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文档简介

PAGEPAGE23数控机床的安装和调试当一台数控机床运到工厂后,必须通过安装、调试和验收合格后,才能投入正常的生产。故数控机床的安装、调试和验收是机床使用前期的一个重要环节。数控机床在生产厂家生产出来后,已经对机床进行了各项必要和检验,检验合格后才能出厂。对于中、大型数控机床,由于机床的体积较大,不方便运输,必须解体后分别运输到用户后再重新组装和调试,方可使用。而对于小型机床,在运输的过程中无须对机床进行解体,故机床的安装、调试和验收工作相对来讲是比较简单。机床运到用户后,进行简单的连线、机床水平调整和试切后,就可正式投入使用,所需的工具也比较简单。下面就介绍一下小型数控机床的安装、调试和验收要求。一数控机床的初步安装内容包括:1、根据机床的要求,选择合适的位置摆放机床。2、阅读机床的资料,以保证正确使用数控机床。二电线连接这部分内容主要是机床的总电源连接,这个步骤虽然十分简单,但若此步做得不好,会引起不必要的麻烦,甚至会产生严重的后果,下面介绍一下电源连接时的注意事项:1、输入电源电压和频率的确认。目前我国电压的供电为:三相交流380V;单相220V。国产机床一般是采用三相380V,频率50Hz供电,而有部份进口机床不是采用三相交流380V,频率50Hz供电,而这些机床都自身已配有电源变压器,用户可根据要求进行相应的选择,下一步就是检查电源电会的上下波动,是否符合机床的要求和机床附近有无能影响电源电源电的大型波动,若电压波动过大或有大型设备应加装稳不器.因为电源供电电不波动大,产生电气干扰,便机床会影响机床的稳定性.2、电源相序的确认,当相序接错时,有可能使控制单元的保险丝熔断,检查相序的方法比较简单,用相序到接下图测量,当相序表顺时针旋转,相序相正确,反之相序错误,这时只要将UVW三相中任二根电源线对调即可.三、数控机床调试与性能检验完成上面所述的电源连接,再参照机床机床说明书,给机床各部件加润滑油。接着可以进行机床调试环节。机床调试可按以下几个步骤进行:机床几何精度的调试在机床摆放粗调整的基础上,还要对机床进行进一步的微调。这方面主要是精调机床床身的水平,找正水平后移动机床各部件,观察各部件在全行程内机床水平的变化,并相应调整机床,保证机床的几何精度在允许范围之内。床的基本性能检验(1)机床/系统参数的调整主要调整根据机床的性能和特点去调整。①各进给轴快速移动速度和进给速度参数调整。②各进给轴加减整常数的调整。③主轴控制参数调整。④换刀装置的参数调整。⑤其它附助装置的参数调整。如:液压系统、气压系统(2)主轴功能①手动操作选择低、中、高三档转,主轴连续进行五次正转反转的起动、停止,检验其动作的灵活性和可靠性,同时检查负载表上的功率显示是否符合要求。②手动数据输入方式(MDI)使主轴由低速开始,逐步提高到允许的最高速度。检查转速是否正常,一般允许误差不能超过机床上所示转速的土10%,在检查主轴转速的同时观察主轴噪声、振动、温升是否正常,机床的总噪声不能超过80Db。③主轴准停连续操作五次以上,检查其动作的灵活性和可靠性。(3)各进给轴的检查①手动操作对各进给轴的低、中、高进给和快速移动,移动比例是否正确,在移动时是否平稳、畅顺,有无杂音的存在。②手动数据输入方式(MDI)通过G00和G01F指令功能,检测快速移动和各给速度。(4)换刀装置的检查检查换刀装置在手动和自动换刀的过程中是否灵活、牢固。①手动操作检查换刀装置在手动换刀的过程中是否灵活、牢固。②自动操作检查换刀装置在自动换刀的过程中是否灵活、牢固。(5)限位、机械零点检查①检查机床的软硬限位的可靠性。软限位一般由系统参数来确定;硬限位是通过行程开关来确定,一般在各进给轴的极限位置,因此,行程开关的可靠性就决定了硬限位的可靠性。②回机械零用回原点方式,检查各进给轴回原点的准确性和可靠性。(6)其它附助装置检查如润滑系统、液压系统、气压系统、冷却系统、照明电路等的工作是否正常。3、数控机床稳定性检验数控机床的稳性也是体现数控机床性能的重要指标。若一台数控机床不能保持长时间稳定工作,加工精度在加工过程中不断变化,在加工过程中要不断测量工件修改尺寸,造成加工效率下降,从而体现不出数控机床的优点。为了全面地检查机床功能及工作可靠性,数控机床在安装调试后,应在一定负载或空载下进行较长一段时间的自动运行考验。自动运行的时间,国家标准GB9061-88中规定:数控机床为16h以上(含16h),要求连续运转。在自动运行期间,不应发生任何故障(人为操作失误引起的除外)。若出现故障,故障排除时间不能超过1h,否则应重新开始运行考验。4、机床的精度检验(1)机床的几何精度检验机床的几何精度是综合反映该设备的关键机械零部件和组装后几何形状误差。数控机床的基本性能检验与普通机床的检验方法差不多,使用的检测工具和方法也相似,每一项要独立检验,但要求更高。所使用的检测工具精度必须比所检测的精度高一级。其检测项目主要有:①X、Y、Z轴的相互垂直度。②主轴回转轴线对工作台面的平行度。③主轴在Z轴方向移动的直线度④主轴轴向及径向跳动。(2)机床的定位精度检验数控机床的定位精度是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。根据实测的定位精度数值判断机床是否合格。其内容有:①各进给轴直线运动精度。②直线运动重复定位精度。③直线运动轴机械回零点的返回精度。④刀架回转精度。(3)机床的切削精度检验机床的切削精检验,又称为动态精度检验,其实质是对机床的几何精度和定位精度在切削时的综合检验。其内容可分为单项切削精度检验和综合试件检验①单项切削精度检验包括:直线切削精度、平面切削精度、圆弧的圆度、圆柱度、尾座套筒轴线对溜板移动的平行度、螺纹检测等②综合试件检验:根据单项切削精度检验的内容,设计一个具有包括大部分单项切削内容的工件进行试切加工,来确定机床的切削精度。附数控车床基本检验项目表:数控车床基本检验项目(仅供参考)序号检测内容检测方法允许误差/mm实测误差1床身导轨调水平纵向导轨在垂直平面内的直线度0.020(凸)局部公差:在任意250长度上测量为0.075横向导轨的平行度0.04/10002溜板移动在水平面内的直线度0.023尾座移动对溜板移动的平行度:a:在垂直平面内b:在水平面内03局部公差:在任意500测量长度上为0.024主轴a:主轴的轴向窜动b:主轴轴肩支承面的跳动a:0.01b:0.02(包括轴向窜动)序号检测内容检测方法允许误差/mm实测误差5主轴定心轴颈的径向跳动0.016主轴锥孔轴线的径向跳动a:靠近主轴端面b:距离主轴端面300mm处a:0.01b:0.027主轴轴线对溜板移动的平行度a:在垂直平面内b:在水平内(测量长度为200mm)a:在300测量长为0.02(只许向上偏)b:0.015(只许向上偏)8顶尖的跳动0.0159尾座尾座套筒轴线对溜板移动的平行度a:在垂直平面内b:在水平面内a:在100测量长度上为0.015(只许向上偏)b:在100测量长度为0.01(只许向前偏)序号检测内容检测方法允许误差/mm实测误差10尾座套筒锥孔轴线对溜板移动的平行度a:在垂直平面内b:在水平面内(测量长度为200mm)a:在300测量长度上为0.03(只许向上偏)b:0.03(只许向前偏)11两顶针主轴和尾座两顶尖的等高0.050.02(只许尾座高)12刀架回转的重复定位精度0.0113重复定位精度Z轴0.015X轴0.01序号检测内容检测方法许误差/mm实测误差14定位精度Z轴0.045X轴0.04P1精车外圆的精度a:圆度b:在纵截面内直径一致性a:0.005b:在200测量长度上为0.03P2精车端面的平面度300直径上为0.02(只许凹)P3螺纹L2dd约为Z轴丝杆直径螺距不超过Z轴丝杆螺距之半任意60mm测量长度螺距累积误差的允差为0.02mm注:P1、P3试切件为钢材P2试件为铸铁前几天发了个帖子,请高手指点一下普通PLC和数控机床PLC之间的异同点。今日,搜集和学习了一下,和大家共享,欢迎大家参与讨论,共同进步。2010/1/88:27:35顶楼

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NO.1

1、

PLC在数控机床中的应用形式

数控机床中所用的PLC可分为两类:一类是专为实现数控机床顺序控制而设计制造的内装型PLC(built-in

Type),另一类是那些输入输出技术规范,输入输出点数、程序存储容量以及运算和控制功能等均能满足数控机床控制要求的独立型PLC(Stand-alone

Type)。

内装式PLC也称集成式PLC,采用这种方式的数控系统,在设计之初就将NC和PLC结合起来考虑,NC和PLC之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的,因而有较高的较高交换速度和较宽的信息通道。它们可以共用一个CPU也可以是单独的CPU这种结构从软硬件整体上考虑,

PLC

和NC

之间没有多余的导线连接,

增加了系统的可靠性,

而且NC

和PLC

之间易实现许多高级功能。PLC

中的信息也能通过CNC

的显示器显示,

这种方式对于系统的使用具有较大的优势。高档次的数控系统一般都采用这种形式的PLC。

独立式PLC也称外装式PLC,它独立于NC装置,具有独立完成控制功能的PLC。在采用这种应用方式式,可根据用户自己的的特点,选用不同专业PLC厂商的产品,并且可以更为方便的对控制规模进行调整。

2、PLC与数控系统及数控机床间的信息交换

相对于PLC,机床和NC就是外部。PLC与机床以及NC之间的信息交换,对于PLC的功能发挥,是非常重要的。PLC与外部的信息交换,通常有四个部分:

(1)、机床侧至PLC:机床侧的开关量信号通过I/O单元接口输入到PLC中,除极少数信号外,绝大多数信号的含义及所配置的输入地址,均可由PLC程序编制者或者是程序使用者自行定义。数控机床生产厂家可以方便的根据机床的功能和配置,对PLC程序和地址分配进行修改。

(2)、PLC至机床:PLC的控制信号通过PLC的输出接口送到机床侧,所有输出信号的含义和输出地址也是由PLC程序编制者或者是使用者自行定义。

(3)、CNC至PLC:CNC送至PLC的信息可由CNC

直接送入PLC的寄存器中,所有CNC送至PLC的信号含义和地址(开关量地址或寄存器地址)

均由CNC

厂家确定,PLC编程者只可使用不可改变和增删。如数控指令的M、S、T

功能,通过CNC译码后直接送入PLC相应的寄存

器中。

(4)、

PLC至CNC:PLC

送至CNC

的信息也由开关量信号或寄存器完成,所有PLC送至CNC的信号地址与含义由CNC

厂家确定,PLC

编程者只可使用,不可改变和增删。

3、PLC在数控机床中的工作流程

PLC在数控机床中的工作流程,和通常的PLC工作流程基本上是一致的,分为以下几个步骤:

(1)、输入采样:输入采样,就是PLC以顺序扫描的方式读入所有输入端口的信号状态,并将此状态,读入到输入映象寄存器中。当然,在程序运行周期中这些信号状态是不会变化的,除非一个新的扫描周期的到来,并且原来端口信号状态已经改变,读到输入映象寄存器的信号状态才会发生变化。

(2)、程序执行:程序执行阶段系统会对程序进行特定顺序的扫描,并且同时读入输入映像寄存区、输出映像寄存区的读取相关数据,在进行相关运算后,将运算结果存入输出映像寄存区供输出和下次运行使用。

(3)、出刷新阶段:在所指令执行完成后,输出映像寄存区的所有输出继电器的状态(接通/断开)在输出刷新阶段转存到输出锁存器中,通过特定方式输出,驱动外部负载。

4、

PLC在数控机床中的控制功能

(1)、操作面板的控制。操作面板分为系统操作面板和机床操作面板。系统操作面板的控制信号先是进入NC,然后由NC送到PLC,控制数控机床的运行。机床操作面板控制信号,直接进入PLC,控制机床的运行。

(2)、机床外部开关输入信号。将机床侧的开关信号输入到送入PLC,进行逻辑运算。这些开关信号,包括很多检测元件信号(如:行程开关、接近开关、模式选择开关等等)

(3)、输出信号控制:PLC输出信号经外围控制电路中的继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象。

(4)、功能实现。系统送出T指令给PLC,经过译码,在数据表内检索,找到T代码指定的刀号,并与主轴刀号进行比较。如果不符,发出换刀指令,刀具换刀,换刀完成后,系统发出完成信号。

(5)、M功能实现。系统送出M指令给PLC,经过译码,输出控制信号,控制主轴正反转和启动停止等等。M指令完成,系统发出完成信号。2010/1/88:29:43第2楼

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NO.2机床行业应用PLC简介

1.plc在机床行业的应用

plc在数控机床中应用,通常有两种形式:一种称为内装式;一种称为独立式。

内装式plc也称集成式plc,采用这种方式的数控系统,在设计之初就将nc和plc结合起来考虑,nc和plc之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的,因而有较高的交换速度和较宽的信息通道。它们可以共用一个cpu,也可以是单独的cpu,这种结构从软硬件整体上考虑,plc和nc之间没有多余的导线连接,

增加了系统的可靠性,

而且nc和plc之间易实现许多高级功能。plc中的信息也能通过cnc的显示器显示,

这种方式对于系统的使用具有较大的优势。高档次的数控系统一般都采用这种形式的plc。

独立式plc也称外装式plc,它独立于nc装置,具有独立完成控制功能的plc。在采用这种应用方式时,可根据用户自己的的特点,选用不同专业plc厂商的产品,并且可以更为方便的对控制规模进行调整。

plc在数控机床和非数控机床中都有使用,在数控机床中,plc是数控机床的大脑,何时进刀,何时退刀,刀量多少,工件的加工流程及所有要控制的操作都要由plc发出指令,机床的限位开关等机械控制部分以及液压控制部分也会应用到plc。通过计算机与plc的组合,实现对刀架换刀的准确控制。

plc在机床行业的总体市场情况

机床行业中plc的应用以小型plc为主,日系plc在小型plc领域占有很大优势,因此在机床行业中日系plc占据大部分市场份额,而三菱、西门子和ge-fanuc由于其数控系统在机床行业中占有优势,因此在机床行业中占有一席之地。机床行业中plc品牌集中度比较高,主要集中于日系品牌(三菱、欧姆龙)和西门子,台湾品牌台达在其中也占有一定的市场份额,而其他的品牌主要有富士、倍福、ls、施耐德、光洋、abb和横河等。

2.plc在机床行业的应用前景

机床行业在保持了最近这些年的持续高速增长之后,于今年开始出现衰退现象,特别是在受金融危机冲击后,从7月份开始与去年同期相比都有不同程度的下降,11月份甚至下降幅度达到20.2%,如此高幅度的下降是历年很少见的,其中普通机床的影响尤为明显,库存开始增加,而数控机床的影响稍微少一些,从而给这个行业重新洗牌,未来机床的方向是数控化和逐步高端化,这些机床都需要使用大量plc和运动控制器/卡来逐步取代继电器或机械控制,使得机床的整体性能得到提升,因此从长远来看,plc和运动控制器/卡在机床行业的应用还是会很有潜力,在金融危机的冲击下,用户对plc的性价比会越来越高,在同等价位水平下,希望plc能够集成更多功能,如多轴插补功能等,甚至把原来不带有运动控制模块的plc转化成带有运动模块,这些都是plc厂商面对这场危机时所需要考虑的,在人人捂紧钱包的时候,只有更加高性价比的产品才能在这场危机中胜出,而对于运动控制器/卡,开放性将是其发展趋势,不需要借助相关平台即能实现运动控制功能。2010/1/88:32:18第3楼

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“内装型”PLC

“内装型”PLC(或称“内含型”PLC、“集成式”PLC)从属于CNC装置,PLC与NC间的信号传送在CNC装置内部即可实现。PLC与MT间则通过CNC输入/输出接口电路实现信号传送

此主题相关图片如下,点击图片看大图:

内装型PLC有如下特点:

1)内装型PLC实际上是CNC装置带有的PLC功能,一般是作为一种基本的或可选择的功能提供给用户。

2)内装型PLC的性能指标(如:输入/输出点数,程序最大步数,每步执行时间、程序扫描周期、功能指令数目等)是根据所从属的CNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定的。其硬件和软件部分是被作为CNC系统的基本功能或附加功能与CNC系统其他功能一起统一设计、制造的。因此,系统硬件和软件整体结构十分紧凑,且PLC所具有的功能针对性强,技术指标亦较合理、实用,尤其适用于单机数控设备的应用场合。

3)在系统的具体结构上,内装型PLC可与CNC共用CPU,也可以单独使用一个CPU;硬件控制电路可与CNC其他电路制作在同一块印刷板上,也可以单独制成一块附加板,当CNC装置需要附加PLC功能时,再将此附加板插装到CNC装置上,内装PLC一般不单独配置输入/输出接口电路,而是使用CNC系统本身的输入/输出电路;PLC控制电路及部分输入/输出电路(一般为输入电路)所用电源由CNC装置提供,不需另备电源。

4)采用内装型PLC结构,CNC系统可以具有某些高级的控制功能。如:梯形图编辑和传送功能,在CNC内部直接处理NC窗口的大量信息等。

自70年代末以来,世界上著名的CNC厂家在其生产的CNC产品中,大多开发了内装型PLC功能。随着大规模集成电路的开发利用,带与不带PLC功能,CNC装置的外形尺寸已没有明显的变化。一般来说,采用内装型PLC省去了PLC与NC间的连线,又具有结构紧凑、可靠性好、安装和操作方便等优点,和在拥有CNC装置后,又去另外配购一台通用型PLC作控制器的情况相比较,无论在技术上还是经济上对用户来说都是有利的。

国内常见的外国公司生产的带有内装型PLC的系统有:FANUC公司的FS-0(PMC-L/M),FS-0

Mate(PMC-L/M),FS-3(PLC-D),FS-6(PLC-A、PLC-B),FS-10/11(PMC-1);FS-15(PMC-N);Siemens公司的SINUMERIK

810,SINUMERIK

820;A-B公司的8200,8400,8600等。

2010/1/88:35:48第4楼

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“独立型”PLC

“独立型”PLC又称“通用型”PLC。独立型PLC是独立于CNC装置,具有完备的硬件和软件功能,能够独立完成规定控制任务的装置。采用独立型PLC的数控机床系统框图如图

此主题相关图片如下,点击图片看大图:

独立型PLC有如下特点:

1)独立型PLC具有如下基本的功能结构:CPU及其控制电路,系统程序存储器,用户程序存储器、输入/输出接口电路、与编程机等外部设备通信的接口和电源等(参见图5-2)。

2)独立型PLC一般采用积木式模块化结构或笼式插板式结构,各功能电路多做成独立的模块或印刷电路插板,具有安装方便,功能易于扩展和变更等优点。例如,可采用通信模块与外部输入输出设备、编程设备、上位机、下位机等进行数据交换;采用D/A模块可以对外部伺服装置直接进行控制;采用计数模块可以对加工工件数量、刀具使用次数、回转体回转分度数等进行检测和控制,采用定位模块可以直接对诸如刀库、转台、直线运动轴等机械运动部件或装置进行控制。

3)独立型PLC的输入、输出点数可以通过I/O模块或插板的增减灵活配置。有的独立型PLC还可通过多个远程终端连接器构成有大量输入、输出点的网络,以实现大范围的集中控制。

在独立型PLC中,那些专为用于FMS、FA而开发的独立型PLC具有强大的数据处理、通信和诊断功能,主要用作“单元控制器”,是现代自动化生产制造系统重要的控制装置。独立型PLC也用于单机控制。国外有些数控机床制造厂家,或是为了展示自己长期形成的技术特色,或是为了保守某些技术绝窍,或纯粹是因管理上的需要,在购进的CNC系统中,舍弃了PLC功能,而采用外购或自行开发的独立型PLC作控制器,这种情况在从日本、欧美引进的数控机床中屡见不鲜。

国内已引进应用的独立型PLC有:Siemens公司的SIMATI

C

S5系列产品;A-B公司的PLC系列产品;FANUC公司的PMC-J等。2010/1/88:38:08第5楼

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工控机与PLC的区别

网上搜集,感谢原作者

工控机与PLC的区别并不在于长得什么样子,也不在于使用的工作环境,而在于它们的功能。它就发展来说,它们来自不同的途径,PLC来源以继电器为特征的电气逻辑控制,工控机来源于计算机。早期PLC只能用于进行逻辑运算,现在功能越来越强大了,但总体来说,还是适合于进行以顺序控制为主的自动化工程中,如流程工业。工控机作为控制设备,主用于以过程控制为主的自动化工程,如化工工业。工控机作为上位机人界面,认为只相当一台PC,与控制功能没什么关关系。

工控机(Industrial

Personal

Computer—IPC)是一种加固的增强型个人计算机,它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。早在80年代初期,美国AD公司就推出了类似IPC的MAC-150工控机,随后美国IBM公司正式推出工业个人计算机IBM7532。由于IPC的性能可靠、软件丰富、价格低廉,而在工控机中异军突起,后来居上,应用日趋广泛。目前,IPC已被广泛应用于通讯、工业控制现场、路桥收费、医疗、环保及人们生活的方方面面。

IPC的技术特点:

1、采用符合“EIA”标准的全钢化工业机箱,增强了抗电磁干扰能力。

2、采用总线结构和模块化设计技术。CPU及各功能模块皆使用插板式结构,并带有压杆软锁定,提高了抗冲击、抗振动能力。

3、机箱内装有双风扇,正压对流排风,并装有滤尘网用以防尘。

4、配有高度可靠的工业电源,并有过压、过流保护。

5、电源及键盘均带有电子锁开关,可防止非法开、关和非法键盘输入。

6、具有自诊断功能。

7、可视需要选配I/O模板。

8、设有“看门狗”定时器,在因故障死机时,无需人的干预而自动复位。

9、开放性好,兼容性好,吸收了PC机的全部功能,可直接运行PC机的各种应用软件。

10、可配置实时操作系统,便于多任务的调度和运行。

11、可采用无源母板(底板),方便系统升级。

IPC的主要结构:

1、全钢机箱

IPC的全钢机箱是按标准设计的,抗冲击、抗振动、抗电磁干扰,内部可安装同PC-bus兼容的无源底板。

2、无源底板

无源底板的插槽由ISA和PCI总线的多个插槽组成,ISA或PCI插槽的数量和位置根据需要有一定选择,该板为四层结构,中间两层分别为地层和电源层,这种结构方式可以减弱板上逻辑信号的相互干扰和降低电源阻抗。底板可插接各种板卡,包括CPU卡、显示卡、控制卡、I/O卡等。

3、工业电源

为AT开关电源,平均无故障运行时间达到250,000小时。

4、CPU卡

IPC的CPU卡有多种,根据尺寸可分为长卡和半长卡,根据处理器可分为386、486、586、PII、PIII主板,用户可视自己的需要任意选配。其主要特点是:工作温度0-600C;装有“看门狗”计时器;低功耗,最大时为5V/2.5A。

5、其他配件:

IPC的其他配件基本上都与PC机兼容,主要有CPU、内存、显卡、硬盘、软驱、键盘、鼠标、光驱、显示器等。2010/1/88:40:54第6楼

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PLC和NC的关系

PLC和NC的关系

PLC用于通用设备的自动控制,称为可编程控制器。PLC用于数控机床的外围辅助电气的控制,称为可编程序机床控制器。因此,在FANUC数控系统中将其称之为PMC(programmable

machine

tool

controller)。数控系统有两大部分,一是NC、二是PLC,这两者在数控机床所起的作用范围是不相同的。可以这样来划分NC和PLC的作用范围:

1、

实现刀具相对于工件各坐标轴几何运动规律的数字控制。这个任务是由NC来完成;

2、

机床辅助设备的控制是由PLC来完成。它是在数控机床运行过程中,根据CNC内部标志以及机床的各控制开关、检测元件、运行部件的状态,按照程序设定的控制逻辑对诸如刀库运动、换刀机构、冷却液等的运行进行控制。

在数控机床中这两种控制任务,是密不可分的,它们按照上面的原则进行了分工,同时也按照一定的方式进行连接。NC和PLC的接口方式遵循国际标准“ISSO

4336-1981(E)机床数字控制-数控装置和数控机床电气设备之间的接口规范”的规定,接口分为四种类型:

1、与驱动命令有关的连接电路;

2、数控装置与测量系统和测量传感器间的连接电路;

3、电源及保护电路;

4、通断信号及代码信号连接电路;

从接口分类的标准来看,第一类、第二类连接电路传送的是数控装置与伺服单元、伺服电机、位置检测以及数据检测装置之间控制信息。第三类是由数控机床强电电路中的电源控制控制电路构成。通常由电源变压器、控制变压器、各种断路器、保护开关、继电器、接触器等等构成。为其他电机、电磁阀、电磁铁等执行元件供电。这些相对于数控系统来讲,属于强电回路。这些强电回路是不能够和控制系统的弱电回路,直接相连接的,只能够通过中间继电器等电子元器件转换成直流低压下工作的开关信号,才能够成为PLC或继电器逻辑控制电路的可接受的电信号。反之,PLC或继电器逻辑控制来的控制信号,也必须经过中间继电器或转换电路变成能连接到强电线路的信号,再由强电回路驱动执行元件工作。第四类信号是数控装置向外部传送的输入输出控制信号。

PLC在数控机床中的应用

1、

PLC在数控机床中的应用形式

PLC在数控机床中应用,通常有两种形式:一种称为内装式;一种称为独立式。

内装式PLC也称集成式PLC,采用这种方式的数控系统,在设计之初就将NC和PLC结合起来考虑,NC和PLC之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的,因而有较高的较高交换速度和较宽的信息通道。它们可以共用一个CPU也可以是单独的CPU这种结构从软硬件整体上考虑,

PLC

和NC

之间没有多余的导线连接,

增加了系统的可靠性,

而且NC

和PLC

之间易实现许多高级功能。PLC

中的信息也能通过CNC

的显示器显示,

这种方式对于系统的使用具有较大的优势。高档次的数控系统一般都采用这种形式的PLC。

独立式PLC也称外装式PLC,它独立于NC装置,具有独立完成控制功能的PLC。在采用这种应用方式式,可根据用户自己的的特点,选用不同专业PLC厂商的产品,并且可以更为方便的对控制规模进行调整。

2、PLC与数控系统及数控机床间的信息交换

相对于PLC,机床和NC就是外部。PLC与机床以及NC之间的信息交换,对于PLC的功能发挥,是非常重要的。PLC与外部的信息交换,通常有四个部分:

(1)、机床侧至PLC:机床侧的开关量信号通过I/O单元接口输入到PLC中,除极少数信号外,绝大多数信号的含义及所配置的输入地址,均可由

PLC程序编制者或者是程序使用者自行定义。数控机床生产厂家可以方便的根据机床的功能和配置,对PLC程序和地址分配进行修改。

(2)、PLC至机床:PLC的控制信号通过PLC的输出接口送到机床侧,所有输出信号的含义和输出地址也是由PLC程序编制者或者是使用者自行定义。

(3)、CNC至PLC:CNC送至PLC的信息可由CNC

直接送入PLC的寄存器中,所有CNC送至PLC的信号含义和地址(开关量地址或寄存器地址)

均由CNC

厂家确定,PLC编程者只可使用不可改变和增删。如数控指令的M、S、T

功能,通过CNC译码后直接送入PLC相应的寄存器中。

(4)、PLC至CNC:PLC

送至CNC

的信息也由开关量信号或寄存器完成,所有PLC送至CNC的信号地址与含义由CNC

厂家确定,PLC

编程者只可使用,不可改变和增删。

3、PLC在数控机床中的工作流程

PLC在数控机床中的工作流程,和通常的PLC工作流程基本上是一致的,分为以下几个步骤:

(1)、输入采样:输入采样,就是PLC以顺序扫描的方式读入所有输入端口的信号状态,并将此状态,读入到输入映象寄存器中。当然,在程序运行周期中这些信号状态是不会变化的,除非一个新的扫描周期的到来,并且原来端口信号状态已经改变,读到输入映象寄存器的信号状态才会发生变化。

(2)、程序执行:程序执行阶段系统会对程序进行特定顺序的扫描,并且同时读入输入映像寄存区、输出映像寄存区的读取相关数据,在进行相关运算后,将运算结果存入输出映像寄存区供输出和下次运行使用。

(3)、出刷新阶段:在所指令执行完成后,输出映像寄存区的所有输出继电器的状态(接通/断开)在输出刷新阶段转存到输出锁存器中,通过特定方式输出,驱动外部负载。

4、

PLC在数控机床中的控制功能

(1)、操作面板的控制。操作面板分为系统操作面板和机床操作面板。系统操作面板的控制信号先是进入NC,然后由NC送到PLC,控制数控机床的运行。机床操作面板控制信号,直接进入PLC,控制机床的运行。

(2)、机床外部开关输入信号。将机床侧的开关信号输入到送入PLC,进行逻辑运算。这些开关信号,包括很多检测元件信号(如:行程开关、接近开关、模式选择开关等等)

(3)、输出信号控制:PLC输出信号经外围控制电路中的继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象。

(4)、功能实现。系统送出T指令给PLC,经过译码,在数据表内检索,找到T代码指定的刀号,并与主轴刀号进行比较。如果不符,发出换刀指令,刀具换刀,换刀完成后,系统发出完成信号。

(5)、M功能实现。系统送出M指令给PLC,经过译码,输出控制信号,控制主轴正反转和启动停止等等。M指令完成,系统发出完成信号。2010/1/88:44:05第7楼

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PLC与数控机床外围电路的关系

如前所述,PLC在数控机床中用来控制机床的强电回路(通过一些电器元件)。为了更好了解数控机床的PLC的控制功能,就有必要对PLC和外围电路的关系进行分析。

1、

PLC对外围电路的控制

数控机床通过PLC对机床的辅助设备进行控制,PLC对对外围电路的控制来实现对辅助设备的控制的。PLC接受NC的控制信号以及外部反馈信号,经过逻辑运算、处理将结果以信号的形式输出。输出信号从PLC的输出模块输出,有些信号经过中间继电器控制接触器然后控制具体的执行机构动作,从而实现对外围辅助机构的控制。有些信号不需要通过中间环节的处理直接用于控制外部设施,比如说,有些直接用低压电源驱动的设备(如:面板上的指示灯)。也就是说每一个外部设备(使用PLC控制的)都是由PLC的一路控制信号来控制的,也就是说每一个外部设备(使用PLC控制的)都在PLC中和一个PLC输出地址相对应。

PLC对外围设备的控制,不仅仅是要输出信号控制设备、设施的动作,还要接受外部反馈信号,以监控这些设备设施的状态。在数控机床中用于检测机床状态的设备或元件主要有,温度传感器、震动传感器、行程开关、接近开关等等。这些检测信号有些是可以直接输入到PLC的端口,有些必须要经过一些中间环节才能够输入到PLC的输入端口。

无论是输入还是输出,PLC都必须要通过外围电路才能够控制机床的辅助设施的动作。在PLC和外围电路的关系中,最重要的一点就是外部信号和PLC

内部信号处理的对应。这种对应关系就是前面所说的地址分配,就是将每一个PLC中地址和外围电路每一路信号相对应。这个工作是在机床生产过程中,编制和该机床相对应的PLC程序时,由PLC程序编制工程师定义。当然做这样的定义必须遵循必要的规则,以使PLC程序符合系统的要求。2010/1/88:46:33第8楼

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符合IEC标准的开放式PLC

IEC1131-3是IEC为工业自动化编程制定的标准,是吸收不同厂家编程语言风格及适应未来软件技术发展要求制定的,独立于任何一家公司,适合不同领域、不同类编程人员的使用。自发布以来得到了所有顶尖PLC厂家的认可,各厂家也都尽量向IEC标准靠拢。

国内数控系统经过30多年的发展,无论是功能还是性能都有了很大的提高,与国外知名数控厂家的差距也在缩小。但是由于技术原因,数控系统的重要组成部分——内装PLC较国外系统相比仍有很大差距,主要表现在:很多低档数控系统不支持PLC,中高档数控则多是采用专用PLC语言,用户使用很不方便,例如C语言等。北京航天数控过去一直采用IL语言来编写PLC逻辑,由于是指令方式,适合于程序员设计程序,而不适于机床电气工程师,因此给机床厂家或用户造成很多不方便。

针对上述情况,北京航天数控与国内知名专业PLC厂商合作开发了符合国际电工技术委员会IEC1131-3规范的数控系统PLC编辑编译软件,并应用于北京航天数控的CNC系统中。该PLC编辑编译软件符IEC1131-3规范,完全自主开发,并且可运行WIN98、WIN2000、WINXP等操作系统,简便、易学。

航天数控PLC编辑编译软件具有如下特点:

(1)符合IEC1131-3标准。

(2)支持IL(指令表)和LD(梯形图)两种标准语言。

(3)丰富的指令集,内置IEC1131-3定义的标准功能、功能块以及一些特殊应用指令。

(4)适合数控应用的专用指令、功能块。

(5)支持用户自定义功能块(子程序功能)。

(6)完善的联机功能,包括:下载、上载、在线监测等功能。

(7)完善的快捷键方便用户使用。

(8)具有工程信息功能,便于PLC用户程序的维护和系统维修工作。

北京航天数控PLC内存区域介绍见下表。

此主题相关图片如下,点击图片看大图:

界面简单介绍

目前航天数控PLC编辑编译软件支持LD和IL两种编程语言。其风格如图1、图2所示:在主画面下,包含菜单、工具栏、状态栏、工程管理器、指令集、用户工作区和信息输出区。

菜单:包含了PLC软件的所有命令。

工具栏:包含了PLC软件中用户经常使用的一些命令。

状态栏:提供软件当前状态信息和操作命令提示信息。

工程管理器:采用树型结构显示整个工程的组织结构。

用户工作区:变量表、编辑器窗口等。

指令集:以树状列出航天数控PLC的所有指令、功能块、用户子程序,该指令集又分为LD指令集、IL指令集。

信息输出区:显示软件输出的提示信息,包括编译信息、查找结果等。指令集介绍航天数控PLC支持IEC61131-3标准的基本指令及其大部分功能/功能块,编程风格符合IEC61131-3标准要求,根据机床数控系统PLC的实际要求,对标准指令做了适当的扩充,充分满足机床数控需求。

航天数控PLC指令大致分为以下几类:位指令、赋值指令、比较指令、逻辑运算指令、移位指令、数学运算指令、程序控制指令、定时器、计数器、子程序以及数控专用指令。

位指令包括:常开触点、常闭触点、普通线圈、复位线圈、置位线圈、上升沿检测、下降沿检测等。

赋值指令包括:MOVE(赋值)、BLKMOVE(块转移)等。

比较指令包括:大于、大于等于、等于、小于、小于等于、不等于指令。

逻辑运算指令包括:按位取反、按位与、按位与非、按位或、按位或非、按位异或等指令。

移位指令包括:左移、右移、循环左移、循环右移指令。

数学运算指令包括:加法、减法、乘法、除法、求余数、加1、减1等指令。

程序控制指令包括:无条件跳转、条件跳转、条件取反跳转、返回指令等。2010/1/88:50:09第9楼

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PLC在数控加工中心刀具控制的应用的研究意义和内容及存在的问题

网上搜集,感谢原作者。

通过在设备维修、技术开发、生产等多部门多方面的接触和工作,并在多年的设备维修和设备管理工作中不断地学习与积累大量的工作经验,就普遍存在数控机床电气设备维修的方法与实践上做一剖析阐述。

一、数控设备的维护保养知识数控设备是一种自动化程度较高,结构较复杂的先进加工设备,是企业的重点、关键设备。要发挥数控设备的高效益,就必须正确的操作和精心的维护,才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损,避免突发故障;做好日常维护保养,可使设备保持良好的技术状态,延缓劣化进程,及时发现和消灭故障隐患,从而保证安全运行。1、数控设备使用中应注意的问题1.1

数控设备的使用环境为提高数控设备的使用寿命,一般要求要避免阳光的直接照射和其他热辐射,要避免太潮湿、粉尘过多或有腐蚀气体的场所。腐蚀气体易使电子元件受到腐蚀变质,造成接触不良或元件间短路,影响设备的正常运行。精密数控设备要远离振动大的设备,如冲床、锻压设备等。1.2

电源要求为了避免电源波动幅度大(大于±10%)和可能的瞬间干扰信号等影响,数控设备一般采用专线供电(如从低压配电室分一路单独供数控机床使用)或增设稳压装置等,都可减少供电质量的影响和电气干扰。1.3

操作规程操作规程是保证数控机床安全运行的重要措施之一,操作者一定要按操作规程操作。机床发生故障时,操作者要注意保留现场,并向维修人员如实说明出现故障前后的情况,以利于分析、诊断出故障的原因,及时排除。另外,数控机床不宜长期封存不用,购买数控机床以后要充分利用,尤其是投入使用的第一年,使其容易出故障的薄弱环节尽早暴露,得以在保修期内得以排除。在没有加工任务时,数控机床也要定期通电,最好是每周通电1-2次,每次空运行1小时左右,以利用机床本身的发热量来降低机内的湿度,使电子元件不致受潮,同时也能及时发现有无电池报警发生,以防止系统软件、参数的丢失。

2、数控机床的维护保养

数控机床种类多,各类数控机床因其功能,结构及系统的不同,各具不同的特性。其维护保养的内容和规则也各有其特色,具体应根据其机床种类、型号及实际使用情况,并参照机床使用说明书要求,制订和建立必要的定期、定级保养制度。下面是一些常见、通用的日常维护保养要点。

2.1

数控系统的维护

1)严格遵守操作规程和日常维护制度2)应尽量少开数控柜和强电柜的门

在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘甚至金属粉末,一旦它们落在数控系统内的电路板或电子器件上,容易引起元器件间绝缘电阻下降,甚至导致元器件及电路板损坏。有的用户在夏天为了使数控系统能超负荷长期工作,采取打开数控柜的门来散热,这是一种极不可取的方法,其最终将导致数控系统的加速损坏。3)定时清扫数控柜的散热通风系统

应该检查数控柜上的各个冷却风扇工作是否正常。每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象,若过滤网上灰尘积聚过多,不及时清理,会引起数控柜内温度过高。4)数控系统的输入/输出装置的定期维护

80年代以前生产的数控机床,大多带有光电式纸带阅读机,如果读带部分被污染,将导致读入信息出错。为此,必须按规定对光电阅读机进行维护。5)直流电动机电刷的定期检查和更换

直流电动机电刷的过渡磨损,会影响电动机的性

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