數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）

1、遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)中心：內(nèi)蒙古學(xué)中心學(xué) 號(hào)：090f31143059姓 名：馬鵬飛專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師：盧彥林2016 年 9 刀 20 h中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)教師指導(dǎo)意見表學(xué)生姓名：馬鵬飛學(xué)號(hào)：090f31143059 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師意見：（請(qǐng)對(duì)論文的7:術(shù)水y做出簡(jiǎn)耍評(píng)述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌fth所w資料、實(shí)驗(yàn) 結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之

2、處。）指導(dǎo)教師結(jié)論：（合格、不合格）指導(dǎo)時(shí)間所在單位中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱意見表學(xué)生姓名：馬鵬飛學(xué)號(hào)：090f31143059 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)評(píng)閱意見：（請(qǐng)對(duì)論文的學(xué)術(shù)水平做出簡(jiǎn)耍評(píng)述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì) 算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引川的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。）修改意見：（針對(duì)上面提出的問題和不足之處提出具體修改意見。評(píng)閱成績合格，并可不用修改h接參加答辯 的不必填此意見。）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱成績（百分制）：評(píng)閱結(jié)

3、論：（同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評(píng)閱人姓名所在單位評(píng)閱時(shí)間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研宄工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻(xiàn)、資料均己明確注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及使用過的材料。對(duì)論文的完成提供過幫助的有關(guān)人員己在文中說明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，沒有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。論文作者（簽字）：馬鵬飛日期：2016年9月25日數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)具冇重要的作用，數(shù)控機(jī)床是數(shù)控制造業(yè)的核心，數(shù)控機(jī)床 作為機(jī)電一體化

4、的數(shù)字控制自動(dòng)化機(jī)床，早期是依靠繼電器邏輯來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，由 于繼電器邏輯是一種硬接線系統(tǒng)，布線復(fù)雜，體積龐大，設(shè)備提升改進(jìn)困難，一旦出現(xiàn) 問題，很難維修，系統(tǒng)可靠性往往不高。本文針對(duì)早期數(shù)控機(jī)床的問題進(jìn)行深入研究分析，采用新的設(shè)計(jì)電氣控制方式實(shí)現(xiàn) 對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制。本文以三菱fx2n微型可編程控制器對(duì)cka6140機(jī)床的電氣控制部 分的改造設(shè)計(jì)，重點(diǎn)闡述了數(shù)控機(jī)床plc的功能、機(jī)床的電氣控制原理及相應(yīng)的plc程 序編制與調(diào)試等方面的問題，給出了整個(gè)機(jī)床的原理圖繪制過程，重點(diǎn)部分模塊化，較 詳細(xì)地介紹了各個(gè)部分的功能及用途。完成了主軸控制、坐標(biāo)軸控制、自動(dòng)換刀控制、 定時(shí)潤滑控制以及報(bào)警處理

5、等功能的plc控制程序的開發(fā)。關(guān)鍵詞：1、數(shù)控機(jī)床2、cka6140 3、可編程控制器4、電氣控制目錄一 弓i胃1二、數(shù)控機(jī)床概述2（一）數(shù)控機(jī)床概念及基本組成2（二）數(shù)控機(jī)床國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀3三、ck6140型號(hào)數(shù)控車床概述6（一）數(shù)控車床工作原理6（二）ck6140數(shù)控車床運(yùn)動(dòng)分析7（三）ck6140數(shù)控車床電氣系統(tǒng)7四、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型10（）主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10（二）機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)10（三）電器元件選型11五、數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)14（一）系統(tǒng)電氣原理圖14（二）數(shù)控機(jī)床控制過程分析15（三）plc控制程序的設(shè)計(jì)16六結(jié)論25翻寸26#考1南犬27引言數(shù)控機(jī)床是由美國發(fā)明家約翰*帕森斯

6、上個(gè)世紀(jì)發(fā)明的。隨著電子信息技術(shù)的發(fā) 展，世界機(jī)床業(yè)己進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其屮數(shù)控機(jī)床就 是代表產(chǎn)品之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。它為國民經(jīng)濟(jì) 各個(gè)部門提供裝備和手段，具有無限放大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)。歐、美、口等工業(yè)化國家 己先后完成丫數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而中國從20世紀(jì)80年代開始起步，仍處于發(fā)展階 段。數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的動(dòng)化機(jī)床，能夠根據(jù)已編好的程序，使機(jī)床 動(dòng)作并加工零件。它綜合了機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、測(cè)量、微電子等最新技術(shù)，使用丫 多種傳感器，在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的傳感器主要有光電編碼器、直線光柵、接近開關(guān)、溫 度傳感器、霍爾傳

7、感器、電流傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、旋轉(zhuǎn)變 壓器、感應(yīng)同步器、速度傳感器等，主要用來檢測(cè)位置、直線位移和角位移、速度、壓 力、溫度等?？删幊炭刂破鳎╬lc）是以微處理器為核心的通用工業(yè)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)緊密結(jié)合，集計(jì)算機(jī)、控制、通訊于一體，具有可靠 性高、通用性強(qiáng)、應(yīng)用靈活、易于使用維修方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，為工業(yè)自動(dòng)化提供 丫近乎完美的自動(dòng)控制裝置。根據(jù)我國當(dāng)前的情況，繼電器-接觸器控制系統(tǒng)依然是機(jī) 械設(shè)備最常用的電氣控制方式，許多企業(yè)和高校實(shí)習(xí)工廠的數(shù)控機(jī)床和設(shè)備仍采用傳統(tǒng) 的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)，由于采用物理電子器件和大量而又復(fù)

8、雜的硬接線，使得系統(tǒng) 的可靠性差，工作效率低,故障診斷和排除困難,嚴(yán)重影響y工廠的生產(chǎn)效率。隨著科學(xué) 技術(shù)發(fā)展，可編程控制器的出現(xiàn)，許多以繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的機(jī)床組合電路通過 改進(jìn)，采用可編程控制系統(tǒng)，無論在性能上或者效率上都能得到很大提升。因此，采用 plc對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,對(duì)于數(shù)控機(jī)床的改進(jìn)具有重要意義。二、數(shù)控機(jī)床概述（一）數(shù)控機(jī)床概念及棊本組成1、數(shù)控機(jī)床的概念數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（computer numerical control machine tools）的簡(jiǎn)稱， 是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其 他符號(hào)指令規(guī)

9、定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝 置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和 尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的 零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展 方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。2、數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床由輸入輸出設(shè)備、cnc裝置、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置、可編程控制器plc及 電氣控制裝置、輔助裝置、機(jī)床本體及測(cè)量反饋裝置組成。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)電控系統(tǒng)的組 成簡(jiǎn)圖如圖1所示。圖1數(shù)控系統(tǒng)組成框圖輸入/輸出設(shè)備輸入裝置將各種加工信息傳遞于計(jì)算機(jī)的外部

10、設(shè)備。在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生初期，輸入裝 置為穿孔紙帶，現(xiàn)己淘汰，后發(fā)展成盒式磁帶，再發(fā)展成鍵盤、磁盤等便攜式硬件，極 大方便了信息輸入工作，現(xiàn)通用dnc網(wǎng)絡(luò)通訊申行通信的方式輸入。輸出指輸出內(nèi)部工作參數(shù)（含機(jī)床正常、理想工作狀態(tài)下的原始參數(shù)，故障診斷參 數(shù)等），一般在機(jī)床剛工作狀態(tài)需輸出這些參數(shù)作記錄保存，待工作一段時(shí)間后，再將 輸出與原始資料作比較、對(duì)照，可幫助判斷機(jī)床工作是否維持正常。加工程序載體數(shù)控機(jī)床工作過程，將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲(chǔ)在一種程序載體上, 如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤等，通過數(shù)控機(jī)床的輸入裝置，將程序信息輸入到cnc 單元。數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心?，F(xiàn)代數(shù)

11、控裝置均采用cnc （computer numerical control）形式，這種cnc裝置一般使用多個(gè)微處理器，以程序化的軟件形式實(shí)現(xiàn)數(shù)控 功能。數(shù)控裝置主要由輸入、處理和輸出三個(gè)基本部分構(gòu)成。伺服與測(cè)量反饋系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺 服控制。伺服系統(tǒng)的作用是把接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放人、整形處理后, 轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運(yùn)動(dòng)。伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩人 部分。驅(qū)動(dòng)裝置由主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和主軸伺服電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)組 成。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)是常用的驅(qū)動(dòng)裝置。測(cè)量元件

12、將數(shù) 控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移值檢測(cè)出來并經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置中，數(shù)控裝 置對(duì)反饋冋來的實(shí)際位移值與指令值進(jìn)行比較，并向伺服系統(tǒng)輸出達(dá)到設(shè)定值所需的位 移量指令。機(jī)床主體機(jī)床主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體，包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺(tái)、主軸 箱、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀架及自動(dòng)換刀裝置等機(jī)械部件。（二）數(shù)控機(jī)床國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1、國外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)1952年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過50多年的發(fā)展，數(shù) 控系統(tǒng)由當(dāng)初的電子管式起步，經(jīng)歷了分立式晶體管式一一小規(guī)模集成電路式一一大規(guī) 模集成電路式一一小型計(jì)算機(jī)式一一超大規(guī)模集成電路一一微機(jī)式的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控裝 置也由nc向cnc

13、發(fā)展，廣泛采用32位cpu組成多微處理器系統(tǒng)；驅(qū)動(dòng)裝置向交流、數(shù) 字化方向發(fā)展，cnc裝置向人工智能化方向發(fā)展，新型的自動(dòng)編程系，數(shù)控系統(tǒng)可靠性 不斷提高。數(shù)控系統(tǒng)功能越來越完善，使用越來越方便，可靠性越來越高，性能價(jià)格比也越來越高。國外新一代數(shù)控系統(tǒng)采用開放式體系結(jié)構(gòu)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)數(shù)控 機(jī)床技術(shù)更快的更新?lián)Q代。世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用pc機(jī)豐富的軟硬件資源 開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新-代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)冇更好的通用性、 柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向大大發(fā)展。開放式體系結(jié)構(gòu)利用多cpu 的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)故障自動(dòng)排除，增強(qiáng)通信功能，提高進(jìn)線、

14、聯(lián)網(wǎng)能力。充足的軟、硬 件資源使數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶進(jìn)行的系統(tǒng)集成得到冇力支持，為用戶的二次開發(fā)帶來 極大方便，促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。 數(shù)控系統(tǒng)控制性能逐步向智能化發(fā)展，引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制 機(jī)理，不但具冇自動(dòng)編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自 動(dòng)生成、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ?，而且人機(jī)界面極為友好，并具冇故 障診斷專家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動(dòng)和 智能化進(jìn)給伺服裝置，能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載并自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。現(xiàn)在，實(shí)際用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)控系統(tǒng)主要有傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)，

15、如fanuco系統(tǒng)、 mttsubtshtm50系統(tǒng)等，這是一種專用的封閉體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，這類系統(tǒng)還是占領(lǐng) 了制造業(yè)的大部分市場(chǎng)。pc嵌入nc"結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)，如fanucisi、16i系統(tǒng)、 stxumertk840d系統(tǒng)、nwnl060系統(tǒng)、ab9/360等數(shù)控系統(tǒng)。由于nc部分仍然是傳統(tǒng)的 數(shù)控系統(tǒng)，用戶無法介入數(shù)控系統(tǒng)的核心。這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能強(qiáng)大，價(jià)格昂貴。 "nc嵌入pc"結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)。由開放體系結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制卡和pc機(jī)共同構(gòu)成。這 種運(yùn)動(dòng)控制卡通常選用高dsp作為cpu,具冇很強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控制和plc控制能力。如美國 deltatau

16、公司用pmac多軸運(yùn)動(dòng)控制卡構(gòu)造的pmac-nc數(shù)控系統(tǒng)、日本mazak公司用三 菱電機(jī)的meldasmagtc64構(gòu)造的mazatr0l640cnc等。soft型開放式數(shù)控系統(tǒng)是一種最 新開放體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，提供給用戶最大的選擇和靈活性，它的cnc軟件全部裝在 計(jì)算機(jī)中，而硬件部分僅是計(jì)算機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)和外部t/0之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用接口。soft 型開放式數(shù)控系統(tǒng)具冇最高的性能價(jià)格比，因而最冇生命力。2、國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，發(fā)展歷程大致可分為三個(gè)階段。封閉式發(fā)展階段， 由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是 引進(jìn)技術(shù)，消化吸收

17、，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。第三階段是實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn) 入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。目前我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展己由研究開發(fā)階段向推廣應(yīng)用階段過渡，也 是由封閉型系統(tǒng)向開放型系統(tǒng)過渡的吋期?？v觀我國數(shù)控技術(shù)50多年的發(fā)展歷程，我國數(shù)控技術(shù)在發(fā)展上取得了多方面的跨 越，可供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化、集成化、柔性化的制造設(shè)備，可服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象的實(shí)體造型, 并生成加工程序，自動(dòng)傳送到各臺(tái)機(jī)床進(jìn)行加工。5軸聯(lián)動(dòng)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床更加成熟；。 進(jìn)入世界高速數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國行列。機(jī)床采用電主軸，主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)200000r/min;。 進(jìn)入高精度、高精密數(shù)控機(jī)床生成國行列。進(jìn)入全數(shù)控化螺旋齒輪切齒機(jī)生產(chǎn)行列，使 中國成為繼美國、瑞士、

18、德國之后的第四個(gè)能生產(chǎn)這類機(jī)床的國家。關(guān)聯(lián)桿系（虛擬軸） 開始走向?qū)嵱没?ack6140型號(hào)數(shù)控車床概述（一）數(shù)控車床工作原理ck6140數(shù)控車床將被加工零件圖紙的幾何信息和工藝信息用規(guī)定的代碼和格式編 寫成加工程序，然后將加工程序輸入到數(shù)控裝置，按照程序的要求，經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)信總 處理、分配，使各坐標(biāo)移動(dòng)若干個(gè)最小位移量，實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成零件 的加工。ck6140數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。表1ck6140數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)床身上最大工件冋轉(zhuǎn)直徑0400mm快速進(jìn)給速度x/z：6000/8000mm/nii n拖板上最大工件冋轉(zhuǎn)直徑1000mm每轉(zhuǎn)切削

19、進(jìn)給量0.005-100mm/r最大車削長度850mm進(jìn)給電機(jī)扭矩（功率）x 向 4nm, z 向 6nm主軸轉(zhuǎn)速范圍（變頻）可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速及恒線速切削401800r/min定位精度（全程）x 向 0. 01mm, z 向 0. 01 mm主軸通孔直徑重復(fù)定位精度x 向 0. 007mm, z 向 0.01mmx向行程220mm尾架套筒內(nèi)孔錐度莫氏5號(hào)z向行程1000mm脈沖當(dāng)量0. 001mm最高加工精度it6表面粗糙度rai. 6四工位電動(dòng)刀架刀桿截面尺寸25mmx25mm主軸電動(dòng)機(jī)m7.5kw looor/min刀臺(tái)電動(dòng)機(jī)m20. 18kw 1500r/min尾座套筒壓緊力90000n潤

20、滑電動(dòng)機(jī)m30. 09kw 1400r/min尾座套筒直徑85mm冷卻電動(dòng)機(jī)m40. 12kw 2900r/min尾座套筒行程110mm（二）ck6140數(shù)控車床運(yùn)動(dòng)分析數(shù)控車床的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括：主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)主軸的控制，進(jìn)給系統(tǒng)，各個(gè)坐標(biāo)軸 的控制。數(shù)控車床的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的兩端部件是主電動(dòng)機(jī)與主軸，它的功能是把動(dòng)力源（電 動(dòng)機(jī)）的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳遞給主軸，使主軸帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)，并滿足數(shù)控車床主 軸變速和換向的要求。主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)由交流主軸電動(dòng)機(jī)配備變頻器實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速調(diào)速。進(jìn) 給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)是指機(jī)床上驅(qū)動(dòng)刀架實(shí)現(xiàn)縱向（z向）和橫向（x向）運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給傳動(dòng)，在 ck6140車床上，各軸都由交流伺服電動(dòng)

21、機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。刀架運(yùn)動(dòng)是指實(shí)現(xiàn)刀架上刀架的轉(zhuǎn) 動(dòng)和刀架的開定位、定位與夾緊的運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。刀架運(yùn)動(dòng)是由換刀交 流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)的。數(shù)控機(jī)床的冷卻系統(tǒng)主要包括用于在切削過程中的冷卻刀具和工件， 同吋也起沖屑作用，由冷卻泵實(shí)現(xiàn)。ck6140數(shù)控車床液壓系統(tǒng)主要進(jìn)行主軸變速換擋, 中心跟刀架電機(jī)排屑器。ck6140數(shù)控車床中的潤滑系統(tǒng)為對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌、滾珠絲杠等的潤 滑。潤滑形式冇電動(dòng)間歇潤滑泵和定量式集中潤滑泵。數(shù)控車床尾座一般是在加工時(shí)對(duì) 工件起輔助支撐作用，由尾座體和尾座套簡(jiǎn)兩部分組成。尾座套簡(jiǎn)前安裝頂針，套筒可 以自動(dòng)伸出和縮冋，實(shí)現(xiàn)頂尖對(duì)工件的支撐作用。（三）ck6140數(shù)控午床電氣系

22、統(tǒng)cka6140數(shù)控臥式車床的電氣控制系統(tǒng)是由cnc主控制裝置、交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、 主軸系統(tǒng)及強(qiáng)電控制部分等構(gòu)成。cnc主控制裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置及主軸系統(tǒng)，采用德 國siemens公司的產(chǎn)品，機(jī)床電氣控制系統(tǒng)框圖如圖2所示。圖2 ck6140數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)框圖1、機(jī)床電氣容量及要求機(jī)床容量及要求如表2所示。表2機(jī)床容量及要求項(xiàng)目電源總?cè)萘繚M載電流電源總?cè)蹟嚯娏鞣雷o(hù)等級(jí)參數(shù)24kva34a40aip542、機(jī)床電氣技術(shù)要求機(jī)床供電電源要求采用三相四線制，380v50hz交流電，電纜或電線的截面積應(yīng)采用不小于6mm2導(dǎo)電率高的銅線。保護(hù)地線還必須與機(jī)床所設(shè)置的專用接地螺釘牢固、接地電阻r10

23、q。主要參數(shù)如表3所示。表3機(jī)床電氣主要技術(shù)要求項(xiàng)目電網(wǎng)電壓電網(wǎng)頻率工作環(huán)境溫度相對(duì)濕度參數(shù)交流 380v(±10%)50hz (土 1hz)540度25° 時(shí) 80%3、機(jī)床電氣的構(gòu)成數(shù)控系統(tǒng)cnc選用日本fanuc公司的fanuc oi mate系列。伺服驅(qū)動(dòng)裝置及伺服電動(dòng)機(jī)及控制單元如表4所示。表4伺服驅(qū)動(dòng)裝置及伺服電動(dòng)機(jī)及控制單元伺服驅(qū)動(dòng)裝置及伺服電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)裝置伺服電動(dòng)機(jī)備注x軸p -svm1-20ac12/2000太侶服由動(dòng)州.西h宥雒対佶編碼惡.z軸3 -svm1-20ac12/2000在加工過程中有斷電保護(hù)功能。伺服電動(dòng)機(jī)x軸理論最大進(jìn)給速度6000m/m

24、inz軸理論最大進(jìn)給速度8000m/min強(qiáng)電控制單元主軸電動(dòng)機(jī)ml1.5kw 1000r/min變頻電動(dòng)機(jī)刀臺(tái)電動(dòng)機(jī)m20.18kw 1500r/min潤滑電動(dòng)機(jī)m30.09kw 1400r/min冷卻電動(dòng)機(jī)m40.12kw 2900r/min控制變壓器tc1:交流380v/220v/24v/26v/28v 630va。主要為控制冋路和冷卻風(fēng) 扇提供220v電源；為整流橋提供26v交流電源；為穩(wěn)壓電源gs1提供220v交流輸入穩(wěn)壓電源gs1:為控制冋路提供穩(wěn)定的220v交流?？刂谱儔浩鱰c2:交流380v/220v 2200va。主要為穩(wěn)壓電源gs2、伺服驅(qū)動(dòng)裝置和 伺服電動(dòng)機(jī)提供220v交

25、流。穩(wěn)壓電源gs2:主要為cnc裝置、lcd/mdt、t/0 ltnk、plc t/0、伺服驅(qū)動(dòng)裝置等 提供24v穩(wěn)定的直流電源。接觸器構(gòu)成該車床電氣輸出執(zhí)行元件；繼電器構(gòu)成該車床電氣輸出放大元件；各種 壓力開關(guān)、防護(hù)開關(guān)、腳踏開關(guān)、按鈕等構(gòu)成該車床電氣輸入元件。電枳與車床接地線用6mm2黃綠雙色線；電枳與其它部件接地線用13mm2黃綠雙色 線。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型（）主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)a前數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)多采用交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)即交流主軸電動(dòng)機(jī)配備變頻器 或主軸伺服驅(qū)動(dòng)控制的方式。1、主軸電動(dòng)機(jī)選型查機(jī)電一體化手冊(cè)車削功率在0. 8-2kw之間根據(jù)切削功率pc與主傳動(dòng)鏈的總效率 n估算，。主傳動(dòng)鏈的功

26、率效率n =0.70.85，數(shù)控車床多采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和較短的 機(jī)械傳動(dòng)鏈，效率較大，因此取7=0. 78，則估計(jì)p在1.43kw2.86kw.之間。pc=-kw60000（公式 4-1）fz主切削力的切向分力，n;t切削速度n>cm；查金屬切削手冊(cè)知，以硬質(zhì)合金刀具車削45#鋼為例，數(shù)控車床有代表型的主切削 力的切向分力a大約在1000n左右，切削速度取90250r/min,則pc=l 000x 90/60000=0.98k wp = 1 .4 kw（公式4-2）考慮到空轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的功率損失，如各傳動(dòng)件在空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)的摩損功耗，傳動(dòng)件的攪油 和克服空氣m力功率以及其其它動(dòng)載荷的摩擦損耗等。ck

27、6140數(shù)控車床床是中等規(guī)格數(shù)控車床，參照國內(nèi)外同類機(jī)床的電動(dòng)機(jī)功率，此機(jī) 床可選1. 5kw的電動(dòng)機(jī)，考慮到數(shù)控機(jī)床變速范圍大，因此選用simotics 1le0標(biāo)準(zhǔn)電 機(jī)。（二）機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)伺服控制系統(tǒng)是聯(lián)接數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床的樞紐，其性能是影響數(shù)控機(jī)床精度、穩(wěn)定性、 可靠性、加工效率等方面的重要因素。數(shù)控機(jī)床伺服控制系統(tǒng)分為開環(huán)和閉環(huán)兩種位置 控制方式。位置控制系統(tǒng)是由伺服驅(qū)動(dòng)器中的位置控制模塊、速度控制模塊、位置檢測(cè) 及反饋控制等各部分組成。殲環(huán)位置控制不需要位置檢測(cè)及反饋，閉環(huán)位置控制需要位 置檢測(cè)及反饋。位置控制反饋能夠精確地控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，快速而準(zhǔn)確地跟蹤 指令運(yùn)動(dòng)。ck

28、6140數(shù)控車床調(diào)速范圍寬，調(diào)速范圍&是指進(jìn)給電動(dòng)機(jī)提供的最低轉(zhuǎn)速。和最 高轉(zhuǎn)速之比，即為保證在任何情況下都能得到最佳切削條件，要求 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須具冇足夠?qū)挼臒o級(jí)調(diào)速范圍（通常大于1: 10000）,尤其在低速（如 轉(zhuǎn)速小于0. lr/min）吋，要仍能平滑運(yùn)動(dòng)而無爬行現(xiàn)象。要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具冇較好的 靜態(tài)特性和較高的剛度，從而達(dá)到較高的定位精度，以保證機(jī)床具冇較小的定位誤差與 重復(fù)定位誤差（本設(shè)計(jì)對(duì)伺服系統(tǒng)的分辨率的要求是達(dá)到0.01mm）,同時(shí)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 要冇較好的動(dòng)態(tài)性能，以保證機(jī)床具冇較高的輪廓跟隨精度。還要求冇良好的快速響應(yīng) 特性，以縮短進(jìn)給系統(tǒng)的過渡過程吋間，減小輪廓

29、過渡誤差。要求伺服驅(qū)動(dòng)器具冇數(shù)分 鐘其至半小時(shí)內(nèi)1.5倍以上的過載能力，在短吋間內(nèi)可以過載4-6倍而不損壞。同時(shí)要 求數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性高，工作穩(wěn)定性好，具冇較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等 環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾能力。因此，本設(shè)計(jì)綜合考慮多種因素，最終選用帶冇再 生冋饋功能的stnamtcs v60伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，配置stemens公司的1fl5系列的伺服電機(jī) x軸伺服電機(jī)與z軸伺服電機(jī)都選用stmottcs 1fl5型號(hào)伺服電機(jī)。（三）電器元件選型1、斷路器選型選用斷路器時(shí)，斷路器的額定電壓應(yīng)不小于被控線路的額定電壓，斷路器的額定電 流應(yīng)不小于其所安裝的過流脫扣器和熱脫扣器的額定電流。

30、斷路器額定電壓 線路額定電壓；斷路器額定電流線路計(jì)算負(fù)荷電流；斷路器脫扣器額定電流線路計(jì)算負(fù)荷電流；斷路器極限通斷能力線路中最大短路電流；線路末端單相對(duì)地短路電流不小于1.25倍的自動(dòng)開關(guān)瞬時(shí)（或短延時(shí)）脫扣整定 電流；斷路器欠電壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。2、電動(dòng)機(jī)保護(hù)自動(dòng)開關(guān)選型長延時(shí)電流整定值=電動(dòng)機(jī)額定電流；6倍長延時(shí)電流整定值的可返冋時(shí)間彡電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間；鼠籠形瞬時(shí)整定電流為815倍脫扣器額定電流；繞線形瞬時(shí)整定電流為36倍脫扣器額定電流。3、熔斷器選型熔斷器由熔體（熔絲或熔片）和安裝熔體的熔管（或熔座）組成。當(dāng)電路發(fā)生短路 流時(shí)，熔體中電流產(chǎn)生熱量，當(dāng)其產(chǎn)生之熱量達(dá)到熔體的熔

31、點(diǎn)吋，熔體熔斷，切斷電路。熔體的額定電壓應(yīng)不小于被控線路的額定電壓，熔斷器的額定電流應(yīng)不小于其所安 裝熔體的額定電流。熔體的額定電流如下計(jì)算：ire >（1.5-2.5、ie，max+/e（公式 4-3）式中：/<?, max為容量最大的一臺(tái)電機(jī)的額定電流為其余電機(jī)的額定電流；-其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和。4、接觸器的選型交流接觸器是利用電磁線圈的吸力特性使觸頭閉合或斷開大電流電路，其可頻繁接 通或斷開電機(jī)或其它負(fù)載。交流接觸器的額定電壓，其額定電壓應(yīng)不小于負(fù)載回路的電壓。交流接觸其的額定 電流應(yīng)不小于被控回路的額定電流。交流接觸器的額定電流應(yīng)依照以下公式計(jì)算：km（公式4-1）式屮：

32、ikm接觸器主觸頭電流；pn一一負(fù)載的額定功率；un負(fù)載的額定電壓；k經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取11.4。5、熱繼電器的選型（1）長期工作或間斷長期工作電動(dòng)機(jī)熱繼電器的選型 按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間選擇：tf= （0.50.7） td tf一一熱繼電器在61e下的可返回時(shí)間 td熱繼電器在61e下的動(dòng)作時(shí)間(2) 按電動(dòng)機(jī)額定電流選擇：tz= (0.951.05) tedtz一熱繼電器整定電流ted一一電動(dòng)機(jī)額定電流(3) 按斷相保護(hù)要求選擇：對(duì)于星形接法的電動(dòng)機(jī)，采用三極熱繼電器即可；對(duì)于三角形接法的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采 用帶斷相運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)裝置的熱繼電器。6、中間繼電器中間繼電器是繼電器的一種，內(nèi)置常開和常閉觸點(diǎn)，其根據(jù)外

33、界輸入的一定電信號(hào)， 使其線圈導(dǎo)通，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)電冋路的控制，以達(dá)到弱電控 制強(qiáng)電的s的。主要開關(guān)電器型號(hào)、規(guī)格如表5所示。表5主要開關(guān)電器型號(hào)、規(guī)格名稱型號(hào)整定值用途供貨qm2msi16-10. 75a臺(tái)動(dòng)電動(dòng)機(jī)abb公司qm3msi 16-0. 630. 4a潤滑電動(dòng)機(jī)qm4msi 16-0. 40. 32a冷卻電動(dòng)機(jī)qf13nmd1-63d3p20a變頻電動(dòng)機(jī)上海信良qf14nmd1-63d3p10a伺服電動(dòng)機(jī)qf1nmd1-63d2p3atc1原邊qe2nmd1-63d1p3atc1 副邊 220vqf3nmd1-63d1p5八tc1 副邊 24v/26v/28

34、vqf5nmd1-63d1p5a+24vqf6nmd1-63d1p1atc1 副邊 220v五、:控車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）系統(tǒng)電氣原理圖系統(tǒng)電氣原理圖，即是機(jī)床的動(dòng)力電路如圖3所示。圖3系統(tǒng)電氣原理圖圖3將三相電源經(jīng)空氣斷路器q1和q2引入，單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)主軸電動(dòng)機(jī)ml用接觸 器km3和謂4形成的互鎖電路控制正反轉(zhuǎn)。變壓器t1為x軸、z軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器提供 ac55v供電電源；變壓器t2為強(qiáng)電控制電路提供ac220v電源；變壓器h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。圖4中啟動(dòng)按鈕sb2、sb3使用復(fù)合按鈕，復(fù)合按鈕的常閉觸點(diǎn)用來斷開轉(zhuǎn)向和反 的接觸器線圈的通電lh路

35、，兩個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)km1、km2起互鎖作用，即當(dāng)一個(gè)接 觸器通電時(shí)，其常閉觸點(diǎn)斷開，使另一個(gè)接觸器線圈不能通電。（二）數(shù)控機(jī)床控制過程分析1、啟動(dòng)過程啟動(dòng)時(shí)，合上q1，引入三和電源。按下啟動(dòng)按鈕sb2，接觸器km1線圈通電吸合， 則km1的主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)接通電源直接啟動(dòng)運(yùn)行。與此同時(shí)，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(hào)），則繼電器 ra1通電，ra1的觸點(diǎn)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(jī) 驅(qū)動(dòng)器供電，且主軸電機(jī)也通電。在控制面板上采用的是旋鈕開關(guān)，撥到“開”的位 罝后能一直保持接通狀態(tài)，從而使得km1

36、能夠持續(xù)閉合，為控制電路供電。2、主軸正反轉(zhuǎn)該車床采用兩個(gè)接觸器km3和km4來實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制。在電路中，為 了防止兩個(gè)接觸器同時(shí)動(dòng)作而造成短路，將實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)的km3和km4進(jìn)行互鎖。所以， 電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路實(shí)際上是由互鎖的兩個(gè)方向和反的單向運(yùn)行線路組成的。繼電器ra3閉合，ra3常閉觸點(diǎn)斷開。接觸器km3閉合，km4由互鎖電路斷開（即使ra4誤動(dòng)作也不會(huì)閉合），主軸電機(jī)正 轉(zhuǎn)o繼電器ra4閉合，ra4常閉觸點(diǎn)斷開。接觸器km4閉合，km3由互鎖電路斷開（即使ra4誤動(dòng)作也不會(huì)閉合），主軸電機(jī)反正如上面所指出的那樣，在該正反轉(zhuǎn)控制電路中，兩個(gè)接觸器的常閉觸頭km3和km4互

37、鎖。所以在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的換向操作時(shí)，必須先按下停止按鈕才能反向啟動(dòng)。3、停止過程按下急停按鈕sb1,則繼電器ra2斷電，ra2的輔助觸點(diǎn)斷開，從而使得與之串聯(lián) 在一起的繼電器ra1斷電，ra1的輔助觸點(diǎn)斷開。與ra1的觸點(diǎn)串聯(lián)的接觸器km2線圈 斷電，同時(shí)接觸器km1的觸頭也斷開。km2線圈斷電使步進(jìn)電機(jī)斷電。km2的觸頭也會(huì) 隨km2線圈的斷電而斷開，則主軸控制電路斷電。km1觸頭的斷開也會(huì)使控制電路斷電。 若是行程開關(guān)接通，也會(huì)使繼電器ra2斷電，同理，整個(gè)控制電路也將會(huì)斷電。（三）plc控制程序的設(shè)計(jì)1、plc程序模塊劃分由于車床的操作過程復(fù)雜，機(jī)加工控制對(duì)象每一工作循環(huán)周期的控制關(guān)系比較

38、復(fù) 雜，在本次設(shè)計(jì)中，綜合數(shù)控車床的特點(diǎn)，在幵發(fā)該機(jī)床的plc控制程序的過程中將plc 程序劃分為7個(gè)模塊，即公用程序模塊、主軸模塊、坐標(biāo)軸控制模塊、潤滑控制模塊、 &動(dòng)換刀模塊、報(bào)警模塊和冷卻控制模塊。2、t/0分配木次程序開發(fā)所用i/o分配見表6所示。表6 plc i/o端子分配表輸入端輸出端輸入設(shè)備輸入端子號(hào)輸出輸fh端子號(hào)旋鈕開關(guān)xox13循環(huán)啟動(dòng)y0循環(huán)啟動(dòng)按鈕x14進(jìn)給保持y1進(jìn)給保持按鈕x15單段y2單段按鈕x16機(jī)床鎖住y3機(jī)床鎖住按鈕x17快進(jìn)y4主軸正轉(zhuǎn)按鈕x20主軸正轉(zhuǎn)y5主軸反轉(zhuǎn)按鈕x21主軸反轉(zhuǎn)y6主軸停按鈕x22主軸停y7x向退按鈕x23x向退y10x向進(jìn)按

39、鈕x24x向進(jìn)y11z向退按鈕x25z向退y12z向進(jìn)按鈕x26z向進(jìn)y13快進(jìn)按鈕x27nc報(bào)警y14急停按鈕x30超程報(bào)鳘y15超程解除按鈕x33x回參考點(diǎn)y16z正向行程開關(guān)x34z回參考點(diǎn)y17z反向行程開關(guān)x35進(jìn)行潤滑y20x正向行程開關(guān)x36潤滑故陴報(bào)警y21x反向行程開關(guān)x37換刀完成y22冷卻開按鈕x40刀架正轉(zhuǎn)y23冷卻關(guān)按鈕x41驅(qū)動(dòng)指示y24潤消電機(jī)起動(dòng)按鈕x42冷卻開y25潤滑油路壓力繼電器x43x軸驅(qū)動(dòng)使能y2614號(hào)刀到位x44x47z軸驅(qū)動(dòng)使能y27換刀按鈕x503、梯形圖設(shè)計(jì)在本次程序開發(fā)采用exgp_win-c編程軟件。exgpjv1n-c是在windows

40、操作系統(tǒng)下運(yùn)行的fx系列plc的專用編程軟件，操作界而簡(jiǎn)單方便，在該軟件中可通過梯形圖、 指令表及sfc符號(hào)來編寫plc程序。創(chuàng)建的程序可在串行系統(tǒng)屮與plc進(jìn)行通訊、文 件傳送、操作監(jiān)控以及完成各種測(cè)試功能。公用程序公用程序如圖5所示。x034x036x0304f馴ihx0156|ihx016siih10x017x02712< m0 < x000 x001 x002 ) x003 v0cm 圖5公用程序梯形圖回原點(diǎn)程序在正式進(jìn)行數(shù)控加工之前，刀架應(yīng)當(dāng)先回零，回零之后刀架在機(jī)床坐標(biāo)系中的位罝 就定下來了。歸零程序如閣6所示。x012ohhx036-se7爛-se1x01?-rstx

41、010-rsix012-rst圖6回原點(diǎn)控制程序梯形圖閣6所示為刀架自動(dòng)回原點(diǎn)的梯形閣。撥開回原點(diǎn)起動(dòng)按鈕x12, m14變?yōu)閛n,刀 架開始向x和z兩個(gè)方向退，退到x正向行程開關(guān)時(shí)x36為on,刀架向z方向退，至ijz 向限位處吋，x34變?yōu)閛n, z方向也停止并將m14復(fù)位。這時(shí)原點(diǎn)條件滿足，m0為on, 在公用程序中，初始步m0被置位。主軸控制程序數(shù)控機(jī)床主軸控制包括主軸正反轉(zhuǎn)控制和主軸停轉(zhuǎn)控制等。主軸控制程序如閣7所ox035o|ihx0304f< m110)x037-hi-m1w x022iij4-x0207i-hhx0214fm100hh m100) m31923263033

42、35m3-hhx021ihx0204fm100hhm3)1jm3i卜t0 x006-hiw-iht1 觀-him-x022-hi-<10k50)(觀pik50)(職(驟end 圖7主軸控制梯形圖在梯形圖中，主軸正、反轉(zhuǎn)之間有邏輯互鎖關(guān)系，以免控制功能切換吋發(fā)生故障。 除此之外，必須采用plc內(nèi)部的時(shí)間繼電器進(jìn)行延時(shí)控制，否則會(huì)造成正、反轉(zhuǎn)接觸器 同時(shí)接通而引起電源短路。這是因?yàn)閜lc執(zhí)行程序的速度要比接觸器動(dòng)作速度快得多。 程序中用定時(shí)器to和t1來完成5s的轉(zhuǎn)換延時(shí)。另外，還利用plc內(nèi)部的輔助繼電器 m03和m04作為正反轉(zhuǎn)控制的輔助繼電器。坐標(biāo)軸控制程序坐.標(biāo)軸控制設(shè)計(jì)的核心是圍繞

43、米標(biāo)軸驅(qū)動(dòng)允許而展開，包括超程、驅(qū)動(dòng)故障、絕標(biāo) 軸緊停、坐標(biāo)軸正常停止等的控制。一方面為plc給出坐標(biāo)軸可以運(yùn)動(dòng)的信號(hào)，另一方 面又控制著電機(jī)運(yùn)行。坐標(biāo)軸控制程序梯形閣如閣8所示。x035x0304-x022hhx037x03044-x022令v026x02781)1ih11x034x036x030iiii15x024-hhx0374fvow44-x02?4t-< x027 < 026 <期< m0 < x011 2126283941x011hhx023-hhx010x036ihxoiix0224f x010 x026x035x012iiwr-41-x013 ii

44、-x025xoi?hhx0224f< x016 013 x0134fx0224f< x012 圖8坐標(biāo)軸控制梯形圖報(bào)警處理程序在plc控制系統(tǒng)發(fā)生事故、故障時(shí)都應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，一般是聲光報(bào)警信號(hào)。此處用plc基本邏輯指令實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能,其梯形閣如閣9所示。x035ohhm124f< m13 x037 1-5一 1ii(x0333hi0(m13imm8013m13(m12 end 圖9報(bào)警控制梯形圖當(dāng)反向行程開關(guān)x35、x37被碰到時(shí)，繼存器m13接通。同時(shí)，特殊繼存器m8013 周期性的通斷，與之相連的報(bào)警指示燈閃爍，當(dāng)按下“超程解除”按鈕x33,繼存器 m12接通，報(bào)警指示燈

45、熄滅當(dāng)反向行程開關(guān)接通報(bào)警后，將會(huì)控制整個(gè)機(jī)床停止運(yùn)動(dòng)。定時(shí)潤滑控制程序w21在正常工作時(shí)，按下潤滑電機(jī)起動(dòng)按鈕后，系統(tǒng)即幵始進(jìn)行潤滑，運(yùn)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)丁去。plc還對(duì)潤滑系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn) 行監(jiān)測(cè)。具體的梯形圖如圖10所示。 m28 m28hh11m28-htt-t5 x020 16-iiwohh17v020hhm28x043-44-26y020m28ih巧k100<18k50k18000湖l_)i(17k503517 x021 1838圖10潤滑控制梯形圖plc在潤滑系統(tǒng)開始進(jìn)行潤滑后即通過潤滑油路壓力繼電器檢査潤滑油路中潤滑油 的流動(dòng)是否正

46、常，若壓力繼電器一直閉合，說明油路有堵塞。潤滑的5秒定時(shí)時(shí)間到了之 后，開始30分鐘的間隔，此時(shí)如果油路中還有油，說明油路有泄露。在這兩種情況下，plc 都會(huì)報(bào)警，潤滑就會(huì)停止。冷卻程序冷卻是根據(jù)加工任務(wù)來選用的，通過操作面板上的冷卻啟動(dòng)和停止按鈕來進(jìn)行控 制。在急停生效時(shí)，冷卻輸出禁止。梯形圖如圖11所示。m22m221iiim x025 end圖11冷卻控制梯形圖自動(dòng)換刀控制程序數(shù)控機(jī)床耍求能夠準(zhǔn)確、快速地?fù)Q刀。為提高換刀的效率和定位精度，該控制的設(shè) 計(jì)充分利用yplc具有豐富的數(shù)據(jù)功能指令的優(yōu)點(diǎn)，用數(shù)據(jù)指令來進(jìn)行判斷比較。假設(shè) t0是實(shí)際刀號(hào)，t1為待換刀號(hào)。數(shù)據(jù)寄存器d6存放實(shí)際刀號(hào)，d5存放待換刀號(hào)。d7存放 待換刀號(hào)與實(shí)際刀號(hào)的差值。用比較指令cmp進(jìn)行數(shù)據(jù)比較。比較結(jié)果使m17, m18, m19中的一個(gè)接通。當(dāng)d5大于 d6時(shí)，m17接通；d5等于d6時(shí)，m18接通；d5小于d6時(shí)，m19接通。在程序中首先對(duì)d5和 d6中存放的值進(jìn)行比較,判斷是否到位。當(dāng)d5=d6時(shí)，表示刀號(hào)相符；當(dāng)d5d6時(shí)，將 d5 d6的值存放到d8中，