绪论_机床电气控制

1、青岛理工大学（临沂）青岛理工大学（临沂）电气自动化教研室电气自动化教研室曲绍华曲绍华联系方式：办公室联系方式：办公室2#42#4楼楼 电话：电话：57970145797014 手机：手机：1596676165615966761656 Email Email：课堂安排：课堂安排：回顾、讲授、提问回顾、讲授、提问考核：考核：期末考试：期末考试：70%70%平时：平时：30%30%（出勤、课堂表现、作业、大作业）（出勤、课堂表现、作业、大作业） 机床电气控制技术机床电气控制技术绪论绪论本节主要内容本节主要内容 机床电气及可编程序控制器在现机床电气及可编程序控制器在现代工业生产中的作用代工业生产中的作

2、用 电气控制及可编程序控制器的发电气控制及可编程序控制器的发展展 本课程的任务和要求本课程的任务和要求本课程在现代工业生产中的作用本课程在现代工业生产中的作用 电气自动控制在现代机床中的地电气自动控制在现代机床中的地位位 机床电气自动控制的发展机床电气自动控制的发展电气电气自动控制自动控制在现代机床中的地在现代机床中的地位位 现代机床由工作机构、传动机构、原现代机床由工作机构、传动机构、原动机和自动控制系统组成动机和自动控制系统组成 实现自动控制的方法主要有：机械、实现自动控制的方法主要有：机械、液压、气动等方法。电气自动控制是液压、气动等方法。电气自动控制是现代机床的主要控制手段现代机床的主

3、要控制手段 机床性能的提高取决于电气拖动与电机床性能的提高取决于电气拖动与电气控制系统的更新气控制系统的更新自动控制自动控制 是指在没有人直接参与的情况下，是指在没有人直接参与的情况下，利用自动控制系统，使被控对象自利用自动控制系统，使被控对象自动地按预定的规律去进行工作动地按预定的规律去进行工作综合应用了计算机综合应用了计算机 技术、电子技术、传感技术、电子技术、传感技术、伺服驱动等技术技术、伺服驱动等技术机床自动化程度、加工效率、加工精度、可机床自动化程度、加工效率、加工精度、可靠性不断提高靠性不断提高扩大了工艺范围、缩短新产品的试制周期、扩大了工艺范围、缩短新产品的试制周期、加快了新产品

4、更新换代、降低了成本和减轻加快了新产品更新换代、降低了成本和减轻了工人的劳动强度了工人的劳动强度成果成果：机电一体化产品、数控机床、机器人、机电一体化产品、数控机床、机器人、柔性制造单元及系统柔性制造单元及系统现代的现代的机床电气自动控制系统机床电气自动控制系统: :机床电气自动控制的发展概况机床电气自动控制的发展概况 电气控制与电气拖动有着密切的关系。电气控制与电气拖动有着密切的关系。20世纪初，由于世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气拖动随电动机的发展而发展。蒸汽机，机床的电气拖动随电动机的发

5、展而发展。 电气拖动的发展（单电机拖动、多电机拖动、交、电气拖动的发展（单电机拖动、多电机拖动、交、直流无级调速）直流无级调速） 电气拖动的控制方式由手动控制发展为继电接触器电气拖动的控制方式由手动控制发展为继电接触器控制、顺序控制器、可编程控制器控制、顺序控制器、可编程控制器PLCPLC（Programmable ControlProgrammable Control）、）、数字控制及柔性制造数字控制及柔性制造系统。系统。继电接触器控制继电接触器控制作用作用：可实现对控制对象的起动、停车、可实现对控制对象的起动、停车、调速、自动循环以及保护等控制调速、自动循环以及保护等控制优点优点：控件结构

6、简单、价廉、控制方式控件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作可靠、易维护。在直观、易掌握、工作可靠、易维护。在机床控制中得到长期、广泛的应用机床控制中得到长期、广泛的应用缺点缺点：体积大、功耗大、控制速度慢、体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难；改变控制程序困难； 控制复杂时可靠性差。控制复杂时可靠性差。顺序控制器顺序控制器 用于解决复杂和程序可变的控制对象用于解决复杂和程序可变的控制对象 是继电器和半导体元件综合应用的控是继电器和半导体元件综合应用的控制装置制装置 优点：具有程序改变容易、通用性较优点：具有程序改变容易、通用性较强的强的 应用：组合机床和自动线上应用：组合机床和

7、自动线上可编程控制器可编程控制器具有编程、存储、逻辑控制及数字运具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能算功能优点优点：以工业控制为目标，具有功率以工业控制为目标，具有功率低输出、接线简单、通用性强、编程低输出、接线简单、通用性强、编程容易、抗干扰性能力强、工作可靠容易、抗干扰性能力强、工作可靠 可编程序控制器的历史与发展可编程序控制器的历史与发展数字控制数字控制机床电气控制发展的另一个方面机床电气控制发展的另一个方面数控机床的控制系统数控机床的控制系统：最初是由硬件逻辑电：最初是由硬件逻辑电路组成的专用数控装置路组成的专用数控装置NCNC，随着计算机技术，随着计算机技术的发展，控制系统由微机控

8、制即的发展，控制系统由微机控制即CNCCNC或或MNC MNC 、DNCDNC、FMSFMS计算机集成制造系统计算机集成制造系统CIMSCIMS：由柔性制造系统：由柔性制造系统加上计算机辅助设计加上计算机辅助设计CADCAD、计算机辅助制造、计算机辅助制造CAMCAM、计算机辅助质量检测、计算机辅助质量检测CAQCAQ及计算机信息及计算机信息管理系统构成管理系统构成CK1416CK1416型系列数控车床型系列数控车床：小型高速精密数控车床小型高速精密数控车床底座床身为一整体，倾斜床身，后置刀架，滚动导底座床身为一整体，倾斜床身，后置刀架，滚动导轨，全封闭罩壳轨，全封闭罩壳模块化设计，对不同加工

9、对象，可实现不同的配置模块化设计，对不同加工对象，可实现不同的配置标准机型采用标准机型采用SIEMENSSIEMENS系统，强力型交流主电机，交系统，强力型交流主电机，交流伺服，两座标（流伺服，两座标（X.ZX.Z）连续控制的卧式高档数控车）连续控制的卧式高档数控车床，回转刀架有床，回转刀架有8 8个工位个工位 回转直径回转直径160mm160mm的零件、端面的零件、端面 可以进行车削加工，可以进行车削加工，和加工各种螺纹、钻孔、镗孔等和加工各种螺纹、钻孔、镗孔等适用于小盘类零件加工、短轴类零件加工，尤其是适用于小盘类零件加工、短轴类零件加工，尤其是形状复杂、精度高、工序多、品种多变的单件或中

10、形状复杂、精度高、工序多、品种多变的单件或中小批量生产，可广泛应用于汽车、摩托车、仪器仪小批量生产，可广泛应用于汽车、摩托车、仪器仪表、机械、液压等行业表、机械、液压等行业 本课程的内容与要求本课程的内容与要求任务：任务：讲授以机床为主要对象的讲授以机床为主要对象的自动控制技术自动控制技术的基本原理和实现手段的基本原理和实现手段内容：内容：以国内使用最多的继电接触器控制为重以国内使用最多的继电接触器控制为重点讲授内容，兼顾电气控制中的先进技术，从点讲授内容，兼顾电气控制中的先进技术，从应用的角度出发讲授可编程控制器应用的角度出发讲授可编程控制器要求：要求：掌握电气自动控制的基本原理；掌握电气自

11、动控制的基本原理；熟悉一般机床的电气控制电路并具有一定的设熟悉一般机床的电气控制电路并具有一定的设计能力；计能力；对可编程控制器具有初步的了解，并能进行简对可编程控制器具有初步的了解，并能进行简单的设计应用。单的设计应用。可编程序控制器的历史与发展可编程序控制器的历史与发展 19681968年，美国通用汽车公司（年，美国通用汽车公司（GEGE）提出了）提出了研制研制PLCPLC的基本设想：的基本设想：能用于工业现场；能能用于工业现场；能改变其控制改变其控制“逻辑逻辑”，而不需要变动组成，而不需要变动组成它的元件和修改内部接线；出现故障时易它的元件和修改内部接线；出现故障时易于诊断和维修。于诊断

12、和维修。 19691969年，美国数字设备化司（年，美国数字设备化司（DECDEC）研制出）研制出了世界上第一台可编程控制器。了世界上第一台可编程控制器。 7070年代，出现了使用微处理器并具有编程年代，出现了使用微处理器并具有编程语言的语言的PLCPLC。7 7家举足轻重的家举足轻重的PLCPLC制造厂家：制造厂家： 美国的美国的RockwellRockwell自动化公司所属的自动化公司所属的A-B A-B (Allen-Bradley)(Allen-Bradley)公司公司 GE-FanucGE-Fanuc公司公司 德国的西门子（德国的西门子（SiemensSiemens）公司）公司 美国

13、的美国的ModiconModicon公司公司 法国法国TETE（TelemecaniqueTelemecanique）公司）公司 日本三菱公司日本三菱公司 日本立石（日本立石（OMRONOMRON）公司）公司美国美国RockwellRockwell（罗克威尔）公司由（罗克威尔）公司由A-A-B(Allen-Bradley)B(Allen-Bradley)公司、公司、S+SS+S、瑞恩电气、瑞恩电气、 RockwellRockwell软件、道奇等公司组成。软件、道奇等公司组成。A-BA-B公司公司是世界上首屈一指的是世界上首屈一指的PLCPLC制造公司，制造公司，19891989年年在美国市场占

14、有率为在美国市场占有率为3939；GE-FanucGE-Fanuc公司公司为为11.511.5；ModiconModicon公司为公司为13.513.5；TETE公司公司为为9.29.2； SiemensSiemens公司为公司为5.55.5。国内国内PLCPLC的发展概况的发展概况用用PLCPLC改造设备改造设备国产的小型国产的小型PLCPLC（I/OI/O点数点数256256）已形成一）已形成一定的批量，但无主流产品定的批量，但无主流产品中型中型PLCPLC的开发才刚刚起步的开发才刚刚起步国产小型国产小型PLCPLC厂家及其产品有上海东屋电器厂家及其产品有上海东屋电器有限公司生产的有限公司生产的CFCF系列系列上海工业自动化研究所生产的上海工业自动化研究所生产的TCMS-300/DTCMS-300/D杭州电子计算机厂生产的杭州电子计算机厂生产的YZYZ系列系列苏州机床电器厂生产的苏州机床电器厂生产的CYK/KBCYK/KB系列等系列等国内中型国内中型PLCPLC的发展情况的发展情况机械部北京