CN113485252B - 多通道数控***中多通道plc控制方法与多通道数控*** - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种多通道数控***中多通道PLC控制方法与多通道数控***,提高复合机床电气控制效率,其通过以下技术手段实现:该***包括用于执行插补运算及轴控制的NC单元;用于机床电气控制的PLC单元,以及用于对接机床与PLC单元的I/O单元;该NC单元包含多个分别对应数控***各通道、相互独立并行的NC模块;该PLC单元包含与NC模块一一配对的PLC模块,并且各PLC模块连接并共享I/O单元,并在一个时间周期内依序执行控制输出。该方法是每一通道独立设置有一NC模块与一PLC模块,各PLC模块分别设置有用于供NC模块独立访问的第一地址范围,以及用于与其它通道的PLC模块共享信息的第二地址范围;在一个时间周期内,各PLC模块依序执行控制输出。
Description
技术领域
本发明属于数控技术领域,具体涉有一种多通道数控***中多通道PLC控制方法与多通道数控***。
背景技术
单通道数控***由于其工作模式的局限性,需频繁地执行工件装卸、换刀等工序,导致时间和过程中产生的误差,在加工精度和生产效率上均已经不能满足市场需求。相对传统单通道数控***的多机床分工序加工方式,多通道数控***控制的机床具有多工序复合加工的优势,可有效缩短了产品加工时间,提高了产品加工精度,大大提高生产效率,因此需求日益增大。
由于一个数控***只具有一套机床操作面板和一套IO模块,而多通道需要有独立的操作面板,这使得多通道数控***在实际应用中对于不同通道的操作问题显现出来;同时,随着通道数的增加,数控***的配置更加复杂,无论对***操作者和***的设计和维护者都是一种挑战。所以,一种简便地解决多通道PLC控制的方法能够帮助数控***的设计、使用和维护者提高***使用的便利性和使用效率。
发明内容
本发明提出一种多通道数控***中多通道PLC控制方法,以软件实现PLC功能,代替外置PLC,该控制方法提高复合机床电气控制效率,其通过以下技术手段实现:每一通道独立设置有一NC模块与一PLC模块,各PLC模块分别设置有用于供NC模块独立访问的第一地址范围,以及用于与其它通道的PLC模块共享信息的第二地址范围;各PLC模块为内置于多通道数控***并以软件实现的软PLC模块;在一个PLC循环扫描时间周期内,各PLC模块依序执行控制输出。
于本发明的一个或多个实施例当中,设置每个时间周期内PLC模块的最大执行步数,且各通道的PLC模块在每个时间周期内的最大执行步数相等。
于本发明的一个或多个实施例当中,在当前时间周期内PLC模块的执行步数未完成的,在到达最大执行步数后暂停执行,留待下一时间周期中继续执行。
于本发明的一个或多个实施例当中,各PLC模块包含若干执行变量,所述执行变量有变量R,用于存储内部继电器地址;变量F,用于存储NC模块到PLC模块的信号;变量G,用于存储PLC模块到NC模块的信号;变量X,用于存储机床到PLC模块的输入信号;变量Y,用于存储PLC模块到机床的输出信号;其中,变量R、变量F和变量G具有供NC模块独立访问的第一地址范围,以及与其它通道的PLC模块共享信息的第二地址范围。
于本发明的一个或多个实施例当中,变量R、变量F和变量G相互独立,并以各自的地址范围(0,999)作为独立访问空间,以各自的地址范围(1000,1999)作为共享访问空间。变量X和变量Y用于I/O信号的读写,并以各自的地址范围(0,999)作为共享访问空间,各通道共同读写。
本发明还提出一种多通道数控***,其包括:用于执行插补运算及轴控制的NC单元;用于机床电气控制的PLC单元,以及用于对接机床与PLC单元的I/O单元;该NC单元包含多个分别对应数控***各通道、相互独立并行的NC模块;该PLC单元包含与NC模块一一配对的PLC模块;各PLC模块分别设置有用于供NC模块独立访问的第一地址范围,以及用于与其它通道的PLC模块共享信息的第二地址范围;并且各PLC模块连接并共享I/O单元,并在一个时间周期内依序执行控制输出。
本发明的有益效果是:每个NC模块均配备专业的PLC模块,并且多通道PLC模块与NC模块可以使用独立地址访问,不同通道的通信信号可以保持一致,通道间可复用的子模块可以通过简单复制就可以迁移到其他通道,而不需要逐一信号进行改动,大大简化梯形图设计,提高复用性,减少设计,与调试的工作量,大大地提高生产效率。
附图说明
图1为本发明的多通道数控***的原理框图。
图2为本发明的PLC模块的地址分配示意图。
图3为本发明的多通道PLC控制方法流程图。
具体实施方式
如下结合附图1至3,对本申请方案作进一步描述:
参见附图1,多通道数控***1包括用于执行插补运算及轴控制的NC单元2、用于机床5电气控制的PLC单元3,以及用于对接机床5与PLC单元的I/O单元4;该NC单元2包含多个分别对应数控***各通道、相互独立并行的NC模块NC1-NCn;该PLC单元3包含与NC模块NC1-NCn一一配对的PLC模块PLC1-PLCn;各PLC模块PLC1-PLCn连接并共享I/O单元4,并在一个时间周期内依序执行控制输出。NC模块NC1-NCn负责控制伺服电机进行插补动作,PLC模块PLC1-PLCn负责机床5面板和机床5电气等IO量控制,每通道的NC模块配置一通道的PLC模块进行机床电气控制,二者之间通过FG信号进行通信,例如,NC模块NC1对应配置有PLC模块PLC1、NC模块NC2对应配置有PLC模块PLC2、如此类推。PLC模块PLC1-PLCn通过X、Y信号控制I/O单元4的电平高低,从而控制机床5的电气动作。各PLC模块PLC1-PLCn为内置于多通道数控***并以软件实现的软PLC模块,替代硬件PLC模块,实施更灵活,成本更低。
参见附图2,各PLC模块PLC1-PLCn分别设置有用于供NC模块NC1-NCn独立访问的第一地址范围,以及用于与其它通道的PLC模块共享信息的第二地址范围;具体的,各PLC模块PLC1-PLCn分别包含若干执行变量:
变量R,用于存储内部继电器地址;
变量F,用于存储NC模块到PLC模块的信号;
变量G,用于存储PLC模块到NC模块的信号;
变量X,用于存储机床到PLC模块的输入信号;以及
变量Y,用于存储PLC模块到机床的输出信号;
其中,变量R、变量F和变量G具有供NC模块独立访问的第一地址范围,以及与其它通道的PLC模块共享信息的第二地址范围。在本实施例中,变量R、变量F和变量G相互独立,并以各自的地址范围(0,999)作为独立访问空间,通过独立访问空间与对应的NC模块进行通信控制;以各自的地址范围(1000,1999)作为共享访问空间,通过共享访问空间实现通道间的信息交换,如进行信号的同步,等待控制。变量X和变量Y用于I/O信号的读写,并以各自的地址范围(0,999)作为共享访问空间,各通道共同读写。
参见附图3,多通道PLC控制方法是每一通道独立设置有一NC模块与一PLC模块,即NC模块NC1-NCn与PLC模块PLC1-PLCn一一配对;在一个时间周期内各PLC模块依序执行控制输出,即依序执行PLC模块PLC1至PLCn的固定步数,如图中步骤S1-S4所示,执行完毕后判断是否进入下个时间周期,循环执行。其中,设置每个时间周期内PLC模块的最大执行步数,且各通道的PLC模块在每个时间周期内的最大执行步数相等,例如,最大执行步数为5000步,保证每个时间周期都能把所有通道执行一遍;若在当前时间周期内PLC模块的执行步数未完成的,在到达最大执行步数后暂停执行,留待下一时间周期中继续执行。
本发明的每个NC模块均配备专业的PLC模块,并且多通道PLC模块与NC模块可以使用独立地址访问,不同通道的通信信号可以保持一致,通道间可复用的子模块可以通过简单复制就可以迁移到其他通道,而不需要逐一信号进行改动,大大简化梯形图设计,提高复用性,减少设计与调试的工作量,大大地提高生产效率。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明,凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等,均应视为本专利的保护范围。
Claims (8)
1.一种多通道数控***中多通道PLC控制方法,其特征在于:
每一通道独立设置有一NC模块与一PLC模块,各PLC模块分别设置有用于供NC模块独立访问的第一地址范围,以及用于与其它通道的PLC模块共享信息的第二地址范围;各PLC模块为内置于多通道数控***并以软件实现的软PLC模块;在一个PLC循环扫描时间周期内,各PLC模块依序执行控制输出;
其中,所述多通道数控***包括用于执行插补运算及轴控制的NC单元、用于机床电气控制的PLC单元,以及用于对接机床与PLC单元的I/O单元;该NC单元包含多个分别对应数控***各通道、相互独立并行的NC模块NC1-NCn;该PLC单元包含与NC模块NC1-NCn一一配对的PLC模块PLC1-PLCn;各PLC模块PLC1-PLCn连接并共享I/O单元,并在一个时间周期内依序执行控制输出;NC模块NC1-NCn负责控制伺服电机进行插补动作,PLC模块PLC1-PLCn负责机床面板和机床的电气IO量控制,每通道的NC模块配置一通道的PLC模块进行机床电气控制,二者之间通过FG信号进行通信。
2.根据权利要求1所述的多通道数控***中多通道PLC控制方法,其特征在于:设置每个时间周期内PLC模块的最大执行步数,且各通道的PLC模块在每个时间周期内的最大执行步数相等。
3.根据权利要求2所述的多通道数控***中多通道PLC控制方法,其特征在于:在当前时间周期内PLC模块的执行步数未完成的,在到达最大执行步数后暂停执行,留待下一时间周期中继续执行。
4.根据权利要求2所述的多通道数控***中多通道PLC控制方法,其特征在于:每个通道的PLC模块最大执行步数为5000步。
5.根据权利要求1所述的多通道数控***中多通道PLC控制方法,其特征在于:各PLC模块包含若干执行变量,所述执行变量有
变量R,用于存储内部继电器地址;
变量F,用于存储NC模块到PLC模块的信号;
变量G,用于存储PLC模块到NC模块的信号;
变量X,用于存储机床到PLC模块的输入信号;
变量Y,用于存储PLC模块到机床的输出信号;
其中,变量R、变量F和变量G具有供NC模块独立访问的第一地址范围,以及与其它通道的PLC模块共享信息的第二地址范围。
6.根据权利要求5所述的多通道数控***中多通道PLC控制方法,其特征在于:变量R、变量F和变量G相互独立,并以各自的地址范围(0,999)作为独立访问空间,以各自的地址范围(1000,1999)作为共享访问空间。
7.根据权利要求5所述的多通道数控***中多通道PLC控制方法,其特征在于:变量X和变量Y用于I/O信号的读写,并以各自的地址范围(0,999)作为共享访问空间,各通道共同读写。
8.一种多通道数控***,其特征在于:包括
用于执行插补运算及轴控制的NC单元;
用于机床电气控制的PLC单元,以及用于对接机床与PLC单元的I/O单元;
该NC单元包含多个分别对应数控***各通道、相互独立并行的NC模块;该PLC单元包含与NC模块一一配对的PLC模块;
各PLC模块分别设置有用于供NC模块独立访问的第一地址范围,以及用于与其它通道的PLC模块共享信息的第二地址范围;并且各PLC模块连接并共享I/O单元,并在一个时间周期内依序执行控制输出。
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