【正文】 試中出現(xiàn)的問題逐一進行了排除 , 通過調(diào)試這個環(huán)節(jié)，進一步提高了程序的正確性 和可靠性。 并且 利用 FXGP_WINC 軟件，用梯形圖編寫了 PLC 控制程序。但是，由于車床的操作過程比較復(fù)雜，要將 PLC應(yīng)用于控制車床動作，必須將 PLC及其控制模塊和相應(yīng)的執(zhí)行元件加以組合。 特別適用于現(xiàn)有普通車床的自動化改造。 實踐證明，將 PLC 用于車床的數(shù)控系統(tǒng) ,具有系統(tǒng)硬件少、系統(tǒng)簡單、維修方便、成本低等優(yōu)點。 本文正是針對這一問題，用具有 較高性價比且功能強大、應(yīng)用范圍廣泛的三 菱 FX2N 微型可編程控制器（ PLC）對 CK9930 機床的電氣控制部分進行改造設(shè)計， 利用 PLC 來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器 — 接觸器控制，可以避免大量電器元件的更換，而且在邏輯關(guān)系 改變時只需要修改相應(yīng)的程序就可以實現(xiàn)目標(biāo)，既節(jié)約時間，也節(jié)省成本，同時也大幅度的提高了機床自動化控制程度和電氣控制系統(tǒng)柔性。尤其是在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境下，更會提前進入故障頻發(fā)期，又由于其控制線路復(fù)雜，給維修造成很大困難，且費用較高。使用多年后 ,故障多、維修量大、維護不便、可靠 性差 ,影響了正常的生產(chǎn)。 然而早期的數(shù)控機床 采用的是傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制方式 ,是依靠繼電器邏輯來實現(xiàn)相應(yīng)的功能。數(shù)控技術(shù)己成為現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，其水平高低和數(shù)控機床擁有量多少成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。 關(guān)鍵詞： PLC 控制 ，數(shù)控車床， 梯形圖 II ABSTRACT Numerical control machine tool is a digital control automation mechtronics tool. Early digital machine was relying on relay logic to achieve the corresponding function. Since relay logic is a hard wire system, wiring plexity, large dimension, difficult to change, if there was a problem, it would be difficult to repair. Its reliability is not good enough, that limits the normal production. This work is focus on this problem. The altering design of the electrical control of the CK9930 machine tools by using the Mitsubishi FX2N microprogrammable controller was introduced in this paper. Three point problems, the function of numeric control machine tools PLC， the electrical control principle of machine tools and the corresponding PLC programming and debugging were studied. And the process of the PLC control procedures development is illuminated in detail. According to the characteristics of tasks in the CNC lathe processing，its operation process would be plex. In order to use PLC to control the lathe movements, the PLC control module and the corresponding implementation ponents must be integrated. Therefore, in the development process of the control procedures, a modular design structure was used. The PLC control procedures development of the spindle control， the coordinates axis control, automatic cutter changing control, control and report regularly lubricating process functions were implemented. Using the FXGP_WINC, the PLC software of the control procedures were wrote. With the help of its operation and control functions， the operation of the procedures were observed through related equipments. KEY WORDS: PLC control， NC Lathe， Ladder diagram III 目 錄 緒論 ??????????????????????????????? 1 第一章 概述 ??????????????????????????? 2 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 ??????????????????? 3 數(shù)控系統(tǒng)的組成 ??????????????????? 3 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 ????????????????? 4 PLC 的硬件與工作原理 ?????????????????? 5 PLC 的簡介 ????????????????? ???? 5 PLC 的基本結(jié)構(gòu) ??????????????????? 5 PLC 的工作原理 ??????????????????? 6 第二章 數(shù)控車床的 PLC ?????????????????????? 7 數(shù)控車床 PLC 的信息傳遞 ????????????????? 7 數(shù)控車床中 PLC的功能 ?????????????????? 8 PLC 對輔助功能的處理 ???????????????? 8 PLC 的控制對 象 ??????????????????? 9 用 PLC實現(xiàn)車床電氣控制系統(tǒng)的功能 ???????????? 9 利用 PLC代替繼電器 — 接觸器控制方式的優(yōu)越性 ??????? 10 第三章 CK9930 數(shù)控車床電氣控制分析 ??????????????? 11 車床主要結(jié)構(gòu)和運動方式 ????????????????? 11 車床對電氣控制的要求 ?????????????????? 11 車床的電氣控制電路分析 ????????????????? 12 主電路分析 ???????????????????? 13 控制電路分析 ??????????????????? 14 第四章 PLC 控制程序的設(shè)計 ???????????????????? 16 PLC 程序設(shè)計方法 ???????????????????? 17 PLC 的編程語言 ??????????????????? 17 PLC 的程序設(shè)計步驟 ????????????????? 17 PLC 程序的模塊化設(shè)計 ?????????????????? 19 IV 輸入輸出分配 ?????????????????????? 19 梯形圖程序設(shè)計 ????????????????????? 21 梯形圖總體框圖 ?????????????????? 21 公用程序 ????????????????????? 22 回原點程序 ???????????????????? 22 主軸控制程序 ??????????????????? 23 坐標(biāo)軸控制程序 ?????????????????? 24 報警處理程序 ??????????????????? 27 定時潤滑控制程序 ????????????????? 27 冷卻程序 ????????????????????? 29 自動換刀控制程序 ????????????????? 29 需要說明的問題 ?????????????????? 32 梯形圖程序的調(diào)試 ???????????????????? 32 結(jié) 論 ????????????????????????????? 35 參考文獻 ????????????????????????????? 37 致 謝 ????????????????????????????? 38 附 錄 ????????????????????????????? 39 1 基于 PLC 的數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 緒 論 機床數(shù)控技術(shù)是 20 世紀(jì) 70 年代發(fā) 展起來的一種機床自動控制技術(shù)。 本文 主要完成了主軸控制、坐標(biāo)軸控制、自動換刀控制、定時潤滑控制以及報警處理等功能的 PLC 控制程序的開發(fā)。要用 PLC控制車床動作，必須將 PLC及其控制模塊和相應(yīng)的執(zhí)行元件加以組合。并且詳盡地展示了 PLC 控制程序的開發(fā)過程。 本文正是針對這一問題展開工作的。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，更改困難，一旦出現(xiàn)問題，很難維修。 I 基于 PLC 的數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 數(shù)控機床是一種機電一體化的數(shù)字控制自動化機床。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。這樣的系統(tǒng)，其 可靠性 往往也不高， 影響正常的生產(chǎn)。本文介 紹了用三 菱 FX2N 微型可編程控制器對 CK9930 機床的電氣控制部分的改造設(shè)計，重點闡述了 數(shù)控機床 PLC 的功能 、機床的電氣控制原理 及相應(yīng)的 PLC 程序編制與調(diào)試三方面的問題。 根據(jù)數(shù)控車床所承擔(dān)加工任務(wù)的特點，可知其 操作過程比較復(fù)雜。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。并 且 利用 FXGP_WINC 軟件編寫了該機床的 PLC 控制程序，并借助其運行、監(jiān)控功能，通過相關(guān)設(shè)備，觀察了程序的運行情況。 30 多年來，隨著電子器件、計算機、傳 感與檢測、機械制造等技術(shù)的不斷進步，數(shù)控技術(shù)得到迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使得普通機床逐漸被高效率、高精度的數(shù)控設(shè)備所替代，從而形成了巨大的生產(chǎn)力，使制造業(yè)發(fā)生了根本性變化。實現(xiàn)機床數(shù)控化也是我國當(dāng)前正在機械行業(yè)進行的一項大的信息化工程。 這些機床采用繼電器控制 ,觸點多、線路復(fù)雜。 據(jù)不完全統(tǒng)計，這些機床一般使用兩年后，電氣故障開始增多。 另外 ,還有部分舊機床雖然還能正常工作 ,但其自動化程度已不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)工藝要求。由于目前 PLC 技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，所以基于 PLC 的機床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計具有良好的可行性。所以 基于 PLC的車床電氣控制系統(tǒng)已經(jīng)在新型車床的電氣控制系統(tǒng)中得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，而將它用于車床的傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的改造，既符合控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，也符合我國的國情。 2 PLC具有邏輯控制、定時控制等較強的功能 ,同時它的編程語言形象、簡單 ,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種機械制造設(shè)備的順序控制。 本文在這一思想指導(dǎo)下，在認(rèn)真地分析原 車床的電氣控制電路的基礎(chǔ)上，分模塊 完成了程序的開發(fā)。 程序編寫完成之后，將用戶程序進行了模擬調(diào)試。 機床的電氣控制系統(tǒng)經(jīng)過改造后，在保留原有控制功能基礎(chǔ)上，整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護性得到了大大的提高。 隨著計算機技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的繼電器－接觸器控制將逐漸被可編程控制器（ PLC）控制系統(tǒng)取代以滿足現(xiàn)代控制對于高度柔性的要求。 3 第 1 章 概 述 CK9930 型數(shù)控車床配備的是華中 I 型數(shù)控系統(tǒng)，是一種比較老式的小型簡易經(jīng)濟型 數(shù)控系統(tǒng)。主要是車床電氣控制部分進行改造。該車床復(fù)雜的繼電器邏輯控制線路構(gòu)成的電氣控制系統(tǒng)故障率高，難于維護，很有必要對其進行改造，即用 PLC 代替繼電器 接觸器控制方式。 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)。前者 處理機床軌跡運動的數(shù)字控制，后者則處理開關(guān)量的邏輯控制。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。步進電機是一種在外加電脈沖信號的作用下一步一步地運轉(zhuǎn) ,將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相 應(yīng)角位移的機電元件。利用這一原