【正文】 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)。40 圖11 CNC系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)框圖 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理雖然數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，但其的基本原理都是相通的。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。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，這一數(shù)控系統(tǒng)已不能滿足加工要求，本課題就是對現(xiàn)有的CK9930數(shù)控車床所進行的改造項目的一個組成部分。主要是車床電氣控制部分進行改造。這里所說的程序控制系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control,簡稱NC）而現(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)都是以計算機作為控制中心，所以稱為計算機數(shù)控(Computerized Numerical Control, 簡稱CNC)。即都是通過運算器進行插補運算，然后對進給軸進行閉環(huán)控制，實現(xiàn)機床的數(shù)控功能。利用這一原理,便可實現(xiàn)加工時縱、橫向的進給,并可獲得較高精度。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。它是在電器控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。執(zhí)行一個循環(huán)掃描過程所需的時間稱為掃描周期，其典型值為1～100ms。PLC對用戶程序進行循環(huán)掃描可分為三個階段進行，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。所以就涉及PLC與數(shù)控裝置、機床之間的信息交換。（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)。其中，G功能主要與聯(lián)動坐標軸驅(qū)動有關(guān)，是通過CPU控制數(shù)控裝置的I/0接口實現(xiàn)；M功能主要控制機床強電部分，包括主軸換向、冷卻液開關(guān)等功能；T功能與刀具的選擇和補償有關(guān)。當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)過譯碼指令進行譯碼后，檢索刀號，然后控制換刀裝置進行換刀。數(shù)控機床PLC主要完成數(shù)控機床的順序控制，包括對NC、機床及操作面板傳來的信號進行處理，實施急停及超程信號的監(jiān)控，并且完成對主軸、刀架、冷卻、潤滑等功能的控制。④ 換刀控制實現(xiàn)對程序換刀的控制。只是在控制手段上采用了先進的控制設(shè)備。每個功能的輸入信號，都可以通過控制面板上的按鈕進行操作，輸出則可以通過接觸器、電磁閥等執(zhí)行機構(gòu)完成。⑵ 可靠性高 PLC的平均無故障工作時間高達300000 h（），所以其可靠性高。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。其結(jié)構(gòu)主要有床身、主軸變速箱、床鞍、卡盤、刀架、絲杠和尾架等組成。⑵ 進給運動：刀架的橫向或縱向的直線運動。③要求主軸能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)。變壓器T1為X軸、Z軸步進電機驅(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。在控制面板上采用的是旋鈕開關(guān)，撥到“開” 的位置后能一直保持接通狀態(tài)，從而使得KM1能夠持續(xù)閉合，為控制電路供電。其具體的控制過程如下：繼電器RA3閉合，RA3常閉觸點斷開。正如上面所指出的那樣，在該正反轉(zhuǎn)控制電路中，兩個接觸器的常閉觸頭KM3和KM4互鎖。KM2線圈斷電使步進電機斷電。補充：若為按下急停，X30有效，單片機控制電路無法正常啟動；若為行程開關(guān)接通（206為高電平），X30無效，單片機控制電路可以正常啟動，認知超程錯誤。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。 PLC程序設(shè)計步驟圖41所示為PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試的一般步驟。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。在編制I/O分配表時，同類型的輸入點或輸出點盡量集中在一起,連續(xù)分配。創(chuàng)建的程序可在串行系統(tǒng)中與PLC進行通訊、文件傳送、操作監(jiān)控以及完成各種測試功能。 公用程序公用程序如圖 43 所示。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備。這是因為PLC執(zhí)行程序的速度要比接觸器動作速度快得多。它包括超程、驅(qū)動故障、坐標軸緊停、坐標軸正常停止等的控制。 圖410 報警控制梯形圖當反向行程開關(guān)X3X37被碰到時，繼存器M13接通。將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當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。同時，PLC還對潤滑系統(tǒng)的狀態(tài)進行監(jiān)測。定時潤滑的控制流程如圖411。 圖413 冷卻控制梯形圖 自動換刀控制程序數(shù)控機床要求能夠準確、快速地換刀。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。 T0D6T1D5D5 = D6 ?換刀完成 是 D5 ＞D6 ? 否 是 否D5－D6＋4 D8D5－D6 D8刀架正轉(zhuǎn)計數(shù)器計數(shù)換刀完成圖414 自動換刀控制流程圖該控制的設(shè)計充分利用了PLC具有豐富的數(shù)據(jù)功能指令的優(yōu)點，用數(shù)據(jù)指令來進行判斷比較。用比較指令CMP進行數(shù)據(jù)比較。當D5＝D6時，表示刀號相符；當D5＞D6時，將D5－D6的值存放到D8中，當D5＜D6時，將D5－D6＋4的值存放到D8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)。對于調(diào)試中出現(xiàn)的問題逐一進行了排除,其中的部分程序更是“從頭再來”，采取新的邏輯關(guān)系重新進行設(shè)計，經(jīng)過不斷的調(diào)整和完善，調(diào)試中所發(fā)現(xiàn)的問題都得到了解決。 本章小結(jié)PLC 作為先進的自動控制裝置，可以應(yīng)用于多種自動化控制系統(tǒng)中。各模塊的程序設(shè)計方法也是各不相同的，PLC控制程序設(shè)計中的經(jīng)驗設(shè)計法、順序設(shè)計法和繼電器控制線路移植法這三種常用方法都根據(jù)不同情況有所采用。所以開展此類有關(guān)機床改造的技術(shù)方案的研究從而切實有效地推進這項工程，很有意義。④ 為了進一步完善控制系統(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。利用PLC對普通機床進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。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。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。②系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了PLC的相關(guān)知識。致 謝 在本次設(shè)計以及論文編寫過程中，首先我要感謝朱老師給我的指導(dǎo)和幫助，在設(shè)計的開始階段，也是我最迷茫的階段，朱老師給了我多方向上的建議和指導(dǎo)，使我明確了設(shè)計目的。這次的畢業(yè)設(shè)計不僅使我了解很多新的知識，