工作，定时时间是60秒，因此每隔60秒C0计数一次，C0的设定值是60，因此，1小时后C0计数完成，这期间T2一直处于复位状态。C0计数完成后，常开点闭合，复位T1，而T2开始计时，T2的设定时间是10秒，10秒钟后T2的常开点闭合复位C0，因此，C0的1状态只维持10秒即变为0，同时把T2复位，由于T2、C0、T1都处于复位状态，R0.0为1，T1又开始计时，每隔60秒向C0发送一个脉冲，进入新一轮循环。 可见每隔1小时，C0即输出10秒钟，用C0的常开点控制Y0.7即实现了控制的要求。

1.

过程分析 以四工位自动刀架为例，刀架电动机采用三相交流380V供电，正转时驱动刀架正向旋转，各刀具按顺序依次经过加工位置（如图6-20所示），刀架电动机反转时，刀架自动锁死，保证刀具能够承受切削力。每把刀具各有一个霍尔位置检测开关。车床刀架换刀动作由T指令或手动换刀按钮起动，换刀过程如下：（a）

刀架电动机正转；（b）

检测到所选刀位的有效信号后，停止刀架电动机，并延时（100ms）；

(c)延时结束后刀架电动机反转锁死刀架，并延时（500ms）；

(d)延时结束后停止刀架电动机，换刀完成。

车床刀架不存在刀具交换的问题，刀具选好后即可以开始加工，因此，车床的换刀由T指令（选刀指令）完成，而不需要换刀指令（M06指令）的参与。

2.