c650普通車床數(shù)控改造pmc控制系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)論文[帶圖紙]

1、<p>　　Tianjin University of Technology and Education</p><p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械維修及檢測(cè)技術(shù)教育 </p><p>　　班級(jí)學(xué)號(hào)： 機(jī)檢0301 - 29號(hào) </p><p>　　

2、學(xué)生姓名： 張 達(dá) </p><p>　　指導(dǎo)教師： 蔣 麗 副教授</p><p><b>　　二〇〇八年 六 月</b></p><p>　　天津工程師范學(xué)院本科生畢業(yè)論文</p><p>　　C650普通車床數(shù)控改造PMC控制系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)（FANUC）<

3、/p><p>　　Research and Design for the C650 common lather number control reformation PMC control system (FANUC)</p><p>　　專業(yè)班級(jí)：機(jī)檢0301班</p><p><b>　　學(xué)生姓名：張達(dá)</b></p><p

4、>　　指導(dǎo)教師：蔣麗 副教授</p><p>　　系 別：機(jī)械工程學(xué)院</p><p>　　2008 年 6 月</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　設(shè)備是企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的物質(zhì)基礎(chǔ)。設(shè)備性能和技術(shù)狀況的好壞，直接影響到企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)是一個(gè)機(jī)床擁有

5、量大、大部分機(jī)床服役年齡長(zhǎng)、數(shù)控化程度不高的發(fā)展中國(guó)家。用數(shù)控系統(tǒng)改造舊機(jī)床是提高設(shè)備各先進(jìn)性的一個(gè)有效途徑。</p><p>　　通過(guò)對(duì)C650數(shù)控車床改造過(guò)程的描述，論文闡述了機(jī)床改造的主要技術(shù)要求及工作內(nèi)容:</p><p><b>　　數(shù)控系統(tǒng)選型</b></p><p><b>　　電氣原理圖設(shè)計(jì)</b><

6、/p><p><b>　　PMC程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　地址設(shè)置</b></p><p><b>　　系統(tǒng)聯(lián)調(diào)</b></p><p>　　實(shí)踐證明,利用原有的舊機(jī)床進(jìn)行翻新改造，既得到了性能比改造前甚至比新機(jī)床更優(yōu)越的設(shè)備，又減少了資金投入。并且為后期維修費(fèi)

7、用的降低打下了良好基礎(chǔ)?？傊?，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；改造；PMC</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　For production technology developing and realization management aims, the equipment

8、 is the matter base of an　enterprise. Equipment performance and technical status is stand or fall, immediately influences the output quality and economic benefit of an enterprise. As for the developing countries like Chi

9、nese, there are a lot of machine tools that has low NC level and most of them have been used for long time. It is a kind of available approaches that retrofitting some old machine tools with NC sys</p><p>　　

10、According to describing the process of retrofitting the C650 NC lathe ，the thesis discusses the main technical requirement and work content:</p><p>　　Selecting the type of the NC system</p><p>　

11、　Designing the electric drawings</p><p>　　Designing the PMC program</p><p>　　Setting of the address</p><p>　　Setup all of the system</p><p>　　Facts have proved that, wi

12、th retrofitting the old original machine tool, we have received not only more excellent performance machine tool than the old one, even more than some new machine tool, but also lessening expense. In future, it is helpfu

13、l to establish the good foundation of decreasing the repairing-expense within using it. In a word, both the technical benefit and economic benefit are very prominent.</p><p>　　Key Words: NC machine；Retrofit；

14、PMC</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要 </b></p><p><b>　　ABSTRACT </b></p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　1.

15、1 機(jī)床數(shù)控化改造的發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀</p><p>　　1.2 機(jī)床電器控制的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀</p><p>　　第二章 C650機(jī)床簡(jiǎn)介</p><p>　　第三章 可編程序控制器的基本概況</p><p>　　3.1 可編程序控制器的基本概況</p><p>　　3.1.1可編程序控制器的定義</p>

16、<p>　　3.1.2可編程序控制器的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　3.1.3可編程序控制器的編程及順序程序</p><p>　　3.2 可編程序控制器的分類及特點(diǎn)</p><p>　　3.2.1可編程序控制器的特點(diǎn)</p><p>　　3.1.2可編程序控制器的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　第四章 數(shù)控系

17、統(tǒng)選型</p><p>　　4.1數(shù)控系統(tǒng)選型原則</p><p>　　4.2伺服系統(tǒng)的選型</p><p>　　4.3數(shù)控系統(tǒng)比較及選型確認(rèn)</p><p>　　4.4 FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)</p><p>　　4.4.1 FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)性能簡(jiǎn)介</p><p>　　4.4.2

18、FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)PMC簡(jiǎn)介</p><p>　　4.4.3 FANUC 0i系統(tǒng)PMC的性能和規(guī)格</p><p>　　4.4.4 內(nèi)裝I/O卡和I/O LINK地址分配</p><p>　　第五章 PMC 程序設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1機(jī)床的PMC輸入輸出接口地址分配</p><p>　　5.2轉(zhuǎn)塔選刀

19、PMC程序設(shè)計(jì)</p><p>　　5.3車床改造PMC程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　第六章 結(jié)論與展望</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　致謝&

20、lt;/b></p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　1-1、機(jī)床數(shù)控化改造的發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀：</p><p>　　機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生機(jī)盎然，正處在黃金時(shí)代。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個(gè)"永恒"的課題。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。</p

21、><p>　　數(shù)控車床可以較好地解決形狀復(fù)雜、精密、小批量及多變零件的加工問(wèn)題。能夠穩(wěn)定價(jià)格只聯(lián)合體高生產(chǎn)率，但是數(shù)控車床的應(yīng)用也受到其它一些條件限制。首先，數(shù)控車床價(jià)格較昂貴，一次性投資較大，對(duì)于中小企業(yè)來(lái)說(shuō)常常是心有余而力不足；其次，各企業(yè)人有大量的普通車床，完全用數(shù)控車床低緩根本不可能，而且替代下來(lái)到機(jī)床閑置起來(lái)又會(huì)造成浪費(fèi)。應(yīng)此，要教好地借鑒上述問(wèn)題，應(yīng)走普通機(jī)床數(shù)控改造之路。低成本普通車床說(shuō)空話改造是一項(xiàng)適

22、合我國(guó)實(shí)際情況等先進(jìn)適用技術(shù)，也是一項(xiàng)提升我國(guó)機(jī)床數(shù)控化的有效途徑。</p><p>　　數(shù)控化改造后的車床自動(dòng)化程度高，專業(yè)性強(qiáng)，加工精度及生產(chǎn)慮高；在應(yīng)用上比其他傳統(tǒng)的自動(dòng)化改造方案，有較大的通用性和可靠性，適應(yīng)多品種、中小批量生產(chǎn)；數(shù)控改造費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)性好；能夠發(fā)揮及床單原有功能和改造后的新增功能，提高機(jī)床的使用價(jià)值；數(shù)控改造的周期短，可滿足生產(chǎn)急需。普通車床的數(shù)控化改造一般是指對(duì)現(xiàn)有普通車床的某些部位做一

23、定的改造，配上經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置或標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)，從而使原機(jī)床具有數(shù)控加工能力。其改造有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　從提高資本效率出發(fā)，改造閑置的普通車床，能夠發(fā)揮舊機(jī)床的原有功能和改造后的新增功能，提高機(jī)床使用價(jià)值。</p><p>　　適應(yīng)多品種，小批量零件生產(chǎn)。</p><p>　　數(shù)控改造費(fèi)用低，減少了投資額，經(jīng)濟(jì)性好。數(shù)控車床改造費(fèi)用僅為新購(gòu)一臺(tái)數(shù)控車床費(fèi)

24、用的15％～25％，同購(gòu)置新機(jī)床相比，一般可以節(jié)省75％～85％的費(fèi)用。如果再結(jié)合機(jī)床大修理，幾乎就是一臺(tái)新的數(shù)控車床，甚至精度會(huì)更好，因?yàn)槠胀ㄜ嚧泊采聿粫?huì)再產(chǎn)生變形。</p><p>　　機(jī)械性穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)受限。所利用的普通車床床身基礎(chǔ)件是重而堅(jiān)固的鑄造構(gòu)件，而不是焊接構(gòu)件，改造后的機(jī)床性能高、質(zhì)量好，可以作為新設(shè)備繼續(xù)使用多年。數(shù)控化改造使原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，原有的手搖進(jìn)給機(jī)構(gòu)全部消失。這樣一方面，可以

25、提高精度，減少傳動(dòng)鏈對(duì)精度的影響；另一方面，可以減少機(jī)械故障率，提高運(yùn)行的可靠性。單色受到原來(lái)機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，不宜做突破性的改造。</p><p>　　操作者熟悉了機(jī)床、便于操作維修，降低了操作者的技術(shù)要求，更易于提高管理水平。購(gòu)買新機(jī)床時(shí)，不了解新機(jī)床是否能滿足其加工要求。改造則不然，可以精確地計(jì)算出機(jī)床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者對(duì)機(jī)床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓(xùn)時(shí)間短，見(jiàn)效快。改造的機(jī)

26、床一旦安裝好，就可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。操作者只需要對(duì)工件進(jìn)行裝夾和操作開(kāi)關(guān)，而零件的加工全部由數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)完成，即使比較復(fù)雜的工件也能快速完成，省去了對(duì)技術(shù)要求的煩惱。</p><p>　　可充分利用現(xiàn)有的條件?？梢猿浞掷矛F(xiàn)有基地，不需要重新構(gòu)筑基地。</p><p>　　可以采用最新的控制技術(shù)?？筛鶕?jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度，及時(shí)地提高生產(chǎn)設(shè)備多自動(dòng)化水平和效率，提高機(jī)床質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)床改

27、造成當(dāng)今水平的機(jī)床。自動(dòng)化程度高，專業(yè)性強(qiáng)，加工精度高，生產(chǎn)效率高。</p><p>　　增強(qiáng)了功能，如圓弧加工、錐度加工，這是傳統(tǒng)加工方法難以實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　交貨期短，可滿足生產(chǎn)急需?！　?lt;/p><p>　　1-2、機(jī)床電器控制的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀：</p><p>　　在機(jī)床工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，提高機(jī)床的加工速度和加工精度，始終

28、是人們努力解決的相互制約的兩大課題，也是推動(dòng)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)發(fā)展的動(dòng)力。電力拖動(dòng)控制、電力電子、檢測(cè)、計(jì)算機(jī)和控制理論的發(fā)展，為機(jī)床電氣控制系統(tǒng)不斷發(fā)展提供了物質(zhì)和科技條件。</p><p>　　20世紀(jì)40年代以前，機(jī)床的電氣控制主要采用交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的繼電器-接觸器控制。由于當(dāng)時(shí)的交流電動(dòng)機(jī)難以實(shí)現(xiàn)調(diào)速，只能通過(guò)皮帶、齒輪等機(jī)械機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)有級(jí)變速，因而機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，同時(shí)還限制了加工精度的提高。繼電器

29、-接觸器控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的各種運(yùn)動(dòng)控制（如啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、變速等），并可實(shí)現(xiàn)邏輯控制、連鎖控制、異地控制等，因而大大提高了機(jī)床的自動(dòng)化水平，有助于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。這種控制系統(tǒng)技術(shù)簡(jiǎn)單、易于掌握，至今仍被廣泛采用。 </p><p>　　繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是由各種電器組成的，而這些電器的機(jī)械動(dòng)作壽命是有限的，必須按時(shí)更換損壞的電器，以免影響系統(tǒng)的可靠性。另外，根據(jù)加工工藝的要求，需要改變控制

30、邏輯關(guān)系時(shí)，必須修改線路，重新安裝配線，這對(duì)現(xiàn)代機(jī)床的控制要求是很不適應(yīng)的。</p><p>　　20世紀(jì)40年代后，發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)、交磁發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)等直流調(diào)速系統(tǒng)，以其優(yōu)良的調(diào)速性能，被廣泛用于大型機(jī)床的主拖動(dòng)和進(jìn)給拖動(dòng)系統(tǒng)中。不僅提高了機(jī)床的加工性能，還簡(jiǎn)化了機(jī)床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 </p><p>　　近年來(lái)，由于電力電子器件及其變換技術(shù)的發(fā)展和矢量控制技術(shù)的應(yīng)用，交流調(diào)速系統(tǒng)

31、有了很大的發(fā)展，在調(diào)速性能上完全可以與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美，加之性能可靠、維護(hù)方便，因而在新一代機(jī)床中逐步取代著直流調(diào)速系統(tǒng)?！?lt;/p><p>　　在機(jī)床的控制方面，今年出現(xiàn)的可編程控制器（PLC）已廣泛用于電氣控制系統(tǒng)中。可編程控制器不僅可以按事先編好的程序進(jìn)行各種邏輯控制，還具有隨意編程、自動(dòng)診斷、通用性好、體積小、可靠性高的特點(diǎn)。因此，可編程控制器正逐步取代著繼電器－接觸器控制系統(tǒng)。　</p>

32、<p>　　可以預(yù)料，隨著科學(xué)季度的發(fā)展，機(jī)床PLC電氣控制系統(tǒng)將繼續(xù)向更高的方向發(fā)展，以不斷提高機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平。</p><p>　　第二章C650車床概述</p><p>　　C650車床屬于中型普通車床，床身最大工件回轉(zhuǎn)半徑1020mm，最大的工件長(zhǎng)度3000mm，可用來(lái)切削各種工件的外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋、螺桿、定型表面，并且可用鉆頭、鉸刀等進(jìn)行加

33、工。其主要由床身、主軸變速箱、尾座、掛輪箱、進(jìn)給箱、絲杠、光杠、刀架和溜板箱等組成。C650車床車削的主運(yùn)動(dòng)是主軸通過(guò)卡盤或頂尖帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是溜板箱帶動(dòng)刀架的縱向或橫向直線運(yùn)動(dòng)。輔助運(yùn)動(dòng)是刀架的快進(jìn)和快退、尾座的移動(dòng)與工件的夾緊與松開(kāi)。</p><p>　　該車床共有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)：M1為主電動(dòng)機(jī)，功率為30kW，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)和正、反轉(zhuǎn)，除了具有短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)裝置以外，還通過(guò)電流互感器TA接入電流

34、表A以監(jiān)視主電動(dòng)機(jī)的電流。主回路中，還串入了限流電阻R，它的作用有二：一是在點(diǎn)動(dòng)時(shí)，可防止因連續(xù)起動(dòng)而過(guò)載，故經(jīng)R實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，以減小起動(dòng)電流的連續(xù)沖擊；二是在制動(dòng)時(shí)，經(jīng)R可減小制動(dòng)電流。M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，功率為0.15kW，由接觸器KM4控制通斷，其起停控制方法與單向起動(dòng)控制方法完全相同，也具有短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)。M3為溜板箱快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，用以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約輔助工作時(shí)間，功率2.2kW，由接觸器KM5控制，由于溜板箱在快速

35、移動(dòng)時(shí)連續(xù)工作的時(shí)間不長(zhǎng)，因此未設(shè)過(guò)載保護(hù)。</p><p>　　下表是它的電氣元件目錄表。</p><p>　　C650型車床電氣元件目錄表</p><p><b>　　電路工作原理</b></p><p>　　合上組合開(kāi)關(guān)QS，將三相電源接通，電路進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。</p><p>　　1、主

36、電動(dòng)機(jī)M1的控制</p><p><b>　　點(diǎn)動(dòng)控制</b></p><p>　　按下SB4，電路L13-1-3-5～7-9-2-L11接通，接觸器KM1得電吸合，主觸點(diǎn)閉合，主電動(dòng)機(jī)M1經(jīng)電阻R與電源接通，電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)。在此過(guò)程，因中間繼電器KA沒(méi)通電，故KM1不自鎖。松開(kāi)SB4，KM1斷電，M1停轉(zhuǎn)。</p><p><b>

37、　　正、反轉(zhuǎn)控制</b></p><p>　　正轉(zhuǎn)：按下SB1，電路L13-1-3-13-KM1-9-2-L11接通，接觸器KM3首先得電吸合，主觸點(diǎn)閉合，將電阻R短接，同時(shí)，KM3常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合，（2-23）接通，中間繼電器KA得電吸合，KA的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，（5-11）接通，KM1得電吸合，KM1主觸點(diǎn)閉合，主電動(dòng)機(jī)M1在全壓下起動(dòng)正轉(zhuǎn)。同時(shí)由于KA和KM1吸合，使3-KA常開(kāi)觸點(diǎn)-13-11接通

38、，使KM1自鎖，故松開(kāi)SB1后，M1仍將繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　反轉(zhuǎn)：與正轉(zhuǎn)控制相類似，按下SB2，KM3首先吸合，再使KA吸合，后使KM2吸合，KM2的主觸點(diǎn)使電源相序反接，M1在全壓下起動(dòng)反轉(zhuǎn)。同時(shí)，由于KA和KM2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使電路3-KA常開(kāi)觸點(diǎn)-13-19接通，也使KM2得以自鎖，松開(kāi)SB2后，M1能連續(xù)反轉(zhuǎn)。</p><p>　　在KM1和KM2的電路中，分別串接有

39、KM2和KM1的常閉輔助觸點(diǎn)，起到互鎖的作用。</p><p><b>　　停機(jī)、制動(dòng)控制</b></p><p>　　從基本環(huán)節(jié)可知，反接制動(dòng)使由可逆環(huán)節(jié)加速度繼電器組成，速度繼電器與被控電動(dòng)機(jī)同軸聯(lián)接。</p><p>　　正轉(zhuǎn)制動(dòng)：當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)正轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)KR1閉合，為正轉(zhuǎn)制動(dòng)作好了準(zhǔn)備。</p><p

40、>　　停機(jī)時(shí)，按下停止按鈕SB6，接觸器KM1和KM3均斷電釋放，電動(dòng)機(jī)電源被切斷，此時(shí)M1在慣性旋轉(zhuǎn)，KR1仍閉合，在KM1和KM2斷電的同時(shí)，KA也釋放，即（3-15）接通，當(dāng)松開(kāi)SB6時(shí)，電路L13-1-3-15-17-21-9-2-L11接通，KM2得電吸合，主電動(dòng)機(jī)M1經(jīng)KM2主觸點(diǎn)和電阻R接通反相序電源，電動(dòng)機(jī)在反接制動(dòng)作用下，慣性旋轉(zhuǎn)的速度迅速下降，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到接近于零（100～120r/min）時(shí)，速度繼電

41、器的常開(kāi)觸點(diǎn)KR1斷開(kāi)，切斷了KM2的通電回路，使電動(dòng)機(jī)來(lái)不及反轉(zhuǎn)即斷電。</p><p>　　反轉(zhuǎn)制動(dòng)：反轉(zhuǎn)制動(dòng)與正轉(zhuǎn)制動(dòng)相類似。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)反轉(zhuǎn)時(shí)，KR2閉合準(zhǔn)備。停車時(shí)，KM1經(jīng)L11-1-3-15-5-7-9-2-L11而得電，電源經(jīng)KM1主觸點(diǎn)和電阻R接通進(jìn)行制動(dòng)。</p><p>　　2、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制</p><p>　　M2的控制是典型的單向

42、起動(dòng)控制電路。起動(dòng)時(shí)，安起動(dòng)按鈕SB3，KM4得電吸合，主觸點(diǎn)閉合，M2起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。停車時(shí)，安停止按鈕SB4即可。</p><p>　　3、刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的控制</p><p>　　刀架的快速移動(dòng)是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄，將行程開(kāi)關(guān)SQ壓住，使KM5主觸點(diǎn)閉合，M3起動(dòng)。KM5無(wú)自鎖環(huán)節(jié)，只要松開(kāi)刀架手柄，SQ斷開(kāi)，M3停止，行程開(kāi)關(guān)SQ的作用相當(dāng)于一個(gè)點(diǎn)動(dòng)按鈕。</p>&

43、lt;p><b>　　4、其他輔助電路</b></p><p>　　為了監(jiān)視主電動(dòng)機(jī)的電流情況，在M1的主電路中，經(jīng)過(guò)電流互感器接入了一只電流表A。為了防止電動(dòng)機(jī)在點(diǎn)動(dòng)和制動(dòng)時(shí)大電流對(duì)電流表的沖擊，將時(shí)間繼電器KT的觸點(diǎn)（延時(shí)斷開(kāi)的常閉觸點(diǎn)）與電流表相并聯(lián)。M1在起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流很大（起動(dòng)電流為額定電流的4～7倍），即電流互感器副邊電流也很大，但此時(shí)KT的觸點(diǎn)在延時(shí)時(shí)間內(nèi)（起動(dòng)時(shí)間只有

44、1～3s，而繼電器的延時(shí)時(shí)間在60s范圍內(nèi)可調(diào)）尚未斷開(kāi)，沖擊電流只經(jīng)過(guò)該延時(shí)觸點(diǎn)，而電流表則無(wú)電流通過(guò)。起動(dòng)平穩(wěn)后，電動(dòng)機(jī)電流為正常值，而KT的觸點(diǎn)也已經(jīng)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流才流經(jīng)電流表，以便監(jiān)視電動(dòng)機(jī)在工作中電流的變化情況。如電流表上所示電流與電動(dòng)機(jī)的額定電流相差較大時(shí)，以便及時(shí)采取必要措施。</p><p>　　第三章PLC在機(jī)床電器控制中的應(yīng)用</p><p>　　3.1可

45、編程序控制器的基本概況</p><p>　　3.1.1 可編程序控制器的定義 </p><p>　　可編程序控制器（Programmable Controller）簡(jiǎn)稱為PC,但是由于個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)也簡(jiǎn)稱為PC，為了區(qū)別，同時(shí)由于早期的可變程序控制器是具有邏輯控制功能，因此人們?nèi)粤?xí)慣稱可編程序控制器為：PLC (Programmable

46、 Logical Controller)。</p><p>　　PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來(lái)取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。1982年國(guó)際電工委員會(huì)在頒布可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案中所作的定義為:可編程序控制器是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)

47、.它采用一種可編程序的存儲(chǔ)器,在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過(guò)數(shù)字或模擬式的輸入／輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體和具有擴(kuò)充功能的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.1.2可編程序控制器的發(fā)展趨勢(shì) </p><p>　　由于工業(yè)生產(chǎn)隊(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)需求的多樣性，PLC的發(fā)展方向有兩個(gè)

48、：</p><p>　　一是朝著小型、建議、價(jià)格低廉方向發(fā)展。單片及技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了PLC向緊湊型發(fā)展，體積減小，價(jià)格降低，可靠性不斷提高。這種小型的PLC可以廣泛取代繼電器控制系統(tǒng)，應(yīng)用于單機(jī)控制和小型生產(chǎn)的控制，如OMRON公司的C20、C20P、C28P、C40P、C60P、C20H、C40H等。</p><p>　　二是朝著大型、高速、多功能方向發(fā)展。大型的PLC一般為多微處理器

49、系統(tǒng)，有較大的存儲(chǔ)能力和功能強(qiáng)勁的輸入／輸出接口通過(guò)豐富的職能外設(shè)接口，可以實(shí)現(xiàn)流量、溫度、壓力、位置等閉環(huán)控制；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口，可相連不同類型的PLC和計(jì)算機(jī)，從而組成控制范圍很大的局域網(wǎng)絡(luò)，適用于大型的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。</p><p>　　PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)?？梢灶A(yù)料：在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流。近年來(lái)，隨著PLC技術(shù)的發(fā)展

50、, 它在位置控制、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理等方面的應(yīng)用也越來(lái)越多。在機(jī)床的實(shí)際設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中,為了提高機(jī)床加工的精度，對(duì)其定位控制裝置的選擇就顯得尤為重要。</p><p>　　3.1.3 可編程序控制器的編程及順序程序</p><p>　　可編程序控制器編制順序程序的流程一般為：分配接口、編制梯形圖、編碼、輸入順序程序、調(diào)試順序程序、順序程序的保存和管理等。</p>

51、<p>　　所謂順序程序是指對(duì)機(jī)床及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行邏輯控制的程序。在將程序轉(zhuǎn)換成某種格式（機(jī)器語(yǔ)言）后，CPU即可對(duì)其進(jìn)行譯碼和運(yùn)算處理，并將結(jié)果存儲(chǔ)在RAM或ROM中。CPU高速讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的每條指令，通過(guò)算術(shù)運(yùn)算來(lái)執(zhí)行程序。順序程序的編制由編制梯形圖開(kāi)始，梯形圖可理解為CPU中算術(shù)運(yùn)算的執(zhí)行順序（用PMC中的指令來(lái)編制梯形圖）。</p><p>　　上述的過(guò)程由可編程序控制器（PLC）編制軟件來(lái)

52、完成。</p><p><b>　　如下圖示：</b></p><p>　　CPU由RD X0.0指令讀入地址X 0.0輸入信號(hào)的狀態(tài)，并寄存在運(yùn)算寄存器。然后依據(jù)AND R 10.1指令求得與地址R10.1內(nèi)部繼電器狀態(tài)的邏輯乘，并將結(jié)果寄存在運(yùn)算寄存器中。CPU以高速執(zhí)行其后的指令，最后將算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果送到輸出電路的Y0.0地址中。</p><

53、p>　　3.2 可編程序控制器的分類及特點(diǎn) </p><p>　　3.2.1可編程序控制器的特點(diǎn)</p><p>　　為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比較，PLC機(jī)有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。</p><p>　　2.故障修復(fù)時(shí)間（平均修復(fù)時(shí)間）短。任何電子設(shè)備產(chǎn)生的故障，通常為兩種：&l

54、t;/p><p>　　偶發(fā)性故障：由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過(guò)電壓、欠電壓、振動(dòng)等引起的故障。這類故障，只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復(fù)正常，系統(tǒng)也隨之恢復(fù)正常。但對(duì)PLC而言，受外界影響后，內(nèi)部存儲(chǔ)的信息可能被破壞；永久性故障：由于元器件不可恢復(fù)的破壞而引起的故障。</p><p>　　3.功能強(qiáng)、適應(yīng)面廣</p><p>　　現(xiàn)代PLC不

55、僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。</p><p>　　4. 編程簡(jiǎn)單、容易掌握</p><p>　　目前，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編

56、程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語(yǔ)言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過(guò)閱讀PLC的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。同時(shí)還提供了功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言。</p><p>　　5. 減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量</p><p>　　由于PLC采用了軟件來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電

57、器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí)，PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。</p><p>　　6. 體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便</p><p>　　PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固，體積小，重量輕，功耗低。</p>

58、;<p>　　3.2.2 可編程控制器基本類型</p><p>　　可編程控制器類型很多，可從不同的角度進(jìn)行分類：</p><p>　　按控制規(guī)模分：控制規(guī)模主要指控制開(kāi)關(guān)量的入、出點(diǎn)數(shù)及控制模擬量的模入、模出，或兩者兼而有之（閉路系統(tǒng)）的路數(shù)。但主要以開(kāi)關(guān)量計(jì)。模擬量的路數(shù)可折算成開(kāi)關(guān)量的點(diǎn)，大致一路相當(dāng)于8～16點(diǎn)。</p><p>　　依這個(gè)點(diǎn)數(shù)

59、，PLC大致可分為微型機(jī)、小型機(jī)、中型機(jī)及大型機(jī)、超大型機(jī)。</p><p>　　微型機(jī)控制點(diǎn)僅幾十點(diǎn)，為OMRON公司的CPM1A系列PLC，西門子的Logo僅10點(diǎn)。</p><p>　　小型機(jī)控制點(diǎn)可達(dá)100多點(diǎn)。如OMRON公司的C60P可達(dá)148點(diǎn)，CQM1達(dá)256點(diǎn)。德國(guó)西門子公司的S7-200機(jī)可達(dá)64點(diǎn)。</p><p>　　中型機(jī)控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)近 5

60、00點(diǎn)，以至于千點(diǎn)。如 OMRON公司 C200H機(jī)普通配置最多可達(dá)700多點(diǎn)，C200Ha機(jī)則可達(dá)1000多點(diǎn)。德國(guó)西門子公司的S7300機(jī)最多可達(dá)512點(diǎn)。</p><p>　　大型機(jī)：控制點(diǎn)數(shù)一般在1000點(diǎn)以上。如OMRON公司的C1000H、CV1000，當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá)1024點(diǎn)。C2000H、CV2000當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá)2048點(diǎn)。</p><p>　　超大型機(jī)：控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)萬(wàn)點(diǎn)，以

61、至于幾萬(wàn)點(diǎn)。如美國(guó)GE公司的90－70機(jī)，其點(diǎn)數(shù)可達(dá)24000點(diǎn)，另外還可有8000路的模擬量。再如美國(guó)莫迪康公司的 PC－E984 --785機(jī)，其開(kāi)關(guān)量具總數(shù)為32k（32768），模擬量有2048路。西門子的SS－115U－CPU945，其開(kāi)關(guān)量總點(diǎn)數(shù)可達(dá)8k，另外還可有512路模擬量。等等。</p><p>　　按結(jié)構(gòu)劃分：PLC可分為箱體式及模塊式兩大類。微型機(jī)、小型機(jī)多為箱體式的，但從發(fā)展趨勢(shì)看，小型

62、機(jī)也逐漸發(fā)展成模塊式的了。如OMRON公司，原來(lái)小型機(jī)都是箱體式，現(xiàn)在的CQM1則為模塊式的。</p><p>　　箱體的 PLC把電源、CPU、內(nèi)存、I/O系統(tǒng)都集成在一個(gè)小箱體內(nèi)。一個(gè)主機(jī)箱體就 是一臺(tái)完整的PLC，就可用以實(shí)現(xiàn)控制?？刂泣c(diǎn)數(shù)不符需要，可再接擴(kuò)展箱體，由主箱體及若干擴(kuò)展箱體組成較大的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)較多點(diǎn)數(shù)的控制。</p><p>　　模塊式的PLC是按功能分成若干模塊，

63、如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。大型機(jī)的模塊功能更單一一些，因而模塊的種類也相對(duì)多些。這也可說(shuō)是趨勢(shì)。目前一些中型機(jī)，其模塊的功能也趨于單一，種類也在增加。如同樣OMRON 公司C20系列PLC，H機(jī)的CPU單元就含有電源，而Ha機(jī)則把電源分出，有單獨(dú)的電源模塊。</p><p>　　按生產(chǎn)廠家分：目前生產(chǎn)PLC的廠家較多。但能配套生產(chǎn)，大、中、小、微型均能生產(chǎn)的不算太多。較有影響的，在中國(guó)市場(chǎng)占

64、有較大份額的公司有：</p><p>　　德國(guó)西門子公司：它有SS系列的產(chǎn)品。有SS－95U、100U、115U、135U及155U。135U、155U為大型機(jī)，控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)6000多點(diǎn)，模擬量可達(dá)300多路。最近還推出S7系列機(jī)，有S7-200（小型）、S7-300（中型）及S7-400機(jī)（大型）。性能比S5大有提高。</p><p>　　日本OMRON公司：它有CPM1A型機(jī)，P型機(jī)，

65、H型機(jī)，CQM1、CVM、CV型機(jī)，Ha型、F型機(jī)等，大、中、小、微均有，特別在中、小、微方面更具特長(zhǎng)，在中國(guó)及世界市場(chǎng)，都占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。</p><p>　　美國(guó)GE公司、日本FANAC合資的GE－FANAC的90－70機(jī)也是很吸引人的。據(jù)介紹。它具有25個(gè)特點(diǎn)。諸如，用軟設(shè)定代硬設(shè)定，結(jié)構(gòu)化編程，多種編程語(yǔ)言，等等。它有914、781／782、771／772、731／732等多種型號(hào)。另外，還有中型機(jī)90－

66、30系列，其型號(hào)有344、331、323、321多種；還有90－20系列小型機(jī)，型號(hào)為211。</p><p>　　美國(guó)莫迪康公司(施奈德)的984機(jī)也是很有名的。其中E984－785可安31個(gè)遠(yuǎn)程站點(diǎn)，總控制規(guī)?？蛇_(dá)63535點(diǎn)。小的為緊湊型的，如984-120，控制點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)，在最大與最小之間，共20多個(gè)型號(hào)。</p><p>　　美國(guó)AB（Alien－Bradley）公司創(chuàng)建于1

67、903年，在世界各地有20多個(gè)附屬機(jī)構(gòu)，10多個(gè)生產(chǎn)基地?？删幊炭刂破饕彩撬闹匾a(chǎn)品。它的PLC－5系列是很有名的，其下有PLC－5/10，PLC－5/11，……PLC－5/250多種型號(hào)。另外，它也有微型PLC，SLC－500即為其中一種。有三種配置，20、30及 40 I/O配置選擇，I/O點(diǎn)數(shù)分別為 12/8、18/12及 24/16三種。</p><p>　　日本三菱公司的PLC也是較早推到我國(guó)來(lái)的。其

68、小型機(jī)FI前期在國(guó)內(nèi)用得很多，后又推出FXZ機(jī)，性能有很大提高。它的中、大型機(jī)為A系列。AIS、AZC、A3A等。</p><p>　　日本日立公司也生產(chǎn)PLC，其E系列為箱體式的?；鞠潴w有E-20、E-28、E－40、E－64。其 I/O點(diǎn)數(shù)分別為 12/8、16/12、24/16 及 40/24。另外，還有擴(kuò)展箱體，規(guī)格與主箱體相同其EM系列為模塊式的，可在16～160之間組合。</p>&l

69、t;p>　　日本東芝公司也生產(chǎn)PLC，其EX小型機(jī)及EX－PLUS小型機(jī)在國(guó)內(nèi)也用得很多。它的編程語(yǔ)言是梯形圖，其專用的編程器用梯形圖語(yǔ)言編程。另外，還有EX100系列模塊式PLC，點(diǎn)數(shù)較多，也是用梯形圖語(yǔ)言編程。</p><p>　　日本松下公司也生產(chǎn)PLC。FPI系列為小型機(jī)，結(jié)構(gòu)也是箱體式的，尺寸緊湊。FP3為模塊式的，控制規(guī)模也較大，工作速度也很快，執(zhí)行基本指令僅0·l微秒。</p&

70、gt;<p>　　日本富士公司也有PLC。其NB系列為箱體式的，小型機(jī)。NS系列為模塊式。</p><p>　　國(guó)內(nèi)PLC廠家規(guī)模多不大。最有影響的算是無(wú)錫的華光。它也生產(chǎn)多種型號(hào)與規(guī)格的PLC，如SU、SG等，發(fā)展也很快，在價(jià)格上很有優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　模塊功能更單一、品種更多，可便于系統(tǒng)配置，使PLC更能物盡其用，達(dá)到更高的使用效益。</p><

71、;p>　　第四章 數(shù)控系統(tǒng)選型</p><p>　　4.1數(shù)控系統(tǒng)選型原則</p><p>　　為了使數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床相匹配，在選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)應(yīng)遵循以下幾條原則。</p><p>　　根據(jù)數(shù)控機(jī)床類型選擇相應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，不同類型的數(shù)控系統(tǒng)是適應(yīng)于車、銑、鏜、磨、沖壓等不同的加工類別，選擇時(shí)要有針對(duì)性。根據(jù)以上對(duì)C650車床結(jié)構(gòu)的介紹，可知該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)

72、應(yīng)選擇車床加工類別的數(shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　根據(jù)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)指標(biāo)選擇數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的性能差別很大，價(jià)格上可相差數(shù)倍。選用時(shí)應(yīng)該針對(duì)系統(tǒng)的價(jià)格和性能等做一個(gè)綜合分析。</p><p>　　根據(jù)數(shù)控機(jī)床的性能選擇數(shù)控系統(tǒng)功能。一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)具有許多功能，有的屬于基本功能，系統(tǒng)中本來(lái)已具備，有的屬于選擇功能，用戶選擇后由供方提供。數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家對(duì)具有基本功能的系統(tǒng)定價(jià)便宜，而對(duì)于有

73、選擇功能的系統(tǒng)卻較為昂貴。所以，對(duì)于選擇功能一定要根據(jù)機(jī)床性能加以考慮，否則會(huì)使產(chǎn)品成本大幅增加。</p><p>　　訂購(gòu)系統(tǒng)時(shí)要考慮周全。訂購(gòu)時(shí)把需要的系統(tǒng)功能考慮全面，對(duì)于那些價(jià)格增加不多，但對(duì)于使用會(huì)帶來(lái)許多方便的功能，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)配置齊全，附件也應(yīng)成套配置，保證機(jī)床修改后即可投入生產(chǎn)。切忌因漏定功能而 使機(jī)床功能降級(jí)或不能使用。用戶選擇機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)種類不易過(guò)多、過(guò)雜，否則會(huì)給使用和維修帶來(lái)極大困難。<

74、/p><p>　　4.2伺服系統(tǒng)的選擇原則</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的最高運(yùn)動(dòng)速度、跟蹤及定位精度、加工表面質(zhì)量、生產(chǎn)率及工作可靠性等技術(shù)指標(biāo)，主要由伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能決定，數(shù)控機(jī)床的故障也主要出現(xiàn)在伺服系統(tǒng)上。因此，是否選擇高性能和可靠性的伺服系統(tǒng)對(duì)C650車床控制系統(tǒng)的改造的成敗起關(guān)鍵作用。</p><p>　　由于各種數(shù)控機(jī)床所完成的加工任務(wù)不同，它們對(duì)

75、系統(tǒng)的要求也不盡相同。本機(jī)床改造后不但要能完成原有機(jī)床的所有功能而且要求達(dá)到機(jī)械加工精度達(dá)7級(jí)以上。針對(duì)這種情況，要求選擇的伺服系統(tǒng)具有以下的要求：</p><p>　　1、伺服系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)正反向靈活運(yùn)行</p><p>　　在加工過(guò)程中，機(jī)床工作臺(tái)處于隨機(jī)狀態(tài)，根據(jù)加工軌跡的要求，隨時(shí)都可能實(shí)現(xiàn)正向或反向運(yùn)動(dòng)。同時(shí)要求在方向變化時(shí)，不應(yīng)有反向間隙和運(yùn)動(dòng)的損失。2、伺服系統(tǒng)要求具有較寬的調(diào)速

76、范圍</p><p>　　為了適應(yīng)不同的加工條件，例如：加工零件的材料、類型、尺寸、部位以及刀具的種類和冷卻方式等的不同，要求數(shù)控機(jī)床進(jìn)給速度能在很寬的范圍內(nèi)無(wú)極變化。這就要求伺服電機(jī)有很寬的調(diào)速范圍和優(yōu)異的調(diào)試特性。經(jīng)過(guò)機(jī)械傳動(dòng)后，電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化范圍即可轉(zhuǎn)化為進(jìn)給速度的變化范圍。</p><p>　　對(duì)于一般數(shù)控機(jī)床而言，進(jìn)給速度范圍在0~240m/min時(shí)都可滿足加工要求。由于位置伺服

77、系統(tǒng)是由速度控制單元和位置控制環(huán)節(jié)兩大部分組成的，如果對(duì)速度控制系統(tǒng)也過(guò)分地追求像位置伺服控制系統(tǒng)那么大的調(diào)速范圍而又要可靠穩(wěn)定地工作，那么速度控制系統(tǒng)將會(huì)變得相當(dāng)復(fù)雜，既提高了成本又降低了可靠性。</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于進(jìn)給速度范圍為1：20000的位置控制系統(tǒng)，在總的開(kāi)環(huán)位置增益為20/s時(shí)，只要保證速度控制單元具有1：1000的調(diào)速范圍就可以滿足需要，這樣可使速度控制單元線路既簡(jiǎn)單又可靠。<

78、;/p><p>　　3、伺服系統(tǒng)要具有足夠的傳動(dòng)剛性和高的速度穩(wěn)定性</p><p>　　要具有這個(gè)特性的伺服系統(tǒng)必須具有優(yōu)良的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)負(fù)載特性，即伺服系統(tǒng)在不同的負(fù)載情況下或切削條件發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)使進(jìn)給速度保持恒定。剛性良好的系統(tǒng)，速度受負(fù)載力矩變化的影響很小。通常要求承受額定力矩變化時(shí)，靜態(tài)速降應(yīng)小于5%，動(dòng)態(tài)速降應(yīng)小于10%。</p><p>　　4.3數(shù)控系統(tǒng)

79、比較及選型確認(rèn)</p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的幾家數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)單位有華中數(shù)控、沈陽(yáng)計(jì)算所、遼寧精密機(jī)器廠、廣州數(shù)控等，國(guó)外的德國(guó)SIMENS、日本FANUC公司是世界上最強(qiáng)的專業(yè)生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的廠家，他們依靠其全系列、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量，在國(guó)內(nèi)的占有量排在前兩位，隨后法國(guó)NUM公司、美國(guó)A-B公司、西班牙FAOGO公司相繼進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，也在國(guó)內(nèi)占有一定的市場(chǎng)份額?？偟膩?lái)看，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品一般是從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)及許可證制造

80、的產(chǎn)品，或是在引進(jìn)、消化、吸收的基礎(chǔ)上自行研制、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的數(shù)控裝置，盡管它們價(jià)格低、售后快，但是它們?nèi)鄙倥涮椎拇筠D(zhuǎn)矩、大功率伺服電機(jī)少，可靠性低、故障較高。相比之下，國(guó)外產(chǎn)品在性能、可靠性、使用壽命上占有很大優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　一方面根據(jù)以上所提條件的選擇原則，另一方面通過(guò)認(rèn)真的市場(chǎng)調(diào)查比較，發(fā)現(xiàn)日本發(fā)那科公司（FANUC）的FANUC-0i CNC系統(tǒng)適合本機(jī)床改造設(shè)計(jì)。再者選用發(fā)那科(FANUC)生

81、產(chǎn)的伺服電動(dòng)機(jī)，既具有良好的兼容性又可靠性高，性能卓越，能長(zhǎng)久使用免維護(hù)，是這次改造的最佳選擇。</p><p>　　4.4 FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)</p><p>　　4.4.1　FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)性能簡(jiǎn)介</p><p>　　FANUC的CNC系統(tǒng)Oi—C和0i Mate-C是高可靠性 、高性價(jià)比、高集成度的小型化系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于16i／18i-B的技

82、術(shù)設(shè)計(jì)的，代表了目前常用CNC的最高水平，于2004年4月在中國(guó)大陸市場(chǎng)推出。系統(tǒng)使用了高速 串行伺服總線(用光纜連接)和串行I／0數(shù)據(jù)口，有以太網(wǎng)口。用該系統(tǒng)的機(jī)床可以單機(jī)運(yùn)行，也可以方便地入網(wǎng)用于柔性加工生產(chǎn)線。和Oi-B—樣，該系統(tǒng)有提高精度的先行控制功能(GO5和G08)，因此，非常適合于模具加工機(jī)床使用。</p><p>　　4.4.2　FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)PLC簡(jiǎn)介</p><

83、p>　　目前，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)中的PLC均為內(nèi)裝型PMC。內(nèi)裝型PMC的性能指標(biāo)（如輸入、輸出點(diǎn)數(shù)、程序最大步數(shù)、每步執(zhí)行時(shí)間、程序掃描時(shí)間、功能指令數(shù)目等）是由所屬的CNC系統(tǒng)的規(guī)格、性能、適用機(jī)床的類型等確定的。其硬件和軟件都被作為CNC系統(tǒng)的基本組成與CNC系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)計(jì)制造。因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分緊湊。PMC常用的規(guī)格有PMC-L/M、PMC-SA1/SA3、及PMC-SB7等幾種。</p><p>　　4.

84、4.3　FANUC 0i系統(tǒng)PMC的性能和規(guī)格</p><p>　　FANUC-0i系統(tǒng)有0iA、0iB系列和0iC系列三種。FANUC-0iA系統(tǒng)的PMC可采用SA1或SA3兩種類型，一般系統(tǒng)配置為SA3。FANUC-0IB0iC系統(tǒng)的PMC可采用SA1或SB7兩種類型，一般系統(tǒng)配置為SB7。即使同一類型PMC在不同系統(tǒng)中其性能也有所不同。</p><p>　　4.4.4 內(nèi)裝I/O卡和

85、I/O LINK地址分配</p><p>　　FANUC-0i系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)控制有兩種形式，一種是來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)裝I/O卡的輸入輸出信號(hào)，其地址是固定的；另一種是來(lái)自外裝I/O卡（I/O LINK）的輸入輸出信號(hào)，其地址是由數(shù)控機(jī)床廠家在編制順序程序時(shí)設(shè)定的，連同順序程序存儲(chǔ)到系統(tǒng)的FROM中，寫入FROM中的地址是不能更改的。如果內(nèi)裝I/O卡控制信號(hào)與I/O LINK控制信號(hào)同時(shí)（相同控制功能）作用，內(nèi)裝I/O

86、卡就有效。</p><p>　　1、機(jī)床到PMC的輸入信號(hào)地址（MT→PMC）</p><p>　　如果采用I/O LINK時(shí)，其輸入信號(hào)地址為X0～X127;如果采用內(nèi)裝I/O卡時(shí)，F(xiàn)ANUC-0iA系統(tǒng)的輸入信號(hào)地址為X1000～X1011（96點(diǎn)輸入）、FANUC-0iB系統(tǒng)的輸入信號(hào)地址為X0～X11（96點(diǎn)輸入）。</p><p>　　有些輸入信號(hào)不需要通

87、過(guò)PMC而言直接由CNC監(jiān)控。這些信號(hào)的輸入地址是固定的，CNC運(yùn)行時(shí)直接引用這些地址信號(hào)。</p><p>　　2、從PMC到機(jī)床側(cè)的輸出信號(hào)地址（PMC→MT）</p><p>　　如果采用I/O LINK時(shí)，其輸出信號(hào)地址為Y0～Y127；如果采用內(nèi)裝I/O卡時(shí)，F(xiàn)ANUC-0iA系統(tǒng)的輸出信號(hào)地址為Y1000～Y1008(72點(diǎn)輸入)、FANUC-0iB系統(tǒng)的輸出信號(hào)地址為Y0～Y

88、8(72點(diǎn)輸入)。</p><p>　　3、從PMC到CNC的輸出信號(hào)地址（PMC→CNC）</p><p>　　從PMC到CNC的輸出信號(hào)地址號(hào)為G0～G255,這些信號(hào)的功能是固定的，用戶通過(guò)順序程序（梯形圖）實(shí)現(xiàn)CNC各種控制功能。如系統(tǒng)急停控制信號(hào)為G8.4、循環(huán)起動(dòng)信號(hào)為G7.2、進(jìn)給暫停信號(hào)為G8.5、空運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)為G46.7、外部復(fù)位信號(hào)為G8.7、程序保護(hù)鑰匙信號(hào)為G46.3

89、～46.6、CNC系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)為G43.0、G43.1、G43.2、G43.5、G43.7等。</p><p>　　4、從CNC到PMC的輸入信號(hào)地址（CNC→PMC）</p><p>　　從CNC到PMC的輸入地址信號(hào)號(hào)為F0～F255，這些信號(hào)的功能也是固定的，用戶通過(guò)順序程序（梯形圖）確定CNC 系統(tǒng)的狀態(tài)。如CNC系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒信號(hào)為F1.7、伺服準(zhǔn)備就緒信號(hào)為F0.6、系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)

90、為F1.0、系統(tǒng)電池報(bào)警信號(hào)為F1.2、系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)為F1.1、系統(tǒng)進(jìn)給暫停信號(hào)為F0.4，系統(tǒng)循環(huán)起動(dòng)信號(hào)為F0.5、T碼選通信號(hào)為F7.3、M碼選通信號(hào)為F7.0、S碼選通信號(hào)為F7.2等。</p><p>　　5、保持型繼電器地址（K）</p><p>　　FANUC-0iAxt 的保持型繼電器地址為K0～K19，其中K16～K19是專用繼電器，不能作為他用。FANUC-0iB/0I

91、C(PMC為SB7)系統(tǒng)的保持型繼電器地址為K0～K99(用戶使用)和K900～K919(系統(tǒng)專用)。</p><p>　　6、中間繼電器地址（R、E）</p><p>　　系統(tǒng)中間繼電器可分為內(nèi)部繼電器（R）和外部繼電器（E）兩種。內(nèi)部介電強(qiáng)度地址為R0～R999，其中R900～R999為系統(tǒng)專用。外部繼電器的地址為E0～E999只有PMC-SB7才有外部繼電器。</p>

92、<p>　　7、信息繼電器地址（A）</p><p>　　信息繼電器通常用于報(bào)警信息顯示請(qǐng)求，F(xiàn)ANUC-0IA/0iB系統(tǒng)有200個(gè)信息繼電器（占用25個(gè)字節(jié)），其地址為A0～A24。FANUC-0iC有2000個(gè)信息繼電器（500字節(jié)）。</p><p>　　除此之外，還有定時(shí)器地址（T）、計(jì)數(shù)器地址（C）、數(shù)據(jù)表地址（D）、子程序號(hào)地址（P）和標(biāo)號(hào)地址（L）等。</p

93、><p>　　第五章 PMC程序設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 機(jī)床的PMC輸入輸出接口地址分配</p><p>　　以下是一些主要的信號(hào)地址。</p><p>　　機(jī)床到PMC的輸入信號(hào)地址表:</p><p><b>　　輸出地址表：</b></p><p>　　從CNC

94、到PMC的輸入信號(hào)地址表</p><p>　　從PMC到CNC的輸出信號(hào)地址表：</p><p>　　5.2 轉(zhuǎn)塔選刀PLC程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　如圖5-2示。</b></p><p>　　5.3車床改造PMC程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　見(jiàn)附錄</b>

95、;</p><p>　　第六章 結(jié)論與展望</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)，是大學(xué)旅程的一個(gè)里程碑，是一次對(duì)動(dòng)手能力和解決問(wèn)題能力的集中測(cè)試，通過(guò)此次設(shè)計(jì)我深刻地理解并掌握了數(shù)控機(jī)床（車床）的控制原理、電氣設(shè)計(jì)過(guò)程、主軸和進(jìn)給伺服系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)之間的相互關(guān)系以及數(shù)控PMC邏輯的設(shè)計(jì)。</p><p>　　由于本人的知識(shí)水平有限，在設(shè)計(jì)改造的過(guò)程中對(duì)于主軸調(diào)速方面的設(shè)

96、計(jì)仍存在一些不合理之處,在合理使用繼電器方面存在不足等等，故此本次設(shè)計(jì)的研究水平與專業(yè)的普通機(jī)床數(shù)控化改造還存在著一定的差距，敬請(qǐng)老師以及各同學(xué)給于建議和指導(dǎo)。</p><p>　　我衷心希望，我國(guó)科技界、產(chǎn)業(yè)界和教育界通力合作，不斷在實(shí)踐中探索，把握好知識(shí)經(jīng)濟(jì)給我們帶來(lái)的難得機(jī)遇，迎接競(jìng)爭(zhēng)全球化帶來(lái)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，為在21世紀(jì)使我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)走向世界的前列，使我國(guó)經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭而共同努力奮斗！<

97、;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)，王愛(ài)玲主編. 國(guó)防工業(yè)出版社， 2005年</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與維修,韓鴻鸞等.機(jī)械工業(yè)出版社，2005年</p><p>　　數(shù)字控制機(jī)床，廖效果主編.華中理工大學(xué)出版社，1999年</p><

98、p>　　數(shù)控原理與典型數(shù)控系統(tǒng)，王鳳蘊(yùn)、張超英主編. 高等教育出版社，2003年</p><p>　　機(jī)床數(shù)控技術(shù)<第一版>,李郝林、方鍵主編.機(jī)械工業(yè)出版社，2005年</p><p>　　數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修技術(shù), 劉永久 主編機(jī)械工業(yè)出版社, 2006年1月</p><p>　　[2] 陳嬋娟主編.數(shù)控車床設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社，2006

99、</p><p>　　[3] 文懷興 夏田編著.數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[4] 楊克沖主編.數(shù)控機(jī)床電氣控制.武漢 ：華中科技大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[5] 李洪.實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè).沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1999</p><p>　　[6] 賀哲榮.機(jī)床電氣控制線路圖識(shí)圖技巧.北京

100、： 機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[7] 高學(xué)民.機(jī)床電氣控制主編.濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2005</p><p>　　[8] 洪孟仁.機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì). 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社 1982</p><p>　　[1] 北京化工學(xué)院，天津輕工業(yè)學(xué)院合編.塑料成型機(jī)械.北京：輕工業(yè)出版社，1982</p><p>　　[2

101、] 張明善.塑料成型工藝及設(shè)備.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1984</p><p>　　[3] 馮少如.塑料成型機(jī)械.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1992</p><p>　　[4] 北京塑料工業(yè)學(xué)校編.塑料成型設(shè)備.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1993</p><p>　　[5] 北京化工大學(xué)，華南理工大學(xué)合編，塑料機(jī)械設(shè)計(jì).第2版.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1995<

102、;/p><p>　　[6] 黃銳，曾邦祿.塑料成型工藝學(xué).第2版.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1997</p><p>　　[7] 洪孟仁.機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì). 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社 1982</p><p>　　[8] 徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[9] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第2版. 北京：機(jī)械工業(yè)出

103、版社，2000.</p><p>　　[10] 鄭長(zhǎng)福.機(jī)械設(shè)計(jì)制圖. 重慶：重慶大學(xué)出版社， 1983</p><p>　　[11] 謝園.結(jié)構(gòu)學(xué)基本原理. 北京：世界圖書出版社 ，1986</p><p>　　[12] 孟憲源.機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 </p><p>　　[13] 陳濱楠.

104、塑料成型設(shè)備.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[14] 崔正昀.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).天津：天津大學(xué)出版社，2000</p><p>　　[15] 孟憲源.現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1994</p><p>　　現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)，王愛(ài)玲主編. 國(guó)防工業(yè)出版社， 2005年</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與維修,韓

105、鴻鸞等.機(jī)械工業(yè)出版社，2005年</p><p>　　數(shù)字控制機(jī)床，廖效果主編.華中理工大學(xué)出版社，1999年</p><p>　　數(shù)控原理與典型數(shù)控系統(tǒng)，王鳳蘊(yùn)、張超英主編. 高等教育出版社，2003年</p><p>　　機(jī)床數(shù)控技術(shù)<第一版>,李郝林、方鍵主編. 機(jī)械工業(yè)出版社，2005年</p><p&

106、gt;　　數(shù)控機(jī)床實(shí)驗(yàn)指南,陳吉紅，楊克沖等.武漢： 華中科技大學(xué)出版社，2003年.</p><p>　　數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修技術(shù), 劉永久 主編機(jī)械工業(yè)出版社, 2006年1月</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　感謝蔣麗老師對(duì)我的論文不厭其煩的細(xì)心指點(diǎn)。蔣老師首先細(xì)致地為我解題；當(dāng)我迷茫于眾多的資料時(shí)，她又

107、為我提綱挈領(lǐng)，梳理脈絡(luò)，使我確立了本文的框架。論文寫作中，每周都得到蔣老師的指點(diǎn)。從框架的完善，到內(nèi)容的擴(kuò)充；從行文的用語(yǔ)，到格式的規(guī)范，蔣老師都嚴(yán)格要求，力求完美。我再次為蔣老師的付出表示感謝。蔣文老師也曾對(duì)本文的完成提供了有力的幫助，文中系統(tǒng)的PMC梯形圖編程部分是在蔣老師指導(dǎo)下完成，在此，一并表示感謝。</p><p>　　在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有眾多可敬的師