最新基于plc的數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文(存儲版)

　　

【正文】 的冷卻啟動和停止按鈕來進(jìn)行控制。這對于加工形狀復(fù)雜、加工表面較多、相對位置精度要求較高的零件是特別適宜的。當(dāng)D5大于D6時，M17接通；D5等于D6時，M18接通；D5小于D6時，M19接通。在適當(dāng)?shù)臅r候用開關(guān)或按鈕來模擬實際的反饋信號，如限位開關(guān)的接通和斷開。系統(tǒng)的設(shè)計過程也是PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計思想的典型應(yīng)用。③ 利用三菱PLC完成了PLC控制程序的開發(fā)以代替原繼電器接觸器控 制方式。一般，電氣控制原理都比較復(fù)雜，各部分之間的相互關(guān)系錯綜復(fù)雜，要想理順整個控制過程和動作順序相當(dāng)麻煩。（3）通過對此項目的設(shè)計研究、調(diào)試運行，我的收獲很大：①我對機床，特別是車床有了深刻的了解，對車床的工作原理、組成結(jié)構(gòu)、電氣控制等方面的知識進(jìn)行了全面的學(xué)習(xí)。在此謹(jǐn)向王工致以誠摯的謝意和崇高的敬意。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)風(fēng)范，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。③ 合理且巧妙地使用定時器。（2）程序設(shè)計體會：PLC編程中最常用到的是3個元素：線圈、觸點和時間繼電器(定時器)。（1）本文完成的主要工作本人在基于CK9930的PLC控制程序的開發(fā)中完成了以下工作：① 以機床為典型對象，深入了解了電氣自動控制技術(shù)的基本原理、方法和 應(yīng)用，并重點分析了該車床的電氣控制電路，熟悉了被控對象的工作原理。 本章小結(jié)PLC 作為先進(jìn)的自動控制裝置，可以應(yīng)用于多種自動化控制系統(tǒng)中。 梯形圖程序的調(diào)試調(diào)試是PLC控制程序開發(fā)過程中的一個重要環(huán)節(jié)。用比較指令CMP進(jìn)行數(shù)據(jù)比較。另外，采用電動刀架,也可使機械結(jié)構(gòu)簡單,省去大量液壓管路。定時潤滑的控制流程如圖411。將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)運動部件上的擋塊撞擊行程開關(guān)時，行程開關(guān)的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。它包括超程、驅(qū)動故障、坐標(biāo)軸緊停、坐標(biāo)軸正常停止等的控制。這時原點條件滿足，M0為ON，在公用程序中，初始步M0被置位，為以后的工作做好了準(zhǔn)備。創(chuàng)建的程序可在串行系統(tǒng)中與PLC進(jìn)行通訊、文件傳送、操作監(jiān)控以及完成各種測試功能。程序結(jié)構(gòu)清晰，便于調(diào)試，還可以根據(jù)需要靈活增加其他控制功能。梯形圖采用類似于繼電器觸點、線圈的圖形符號，容易理解和掌握。KM2線圈斷電使步進(jìn)電機斷電。其具體的控制過程如下：繼電器RA3閉合，RA3常閉觸點斷開。變壓器T1為X軸、Z軸步進(jìn)電機驅(qū)動器提供AC55V供電電源；變壓器T2為強電控制電路提供AC220V電源；變壓器T3和整流電路為弱電控制電路和主控電路板提供DC24V供電電源。⑵ 進(jìn)給運動：刀架的橫向或縱向的直線運動。⑸ 可聯(lián)網(wǎng)通信 由于PLC具有通信功能,采用可編程控制器進(jìn)行機床改造后,可以與其它智能設(shè)備聯(lián)網(wǎng)通信,在今后的進(jìn)一步技術(shù)改造升級中,可根據(jù)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò)中，提高工廠自動化水平。每個功能的輸入信號，都可以通過控制面板上的按鈕進(jìn)行操作，輸出則可以通過接觸器、電磁閥等執(zhí)行機構(gòu)完成。④ 換刀控制實現(xiàn)對程序換刀的控制。當(dāng)遇到包含某個刀具編碼的換刀指令時, 對應(yīng)的數(shù)控裝置I/O口變成高電平,數(shù)控系統(tǒng)將T代碼指令送給PLC，PLC經(jīng)過譯碼指令進(jìn)行譯碼后，檢索刀號，然后控制換刀裝置進(jìn)行換刀。（3） PLC輸入端與CNC機床數(shù)控裝置I/O口的聯(lián)接可編程控制器輸出端的通斷是由其輸入端通斷狀態(tài)及梯形圖程序決定的，CNC機床數(shù)控裝置與可編程控制器的聯(lián)接是通過軟開關(guān)直接控制PLC輸入端的通斷，以決定PLC輸出端的狀態(tài)。PLC對用戶程序進(jìn)行循環(huán)掃描可分為三個階段進(jìn)行，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。從而實現(xiàn)各種狀態(tài)的檢測, 最終實現(xiàn)機床的各開關(guān)量控制。即都是通過運算器進(jìn)行插補運算，然后對進(jìn)給軸進(jìn)行閉環(huán)控制，實現(xiàn)機床的數(shù)控功能。主要是車床電氣控制部分進(jìn)行改造。并且詳盡地展示了PLC控制程序的開發(fā)過程。早期的數(shù)控機床是依靠繼電器邏輯來實現(xiàn)相應(yīng)的功能。所以在該控制程序的開發(fā)過程中，采用了模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。國際信息處理聯(lián)盟對數(shù)控機床做了如下定義定義：數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。其角位移量和輸入脈沖的個數(shù)嚴(yán)格成正比,在時間上與輸入同步, 控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電機繞組通電順序, 便可獲得所需的轉(zhuǎn)角、速度及轉(zhuǎn)動方向；無脈沖輸入時,在繞組電源的激勵下,氣隙磁場使轉(zhuǎn)子保持原來的位置狀態(tài)。 PLC的硬件與工作原理 PLC簡介可編程序控制器（Programmable Controller）簡稱PC，為了不與個人計算機（也簡稱PC）混淆，通常將可編程序控制器稱為PLC。 PLC的工作原理（1）PLC的工作過程PLC上電后，就在系統(tǒng)程序的監(jiān)控下，周而復(fù)始地按一定的順序?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的各種任務(wù)進(jìn)行查詢、判斷和執(zhí)行，這個過程實質(zhì)上是按順序循環(huán)掃描的過程。 數(shù)控車床PLC的信息傳遞通過PLC來實現(xiàn)車床電氣控制系統(tǒng)的各項功能，需要將各種控制和檢測信號通過按鈕和檢測元件輸入PLC，再通過PLC內(nèi)部程序的運算將結(jié)果輸出到各種執(zhí)行設(shè)備，完成電氣控制系統(tǒng)對于車床的控制。歸納起來有4種功能:一種是準(zhǔn)備功能，即所謂的G代碼；第二種是輔助功能，即所謂的M代碼；第三種是刀具功能，即所謂的T代碼；第四種是轉(zhuǎn)速功能即所謂的S代碼。 PLC的控制對象數(shù)控系統(tǒng)可以分為兩部分：控制伺服電動機和主軸電機動作的系統(tǒng)部分NC 和控制輔助電氣部分的PLC。 用PLC實現(xiàn)車床電氣控制系統(tǒng)的功能從本質(zhì)來講，基于PLC 的機床電氣控制系統(tǒng)對機床的控制思路仍然與繼電器接觸器控制系統(tǒng)是一致的?？删S護性好，基本上無需維護。床身最大工件回轉(zhuǎn)直徑300mm，最大工件長度500mm，刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑140mm，外型尺寸1100 mm580 mm580 mm。②由于采用齒輪變速，為防止出現(xiàn)頂齒現(xiàn)象，要求主軸系統(tǒng)變速時作低速斷續(xù)沖動。與此同時，在超程解除（X33）有效狀況下閉合繼電器RA2，且使X31有效（控制器收到主電路接通信號），則繼電器RA1通電，RA1的觸點閉合，接觸器KM2線圈通電吸合，KM2的主觸頭閉合，為步進(jìn)電機驅(qū)動器供電，且主軸電機也通電。接觸器KM4閉合，KM3由互鎖電路斷開（即使RA4誤動作也不會閉合），主軸電機反轉(zhuǎn)。另外，若是行程開關(guān)接通，也會使繼電器RA2斷電，同理，整個控制電路也將會斷電。本文也采用梯形圖進(jìn)行程序的編制。I/O分配表是設(shè)計梯形圖程序的基礎(chǔ)資料之一，也是設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時必須首先完成的工作，會給PLC系統(tǒng)軟件設(shè)計和系統(tǒng)調(diào)試帶來很多方便。在構(gòu)思出這個程序主體的框架后，接下來就是以它為主線，逐一編寫各子程序。除此之外，必須采用PLC內(nèi)部的時間繼電器進(jìn)行延時控制，否則會造成正、反轉(zhuǎn)接觸器同時接通而引起電源短路。此處用PLC基本邏輯指令實現(xiàn)報警功能, 所示。潤滑系統(tǒng)的控制過程如下：在正常工作時，按下潤滑電機起動按鈕后，系統(tǒng)即開始進(jìn)行潤滑，運行10秒后停止，停止30分鐘后重新開始進(jìn)行潤滑，如此循環(huán)往復(fù)下去。在急停生效時，冷卻輸出禁止。發(fā)出換刀指令。在程序中首先對D5和D6中存放的值進(jìn)行比較，判斷是否到位。通過調(diào)試，確實發(fā)現(xiàn)了一些關(guān)鍵的問題，有的是對于某些指令的含義的理解存在偏差，有的是程序的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，還有則是對于程序在實際執(zhí)行中可能出現(xiàn)的問題考慮不周。 在這一章中，采用模塊化設(shè)計思想，分八個模塊詳盡地展示了PLC控制程序的開發(fā)過程。④ 為了進(jìn)一步完善控制系統(tǒng)，在保留原有控制功能基礎(chǔ)上，增加了自動換刀、定時潤滑等功能。而線圈(無論是繼電器還是接觸器)在梯形圖中只能出現(xiàn)一次，所以設(shè)計程序時要抓住它。②系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了PLC的相關(guān)知識。 在此，我還要感謝和我一起愉快度過本科生活的09級中南機制的各位同學(xué)，由于你們的熱情幫助和支持，我才能克服一個又一個的困難和疑惑，直至本論文的順利完成。 致 謝本論文是在王增法高級工程師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。中間繼電器或接觸器的輔助觸頭變換為輸出或寄存器等，相應(yīng)的連線在PLC梯形圖中對應(yīng)連接好。利用PLC對普通機床進(jìn)行改造不僅提高了機床的性能，而且利用了原有的設(shè)備,節(jié)約了資源。所以開展