808D数控车床PLC控制系统设计

本文介绍用西门子808D系统完成其PLC控制系统方案的设计和控制电路图的设前言1.1国内外数控车床的发展现状。1.2数控车床的特点(1)高精度。随着机床技术的不断发展，车床的控制系统相应的也来越好，在控(2)高效率。当今材料技术的迅猛发展使得越来越多的新材料刀具得到应用。机(3)高柔性。数控机床的柔性是指机床加工零件的适应各种产品和不同批量产品(4)高可靠性。各种数控系统的制造商都在不断推出新型号的数控系统。新的数(5)工艺能力强。数控车床加工的零件一般都是粗加工完成后即可进行精加工。(1)人机界面的开放性。在生产过程中操作人员能从人机界面上了解到数控机床(2)逻辑控制的开放性。如今大多数数控系统都有内置PLC。数控系统通过PLC(3)数控系统内核的开放性。当今数控市场上有一些特殊结构的数控机床。这些1.5我国数控技术的发展⑤关联杆系(虚拟轴)开始走向实用化；第2章西门子808D数控系统2.1西门子808D系统简介西门子808D数控系统是普及型的数控系统即应用于普及型数控车床和铣床的数控数控系统具备坚固耐用和人性化操作的优点。其坚固耐用表现在前面板防护等级达到使用西门子808D机床控制面板。使用西门子808D机床控制面板时，通过更换插条就西门子808D数控系统采用现代化的软硬件架构确保计算结果的计算精度达到80西门子808D支持常用的ISO编程语言。这让那些熟悉学过ISO编程语言的操作人员快速的使用西门子808D数控系统。除了G01、G02这样的标准G代码外，也提供除了标准ISO代码，西门子808D也提供全球通用的西门子高级语言。这极大地扩通过PROGRAMGUIDEBASIC,西门子808D提供了最多样化的工艺循环—从用于试工作减少到最少。同时，开放的PLC结构让机床制造商也可以自定义PLC程序，使其更灵活。丰富的功能(例如：功能块、数据块和多样化的PLC指令)能够确保自定西门子808D不仅提供了PLC离线编程工具便于在PC上进行PLC程序的编辑和调西门子808D提供集成式和分布式PLCI/面确保了输入画面中的每个参数都有独立的参数输入框和独立的辅助位图提示。同时PLC的I/O模块与ECU间用总线连接，使得2.2人机界面图2.1编号名称说明返回键返回上一级菜单水平软键调用相关的菜单功能扩展键预留，无功能垂直软键调用相关的菜单功能操作区键MM加工操作打开"加工操作"操作区打开"程序"操作区打开"偏置"操作区打开“程序管理”操作区打开"诊断"操作区与<上档>键组合使用打开“系统”操作区用户用户打开“用户自定义”操作区表2.2MCP按键功能编号名称说明1模式导航键回参考点进入回参考点模式，进行回参考点操作。说说手动进入手动模式(手动操作)自动自动进入自动模式(自动操作)进入MDA模式(程序手动输入，自动运行)2增量式进给键轴按增量1移动轴按增量10移动轴按增量100移动3轴运行键移动一个进给轴(X、Z)4复位键复位NC程序取消报警编号名称说明1数字输入接口2数字输出接口3快速输入/输出接口4分布式输入/输出接口5手轮输入接口6主轴编码器接口7模拟主轴接口8RS232接口9DriveBus总线USB接口(用于连接MCP)电源接口，+24V直流电源以太网接口系统软件CF卡插槽USB插口可连接U盘和USB电脑键盘第3章电气原理图的设计和电气元器件的选型电气控制原理图表示电气控制线路的工作原理，以及各电气元件的作用和相互关3.2电源模块与控制电机的连接3.2.1变压器的连接图3.1变压器电气连接图380V电压转变为220V电压为图2.2的24V直流电源供电。QF4、QF5分别保护两个开关电源，开关电源VC1为I/O接口提供24V直流电源，开关电源VC1为NC提供24V直流电源。3.2.3控制电机的连接电气原理图绘制完成后的工作就是选择合适的控制电器。电气元器件选择的合理性是保证控制电路安全和可靠的重要指标。通过电气产品的各项技术指标来确定该电器能型号。一般接在交流电压380V以下、直流电压220V以下的电路中，再高的电压则无(4)所接电路末端单相对地短路电流大于或等于1.25倍低压断路器瞬时(或短延时)(1)接触器的额定电压及额定电流的确定。接触器的额定电压大小取决于接触器(2)辅助触点的数量选择。根据接触器辅助触点的所接的电路电流的种类确定接触器是直流还是交流。一般的三相交流电只需使用三级接触器即满足需求。当电路中要求同时控制中性线时，应选用四级接触器。(3)主触点额定电流的计算。主触点额定电流，一般根据电动机容量P计算触点电流I,即K为经验常数，一般为1-1.4;P为电动机功率(KW);Uc为电机额定先电压(V);I为接触器主触点电流(A)。第4章PLC程序4.1PLC应用特点(1)配置全面，功能强大，适用性强。当今的PLC形成各种规模的一系列产品。被广泛的应用于工业上的控制场合。现在的PLC技术除了具备原来的逻辑控制能力外还具备了完整的数据运算能力。在数字控制领域也有广泛的运用。PLC如今也被用于位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。4.2PLC在机床中的应用c、NC至PLC:CNC至PLC:CNC送至PLC的信息通过CNC直接送入PLC的寄针脚信号注释1未定义2急停按钮3X轴“正”向限位开关4X轴“负”向限位开关5未定义6未定义7z轴“正”向限位开关8Z轴“负”向限位开关9M外部接地针脚信号注释1未定义2未定义3z轴参考点开关4刀位检测信号T15刀位检测信号T26刀位检测信号T37刀位检测信号T48刀位检测信号T59刀位检测信号T6M外部接地信号1未定义2刀架电机过载3预留给其他类型刀架4未定义5卡盘脚踏开关6冷却液液位过低7冷却泵电机过载8润滑液液位过低9润滑泵电机过载M外部接地针脚信号注释124V电源2工作灯3未定义4尾架前进5尾架后退6冷却泵7润滑泵8卡盘输出19卡盘输出2M外部接地针脚信号注释124V电源2刀架电机正转3刀架电机反转4预留给其他类型刀架5预留给其他类型刀架6齿轮换挡：高档7齿轮换挡：低档8未定义9手持单元有效M外部接地数控系统内置的PLC,虽然在原理上与标准的工业PLC相同。但在数控机床上的PLC第5章PLC程序调试功能0:平床身1:斜床身主轴制动时间霍尔刀架最大刀位号霍尔刀架锁紧时间参数霍尔刀架换刀监控时间润滑间隔时间一次润滑持续时间机床数据14512机床数据-整数功能位7位6位5位4位3位2位1位0选择Z轴旋转监控转监控安全门生效手持单元做轴选择液压尾架功能有效液压卡盘功能有效霍尔刀架功能有效每个进给轴只有一个硬限位触发硬限位开关无效主轴单向运行主轴停止信号为外部首次上电自动润滑手动车床功能有效上电取消系统密码主轴制动生效SBR42数控系统在默认情况下即不会产生输出至驱动端的指令也不会从电机端读取位置表5.3使能位置控制参数设置编号单位设定值说明2控制设定值输出类型3编码器反馈类型编号单位设定值说明丝杆螺距1电机端齿轮齿数1丝杆端齿轮齿数电机正转/反转表5.5轴速度和加速度参数设置编号单位设定值说明XZY最大轴速度JOG快速JOG速度轴速度极限11最大加速度西门子808D数控系统能控制一个模拟量主轴，通过下面的表格进行设表5.6机床主轴单/双级设定值输出参数设置编号单位设定值说明0设定值输出为双极编号单位设定值说明0不带编码器主轴1模拟轴的轴信号输出0直接测量系统表5.8参考点相关参数设置数据号单位设定值说明XZ00返回参考点方法+寻找参考点挡块的速度寻找零脉冲的速度00寻找零脉冲的方向+检查距离参考点挡块的最大距离返回参考点定位速度参考点距离00参考点挡块偏移00增量系统的参考点位置22回参考点模式5.2PLC程序的传输与调试为了将数控系统与机床联结，必须利用PLC编程工具ProgrammingToolPLC808V4.4或者更高版本，来设计机床的电器逻辑。通过PLC编程工具你可以：PLC程序的创建PLC程序的编辑建立编程工具与系统的连接PLC程序的编译PLC程序的下载PLC程序的上载PLC状态的监控(1)双击桌面ProgrammingTool的图标就可以启动软件(2)打开PLC程序后将其保存在其他路径下，以避免对原有实例程序的改动(5)要确保PLC编程工具可以连接至PP