CNC和PLC之間的各種硬件差異

本文討論了CNC和PLC之間的各種硬件差異。目的不是斷言不可能在控制器之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而是解釋為了使機(jī)器正常運(yùn)行必須解決的各種元素。

相對于軟件差異非常大，兩種控制器的輸入和輸出硬件連接實際上非常相似。

輸入信號

輸入信號是PLC的用途實際上很適合CNC機(jī)床產(chǎn)生的信號的一種情況。

至少，CNC框架通常包括某種微型限位開關(guān)或非接觸式限位開關(guān)。這些數(shù)字信號不僅提供位置感以防止損壞的軸超程，而且還用于在程序開始時“歸位”機(jī)器，以提供相對于工件的位置感。由于這些是數(shù)字信號，因此它們是PLC的理想輸入設(shè)備。

一些CNC機(jī)器還將包括在加工操作期間用于位置反饋的編碼器。它們可能是軸電機(jī)上的旋轉(zhuǎn)編碼器，也可能是沿軸長度的線性條形編碼器。在任何一種情況下，編碼器都是PLC的常見輸入，使其成為另一個相當(dāng)容易的硬件集成。

一些高級CNC應(yīng)用程序可能包括額外的輸入信號。這些可能包括用于定位零件邊緣的電子尋邊器觸控筆或用于從各種不同的終端工具類型中進(jìn)行選擇的索引。這些可能不會出現(xiàn)在所有機(jī)器上，但如果它們提供數(shù)字輸入信號，它們可能非常適合PLC輸入終端。

輸出信號

產(chǎn)出類別導(dǎo)致了一些更困難的挑戰(zhàn)。大多數(shù)CNC系統(tǒng)具有由步進(jìn)或伺服電機(jī)驅(qū)動的多軸（2-3軸甚至更多軸）。因此，驅(qū)動它們的控制系統(tǒng)必須能夠直接與這些電機(jī)通信。PLC確實與電機(jī)接口。但是，這更有可能是外部三相變頻驅(qū)動器（VFD）或伺服控制器。

如果使用PLC驅(qū)動運(yùn)動軸，可能需要提供足夠的伺服或步進(jìn)驅(qū)動板。這些驅(qū)動板將需要以可變占空比進(jìn)行高頻切換的信號。PLC必須能夠提供這些信號，通常稱為具有恒定頻率的脈沖寬度調(diào)制（PWM），或具有可變頻率的“脈沖串”。如果PLC有繼電器輸出，它肯定不能驅(qū)動運(yùn)動軸。

控制器的另一個輸出信號是驅(qū)動刀頭本身的信號。如果這是一個旋轉(zhuǎn)主軸，它可能是一個使用VFD的三相電機(jī)。這對于PLC來說是完美的。對于其他工具頭，例如激光、等離子切割機(jī)或其他非旋轉(zhuǎn)工具，信號可能需要是額外的PWM以提供可變輸出功率。

概括

使用PLC代替CNC控制器需要在軟件和編程領(lǐng)域以及硬件連接方面進(jìn)行深思熟慮。硬件通常是最簡單的挑戰(zhàn)。輸入提供位置信息，這些信息是數(shù)字信號和編碼器——非常適合PLC。輸出設(shè)備必須能夠簡單地為運(yùn)動軸提供適當(dāng)?shù)男盘枴ǔＪ荘WM或脈沖序列信號。

選擇用PLC替換CNC控制板可能不是一件容易的事。這幾乎總是可能的，但提供正確的輸入命令來驅(qū)動運(yùn)動軸是該過程中最困難的部分，除非要完成的CNC程序簡單且一致。

PLC專為基于真實事件和信號的重復(fù)性任務(wù)而設(shè)計。CNC控制器旨在將虛擬的數(shù)字刀具路徑轉(zhuǎn)換為真實世界的運(yùn)動，在程序執(zhí)行期間幾乎沒有外部信號。

只要解決了軟件和硬件挑戰(zhàn)，結(jié)果可能是一個非常有效的PLC機(jī)器控制系統(tǒng)。