CNC加工中心的控制部分由CNC和PLC組成。實現刀具相對于工件各坐標軸幾何運動規律的數字控制由CNC完成;加工中心輔助功能的順序控制由PLC完成。數字控制和順序控制二者缺一不可,它們之間可以通過規定的接口信號進行相互間的信息交，分工合作實現對CNC加工中心各項功能的控制，完成加工任務。
主軸運動的控制主要包括主軸起停控制、主軸正反轉控制和主軸轉速高低的控制等。對于CNC車削中心，主軸一般還應具備C軸功能;對于鏜銑加工中心，為了方便機械手換刀，還要求主軸具備準停功能。主軸控制一般由CNC系統中的PLC來完成氣
目前，FANUC系統的CNC加工中心市場占有率較高。FANUCCNC系統對主軸的控制信號有兩種形式:串行主軸和模擬主軸。FA N U C公司生產的主軸電機及其與之配套的驅動器采用串行主軸控制；非FANUC公司生產的主軸電機，可以由變頻器驅動，采用模擬主軸控制氣模擬主軸比串行主軸更為經濟，所以對模擬主軸的運動控制進行研究具有重要意義。
本文以FANUC 0iMafe~TD系統的CNC加工中心作為載體,通過編制PLC程序，實現手動和自動模式下模擬主軸的起停及正反轉控制。
一、 控制要求
在手動操作模式即j〇G方式下，通過CNC加工中心操作面板上的按鈕“主軸點動”“主軸正轉”“主軸停”“主軸反轉”能夠實現相應的主軸運動。
在自動操作模式即“M EM ”“M D l”“DNC”等方式下，通過運行加工程序中的M03 (主軸正轉J04 (主軸反輯和M05(主軸傳指令實現對主軸的自動控制。
二、 控制方式
(一)手動控制。CNC加工中心上的操作面板通過I/O Lhk總線與PLC相連氣操作面板上的主軸控制按鍵為PLC的輸入信號。PLC會對信號輸入端進行實時掃描，輸入信號經PLC邏輯處理后，向加工中心側及系統輸出相應的控制信號，驅動加工中心側的執行元件動作，實現對主軸的控制功能;同時,PLC也會向操作面板輸出控制信號，令相應按鍵的指示燈亮。
(=自動控制。主軸的M輔助功能控制是由加工程序發出的控制命令，例如,M 03 J 04 J 05等，經PLC處理后輸出去控制主軸電機工作J指令的執行過程如下:CNC讀到加工程序中的M指令時，就輸出相應的M指令信息。FA N U C 0 i~D系統M代碼輸出地址為F10 ~ F13s。通過系統讀取M代碼的延時時間后,CMC輸出M代碼選通信號F7.0。PLC接收到M代碼選通信號后，執行譯碼。譯碼結束后,運行順序程序，執行相應的M代碼功能。M功能執行結束后,PLC向CNC發送輔助功能結束信號G 4.3。C N C收到G 43信號后,經過輔助功能結束延長時間，切斷系統的M代碼選通信號F7.0。M代碼選通信號斷開后,切斷輔助功能結束信號G4.3,然后系統切斷M代碼輸出信息信號。至此，該條M指令執行完畢。
三、PLC程序設計
(一)M代碼譯碼程序。加工程序中的輔助功能代碼必須經過PLC譯碼后才能進行邏輯運算，從而實現相應的控制功能。M03J04J05的譯碼程序，如圖1所示。功能指令DCNV將CNC傳送過來的M代碼轉換成BCD代碼的形式,再通過譯碼指令D E C令某中間繼電器為1,每個中間繼電器對應一個M代碼。這里的R200.3、R200.4、R200.5分別對應的是 M03J04J05。
圖1 1«代碼PLC譯碼程序(二)主軸起停及正反轉控制程序。手動和自動模式下主軸起停及正反轉控制的PLC程序，如圖2所示。系統處于J0G模式時,F3.2置1,按下操作面板上的主軸點動按鍵0M13或主軸正轉按鍵(X11.3 ,會使得主軸電機正轉輸出信號Y3.6以及主軸正轉按鍵上的信號燈輸出信號Y7.2置1,則電機正轉且正轉按鍵上的信號燈亮。按下主軸停止按鍵0( 11.21會使得輸出信號置〇,則主軸電機停并且信號燈滅。同理，按下主軸反轉按鍵0H14 ,會使主軸電機反轉輸出信
自動控制模式下,通過圖1所示譯碼程序輸出的中間繼電器結果來控制主軸電機執行相應的運動。M指令執行情況為:執行M 03時中間繼電器R 200.3置1,從而使得Y 3.6置1,電機正轉;執行M 04時中間繼電器R 200.4置1,從而使得Y3.5置1,電機反轉;執行M 05時,R 200.5的常閉觸點會將主軸電機正轉或反轉輸出信號斷開，從而實現停機。
四、結論
該PLC程序通過在FANUC OiMal^TD系統的CNC加工中心上調試驗證，完全能夠實現相應的功能。本文為FAN UC系統的CNC加工中心模擬主軸基本運動的控制提供了有效的思路和方法，也為加工中心維修技術人員提供了相關問題的維修指導。在加工中心維修的過程中，監控PLC程序的執行情況以及信號地址的實時狀態，對主軸及其它輔助功能的故障診斷和處理能夠起到指導性作用。
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