数控机床中PLC的应用方式.docx

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1、题目P1C在数控机床控制系统中的应用班级学生姓名实习单位指导老师日期P1C在数控机床控制系统中的应用摘要：近年来，P1C在工业自动控制领域应用愈来愈广,它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所体现出的综合优势是其他工控产品难以比拟日勺。伴随P1C技术的发展，它在位置控制、过程控制、数据处理等方面日勺应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工日勺精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。永宏FBs系列P1C的NC定位功能较其他P1C更精确，且程序的设计和调试相称以便。本文提出的是怎样应用永宏P1C的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的措施来满足控制规定，在实际运行中是

2、切实可行日勺。整机控制系统具有程序设计思绪清晰、硬件电路简朴实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等明显长处，其软硬件日勺设计思绪可供工矿企业日勺有关数控机床设计改造借鉴。关键词：P1C；数控机床控制系统；应用；维护序言可编程序控制器(P1C)重要以计算机日勺微处理器为基础,综合计算机日勺应用技术、通讯技术以及自动控制技术而发展起来日勺一种通用控制器。虽然P1e由较为复杂的微处理器构成，不过在实际应用过程中，完全不必理解微处理器的内部构造。最初，P1C还仅是作为继电器接触器控制系统的替代品，而自从进入数控机床控制系统领域后，凸显了其独有日勺优越性，以其自身强大日勺抗干扰能力、自诊断

3、功能等，提高了数控机床控制系统的可靠性，基本处理了一般继电器及接触器中常见日勺故障问题，通过调试后可长期安全可靠地运行。本文将对P1C日勺特点、基本工作过程、机床数控特点原理、在数控机床控制中日勺应用等问题进行分析与论述。第1章可编程序控制器(P1C)的特点1.1体积小重量轻超小型日勺P1C底部尺寸V1oOmn1,重量V150g,其功耗仅为数瓦。由于其体积小，很轻易装入机械中，便于机电一体化日勺实现。12实用性普遍P1C可合用于多种规模的电气控制场所，除了基本的逻辑处理功能之外，目前大多P1C具有数据运算能力，并可应用于数字控制领域中。近年来，P1C日勺功能日益完善，P1C日勺应用已经普遍到温

4、度控制、位置控制及CNC等多种控制领域。13抗干扰能力强由于P1C采用了现代化的大规模集成电路技术，在内部电路、生产工艺等方面均采用先进日勺抗干扰处理技术，具有较高日勺可靠性。此外，P1C还自备硬件故障自动检测功能，一旦出现故障即可发出警报。在软件应用中，应用者还可编入外围器件日勺自诊断故障程序，让系统中出了P1C之外的电路与设备也能获得自我保护功能。14应用简朴、普遍P1C作为直接面向企业的工控设备，具有接口轻易、编程语言易于被工程技术人员接受并理解等特点，尤其图形符号及梯形图语言、体现方式等与继电器电路图基本类似，只需通过P1C日勺少许开关量逻辑控制指令就能纯熟实目前电气控制中日勺应用。1

5、5维护与改造以便P1C通过存储逻辑替代了接线逻辑，减少了控制设备外在时接线，极大减少了控制系统设计和建造日勺时间，为后期维护提供了以便，同步程序较易变化，可极快应用于生产过程的变化。第二章可编程序控制(P1C)的基本工作过程P1C及有关外围设备的设计原则应满足“与工业控制系统为一种整体、以便功能扩展。所有的电气控制系统日勺实现都是根据工艺规定，最终提高生产效率及产品质量。因此，在设计P1C控制系统时，应满足被控对象的基本规定，并对实际工作现场进行研究、搜集资料，并实现设计人员与操作人员日勺亲密配合，共同确定可操作方案，对也许潜在日勺问题进行共同分析、共同处理。并在满足各方控制规定的前提下，考虑

6、控制系统的简朴性与经济性，以便后期的使用及维修，并保证电气控制日勺安全性、稳定性。P1C在电气控制中的基本工作过程为：(1)现场信息时输入：在系统软件日勺控制下，按照次序对输入点进行扫描，并读取输入点日勺状态。(2)程序的执行：对顾客程序中的指令按次序扫描，并根据输入日勺状态及指令进行逻辑性运算。(3)控制信号时输出：根据以上逻辑运算的成果，输出状态寄存器向各个输出点同步发出对应的信号，以实现所需日勺逻辑控制功能。以上过程完毕后，再重新开始，并反复执行，每执行一次即完毕一种扫描周期。在实际应用时，诸多机械设备的工作流程可分为一系列不停反复日勺次序动作，而P1C日勺工作程序恰与其相似，因此P1C

7、程序能很好地与机器动作相对应，且程序时编制简朴、直观，易于修改，减少了开发软件日勺费用，并缩短软件开发周期。第三章数控机床3.1数控机床构成构造及工作过程本例数控机床由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等构成，如图1所示。输入输出效拉装r主轴速度控制单元T间服电机.I位矍检测反馋装.F主轴控制单元机床图1数控机床构成机构图输入装置可将不一样加工信息传递于计算机。在数控机床产生日勺初期，输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰；目前，使用键盘、磁盘等，大大以便了信息输入工作。输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚

8、工作状态需输出这些参数作记录保留，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可协助判断机床工作与否维持正常。数控装置是数控机床日勺关键与主导，完毕所有加工数据日勺处理、计算工作，最终实现数控机床各功能日勺指挥工作。它包括微计算机日勺电路，多种接口电路、CRT显示屏等硬件及对应日勺软件。可编程控制器对主轴单元实现控制，将程序中日勺转速指令进行处理而控制主轴转速；管理刀库，进行自动刀具互换、选刀方式、刀具合计使用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理；控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作；还对机床外部开关（行程开关、压力开关、温控开关等）进行控制；对输出

9、信号（刀库、机械手、回转工作台等）进行控制。检测反馈装置由检测元件和对应日勺电路构成，重要是检测速度和位移，并将信息反馈于数控装置，实现闭环控制以保证数控机床加工精度。数控机床日勺工作过程如图2所示。图2数控机床日勺工作过程框图数控加工日勺准备过程较复杂，内容多，含对零件日勺构造认识、工艺分析、工艺方案日勺制定、加工程序编制、选用工装及使用措施等。机床日勺调整重要包括刀具命名、调入刀库、工件安装、对刀、测量刀位、机床各部位状态等多项工作内容。程序调试重要是对程序自身日勺逻辑问题及其设计合理性进行检查和调整。试切加工则是对零件加工设计方案进行动态下日勺考察，而整个过程均需在前一步实现后日勺成果评

10、价后再作后一步工作。试切成功后方可对零件进行正式加工，并对加工后的零件进行成果检测。前三步工作均为待机时间，为提高工作效率，但愿待机时间越短越好，越有助于机床合理使用。该项指标直接影响对机床运用率日勺评价（即机床实动率）。3. 2机床数控系统需要处理的几种问题机床是由机械和电气两部分构成，在设计总体方案时应从机电两方面来考虑机床多种功能的实行方案，数控机床日勺机械规定和数控系统的功能都很复杂，因此更应机电沟通，扬长避短。机床控制系统选件、装配、程序编制及操作都应当比较合理，精度和稳定性都必须满足使用规定。同步为便于调试和检修，各项操作均设手动功能，如手动各轴快慢移动、主轴高下速旋转、切削液及润

11、滑开关等。P1C按照逻辑条件进行次序动作或按照时序动作，此外尚有与次序、时序无关日勺按照逻辑关系进行联锁保护动作日勺控制，P1C发展成了取代继电器线路和进行次序控制的重要产品，在机床日勺电气控制中应用也比较普遍。在实际控制中怎样既能提高定位速度，同步又能保证定位精度是一项需要认真考虑并切实加以处理日勺问题。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统日勺位置精度在很大程度上决定了数控机床日勺加工精度。因此位置精度是一种极为重要日勺指标。为了保证有足够日勺位置精度，首先是对日勺选择系统中开环放大倍数日勺大小，另首先是对位置检测元件提出精度日勺规定。由于在闭环控制系统中，对于检测元件自身日勺

12、误差和被检测量的偏差是很难辨别出来日勺，反馈检测元件日勺精度对系统日勺精度常常起着决定性日勺作用。高精度日勺控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。当现场条件发生变化时，系统的某些控制参数必须能作对应日勺修改，为满足生产日勺持续性，规定对控制系统可变参数日勺修改应在线进行。尽管使用编程器可以以便迅速地变化原设定参数，但编程器一般不能交现场操作人员使用；因此，应考虑开发其他简便有效的措施实现P1C日勺可变控制参数日勺在线修改。此外为了防止电压过高损坏P1C,电源输入端加上压敏电阻。为了防止过热，P1C不许安装在变压器等发热元件的正上方,变频器与P1C、伺服驱动器等保持一定距离。在元件间留有合适日

13、勺空隙，以便散热，并且在配电箱上安装风扇降温。此外，为保证控制系统日勺安全与稳定运行，还应处理控制系统的安全保护问题，如系统的行程保护、故障元件日勺自动检测第四章在数控机床控制中的应用4. 1永宏FBS系列P1C的NC机床定位伺服控制系统分析数控机床是一种高精度、高效率日勺自动化设备，提高数控机床日勺可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性日勺重要定量指标之一，其定义为：产品在规定条件下和规定期间内，完毕规定功能的概率。对数控机床来说，这里的功能重要指数控机床日勺使用功能，例如数控机床的多种机能，伺服性能等。数控机床日勺功能部件对机床的功能扩展和性能日勺提高起着极为重要日勺作用，因此，它不一样

14、于一般配套件和附件日勺选用，不仅须与数控机床的整体构造谐和协调，融入整机系统具有最佳日勺匹配性能，并且还能很好地彰显出该数控机床日勺个性化特性。用于高速化的数控系统不能仅是提高数据处理能力，而是应具有热误差赔偿单元以及能实现速度前瞻控制、位置环前馈控制和加减速平稳控制等先进控制技术日勺功能。因此必须选择稳定可靠的控制单元才能保证数控机床正常高效运行。鉴于以上各项规定，笔者采用台湾永宏电机股份有限企业日勺FBs-44MNP1C作为该机床控制主单元，该型机具有较高日勺性价比，体积小，使用起来非常以便，接线简捷。其编程软件WinPrOIadder有梯形图大师之称，易学易用且功能强大，编辑、监视、除错

15、等操作非常顺手，按键、鼠标并用及在线即时指令功能查询与操作指导，使编辑、输入效率倍增。同步配以人机界面进行程序参数修改、设定以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面的内容。该控制系统具有可靠性高,价格廉价，构造紧凑等特点，非常适合机床的控制规定，详细控制思绪如图3所示。V_其他篆W2制人机泉面图3采用永宏P1CFBs-44MN日勺NC机床定位电气控制系统图可编程逻辑控制器是该机床各项功能日勺逻辑控制中心，集成于数控系统中，重要是指控制软件日勺集成化，而P1e硬件则在规模较大日勺系统中往往采用分布式构造。由图3可以看出,系统控制中心采用永宏P1CFBS-44MN控制，并配以人机界面进行程序参数修

16、改、设定，以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面日勺内容。三轴均为全数字交流伺服系统，各轴伺服电机通过连轴器带动滚珠丝杠，以移动配有直线导轨的工作台和主轴铳头，其定位精确，速度快。主轴铳头由变频器控制，根据刀具及工件和进给量，来设置主轴合理日勺转速，并在程序中设定它的启动停止。各轴均设二端极限传感器和原点传感器，冷却和润滑也均有异常检测，在报警灯和人机界面处显示报警信息由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者日勺差值放大和变换，驱动执行机构，以给定时速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在构造上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温规定严。设计和调试都比开环系统难。不过可以获得比开环进给系统更高的精度，更快日勺速度，驱动功率更大