限位控制是數(shù)控沖床的一個(gè)基本安全功能。數(shù)控沖床的限位分為硬限位、軟限位和加工區(qū)域限制。硬限位是數(shù)控沖床的外部安全措施，硬限位的目的是在數(shù)控沖床失控出現(xiàn)硬件超程的情況下斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)器的便能控制信號(hào)。由于硬限位信號(hào)的觸發(fā)對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是隨機(jī)的，因此硬限位生效后坐標(biāo)軸制動(dòng)所需的距離與硬限位發(fā)生之前坐標(biāo)軸的速度有關(guān)(硬限位的制動(dòng)特性如圖1-12所示)，硬限位觸發(fā)時(shí)的速度越高，制動(dòng)距離越長(zhǎng)。數(shù)控系統(tǒng)要求硬限位行程開(kāi)關(guān)的碰塊必須具有足夠的長(zhǎng)度，更確切地說(shuō)是碰塊的長(zhǎng)度必須大于減速所需的距離。通常在數(shù)控系統(tǒng)的軟限位生效之前應(yīng)該限制坐標(biāo)軸的速度。
  軟限位是數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)部安全功能。軟限位的基準(zhǔn)位置是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，在機(jī)床坐標(biāo)系生效之前軟限位是不會(huì)生效的。軟限位的設(shè)置須在機(jī)床返回參考點(diǎn)后才能生效。一旦軟限位生效，不論是手動(dòng)操作進(jìn)給軸運(yùn)行，還是自動(dòng)運(yùn)行加工程序，數(shù)控系統(tǒng)都將實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)進(jìn)給軸的速度和位置，以確保坐標(biāo)軸能夠在設(shè)定的軟限位位置上停止(軟限位的制動(dòng)特性如圖1-13所示)。

  另外一種常用的硬限位連接方式稱為超程鏈。這種連接方式的特點(diǎn)是將急停按鈕和硬限位開(kāi)關(guān)的常閉觸點(diǎn)串接在一起去控制24V繼電器，并且不論是急�？刂七�是硬限位控制，都不需要通過(guò)PLC程序去激活數(shù)控系統(tǒng)的緊急處理功能，而是利用24V繼電器的觸點(diǎn)直接斷開(kāi)伺服驅(qū)動(dòng)器的控制便能。如圖1-11所示是超程鏈的一種連接參考圈，從圈中可以看出，在沒(méi)有急停，也沒(méi)有任何硬限位時(shí)， 24V繼電器KAI的控制線圈上將獲得有效電平， KAI的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使驅(qū)動(dòng)器控制便能端子64與端子9接通。當(dāng)急�；蛉我廨S的硬限位發(fā)生時(shí)，繼電器KAI的控制線圈失電。使得KAI的常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位斷開(kāi)，從而切斷伺服驅(qū)動(dòng)器的控制使能(端子64與端子的連接9斷開(kāi))。采用超程鏈方案處理急停和硬限位時(shí)，如果不需要PLC的任何控制，操作人員將無(wú)法判斷故障的真正原因是因?yàn)榧蓖＿�是因?yàn)槟膫�(gè)軸的哪個(gè)方向出現(xiàn)硬限位引起的。因此在采用超程鏈設(shè)計(jì)原則時(shí)，應(yīng)考慮如何為機(jī)床操作人員提供準(zhǔn)確的診斷信息，并且需要處理由于超程鏈方案導(dǎo)致的邊界條件。
  按照超程鏈的設(shè)計(jì)原則，急停或硬限位時(shí)只需斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)器的控制使能。對(duì)于操作人員來(lái)說(shuō)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器的控制便能失效導(dǎo)致機(jī)床不能繼續(xù)工作時(shí)，一定是急�；蛘呤悄硞�(gè)軸的某個(gè)方向出現(xiàn)了硬限位，但是無(wú)法確定控制使能失效的真正原因。因此可以將急停和硬限位的信號(hào)全部輸入到PLC，由PLC系統(tǒng)應(yīng)用程序分析井產(chǎn)生正確的報(bào)警信息，因此在超程鏈的連接圖中需要將急停信號(hào)及各硬限位信號(hào)送如PLC輸入模塊PP72148。以圖1-11所示的超程鏈為例，將急停與各進(jìn)給軸限位可能出現(xiàn)的各種情況列于表1-5中�？梢钥闯�，急停和各軸的限位都有明確表示。如果將表1-5的內(nèi)容集成到PLC應(yīng)用程序中，就可以準(zhǔn)確地提供診斷信息。當(dāng)然還可以采用在每個(gè)軸的兩個(gè)方向上各設(shè)行程開(kāi)關(guān)，這種情況下可設(shè)計(jì)同樣的編碼表格用來(lái)確定正確的診斷信息。

  使用超程鏈需要考慮各種邊界條件。這些邊界條件可能對(duì)機(jī)床的操作產(chǎn)生影響，甚至導(dǎo)致機(jī)械故障�？赡艹霈F(xiàn)的邊界條件之一是，在超程鏈解除時(shí)必須保證坐標(biāo)鈾不會(huì)超過(guò)某個(gè)方向上的機(jī)械極限。在出現(xiàn)硬限位時(shí)，操作人員需要移動(dòng)坐標(biāo)軸退開(kāi)硬限位碰塊。由于超程鏈在硬限位出現(xiàn)時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)了驅(qū)動(dòng)器的伺服使能，所以需要通過(guò)超程鏈解除接通驅(qū)動(dòng)器的使能，然后用手動(dòng)方式移動(dòng)坐標(biāo)離開(kāi)硬限位碰塊。假如因操作失誤坐標(biāo)軸繼續(xù)向硬限位的方向移動(dòng)，就可能超過(guò)機(jī)械極限。因此必須設(shè)計(jì)PLC的互鎖邏輯，使得在退出硬限位碰塊時(shí)，只能向相反方向移動(dòng)坐標(biāo)軸。邊界條件之二是，假如在出現(xiàn)硬限位時(shí)數(shù)控沖床斷電，由于再次上電后，數(shù)控信號(hào)接口軸的運(yùn)動(dòng)方向信息丟失，無(wú)法互鎖坐標(biāo)軸的移動(dòng)方向。解決方案是利用可保持寄存器來(lái)記憶硬限位發(fā)生時(shí)的方向信息，這樣才能保證按照正確的方向退出硬限位。