数控机床电气控制系统
《数控原理与系统》第7章__数控机床电气控制系统
第7章 数控机床电气控制系统
有些輔助功能只在本程式段內起作用， 當後續程式段到來時便失效，稱為當前輔 助功能，記為C類，例如M06等。還有一些 輔助功能一旦被執行便一直有效，直至被 注消或被取代為止，稱為保持類輔助功能， 記為H類，例如M10、M11等。對於不同動 作類型的輔助功能，在用邏輯電路或編寫 PLC程式實現時，其處理方法也將不同。
第7章 数控机床电气控制系统
第7章 數控機床電氣控制系統
7.1 概述
7.2 JBK-30型數控系統及其在 CJK0630A車床上的應用
7.3 FAGOR 8025/8030數控系統及 其在CK6150數控車床上的應用
7.4 數控系統中PLC的資訊交換及M、 S、T功能的實現
7.5 數控機床電氣圖的繪製方法 小結
第7章 数控机床电气控制系统
3．T功能 T功能即刀具功能，T代碼後跟隨2～ 5位數字表示要求的刀具號和刀具補償號。 數控機床根據T代碼，通過PLC可以管理刀 庫，自動更換刀具，也就是說根據刀具和 刀具座的編號，可以簡便、可靠地進行選 刀和換刀控制。
第7章 数控机床电气控制系统
7.1.3數控系統中的可編程控制器（PLC） 數控系統輔助控制功能以開關量順序控 制為主，可採用繼電器控制邏輯或可編程序 邏輯控制器（PLC）實現。在一些經濟型的數 控車床和輔助動作比較簡單的數控機床上， 為了簡單起見，其輔助動作的控制常用繼電 器邏輯實現。而在功能比較完善的數控機床 上，其輔助動作的控制邏輯一般都比較複雜， 如果仍使用繼電器實現，則電路的設計和調 試將比較困難，可靠性也差。因此，多數數 控機床都採用可編程控制器（PLC）來完成輔 助運動的控制。
数控机床电气控制系统论述
（ １ ）通过人 的感官对事故发生的现象进行一定 的判断 ，进而预
测 故 障 所 发 生 的位 置 ，这 是 最 基 本 也 是 最 直 观 的 的判 断方 法 。 （ ２ ） 通 过 对 系 统 的 参 数 进 行 比较 ， 可 以有 效 地 发现 并 解 决 问题 。 对 于 设 备 进 行 参 数 的更 改 可 以提 高 设 备 的工 作 效 率 ， 优 化 设 备 性 能
服系统 也受到 Ｐ Ｌ Ｃ和 Ｃ Ｎ Ｃ信 号 的 共 同 作 用 ， 并 受 到 Ｃ Ｎ Ｃ的控 制 。 ２ ． ５ 主 轴 驱 动 系 统 主轴 驱 动 系 统 接 受 来 自 Ｃ Ｎ Ｃ 的驱 动 指 令 ， 经 过 速 度 与 功 率 的调
但是有些设备参数是 不能改变 的，如果改变会直接导致设备故障 ， 所 以需 要 对 设 备 的现 有 设 备 参 数 与 原有 参 数 进 行 比较 核 对 ，进 而 找
机械 与设 备
数控机 床 电气控制 系统论述 来自滕翔祥 （ 沈阳机床股份有限公司 。辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ ０ ０）
【 摘 要】 随着生产技术 的不 断发展进 步 ，我 国的制造业技术 有 了很 大的发展 ， 数 控机床成为 了设备投 资的重要 组成部分 ，应用
越 来 越 广 泛 。本 文 对 数控 机 床 电气 控 制 系统 进 行 了论 述 ，并针 对 其 工 作 中 出现 的 故 障提 出一 些 预 防性 的 建议 。 器 、 电磁 阀 、开 关 ） 、 电器 硬 件 、 外 部 设 备 （ Ｐ Ｃ 计 算 机 、 打 印机 ） 等等。
报警系统具有 良好的 自我诊断功能 ，能够对 设备 自身进行定期的 自 动诊 断，能够及 时的发现问题 ，避免故障扩大化。 设 备 出 现 故 障 固 然 要进 行排 除 ， 但 是 要 更 加注 意 做好 预 防 措 施 ， 主要 从 以 下 几个 方 面努 力 ： （ １ ）提 高 操 作 人 员 的素 质 和 能 力 ，上 岗之 前 要经 过 严格 的 专业 技 术 训 练 ，要 有 过 硬 的 操 作 本 领 ，同 时 要遵 循 相 关 的 操作 规 章制 度 ， 严禁违规操 作。建立一支专业的维修养护 队伍 ，要对设备 的各个部 分 都 有 详 细 的 了解 ，要 定 期 对 其 进 行 严 格 的专 业 技 能 考 核 。 （ ２ ） 对 于 设 备 易磨 损 或 者 易 受外 界环 境 影 响 的部 位 要 进 行 随 时 的监 控 ，并 做 好 设备 定期 清 理 维 护 和 更 换 工 作 ，保 证 设 备 的正 常运
808D数控车床电气控制系统设计说明书
摘要数控技术发展飞速的今天，数控技术在现代制造业发挥越来越重要的作用，数控机床是数控制造业的核心，本文主要介绍了对数控车床的电气系统设计的过程。
本设计以CK6140车床为载体，对其数控电气系统经行详细设计。
其内容包括强电设计、弱电设计、PLC输入输出及接口设计，本设计选用西门子808D数控系统。
最后绘制出整个机床的电气系统原理图等。
本设计给出了整个机床的原理图绘制过程，重点部分模块化，较详细地介绍了各个部分的功能及用途。
分为 380V强电回路，控制回路，PLC输入输出控制，主轴驱动模块和进给伺服驱动模块，并介绍了相关的电气知识。
通过本设计说明书可以基本上掌握数控车床的电气原理，以及基本的电气常识，使读者无论是从整体上还是各个模块中都能够了解到数控车床相关的一系列电气知识。
关键词：数控系统；数控车床；PLC控制1ABSTRACTThe numerical controls that the technique development fast today, the numerical controls technique at the modern manufacturing industry exertive more and more importance function, numerical control tool machine is number control a manufacturing industry of core, this text mainly introduced logarithms to control the processed that the electricity system of lather design.The design CK6140 lathe as the carrier, the detailed design of the its NC electrical system through the line. its contents includes a strong electrically design, weakness design, PLC importation output and Interface design. The design uses a Siemens 808D CNC system. Finally, to map out the whole machine electrical system schematic. This principle diagram which designs to the whole tool machine draws process and the point parts of mold piece turn and compared to in detail introduce each function and use of part. Is divided into the 380 Vs strong electricity back track, control back track, the PLC importation outputs a control, the principal axis drives a mold piece and enters to servo drive a mold piece, and introduced related electronic knowledge.Through this design system can basically control numerical control the electricity principle of lather, and basic electronic common sense, make the reader regardless can understand numerical control the lather related series of electricity knowledge from wholly the top still each mold piece.Key Words：NC system; NC lathe; PLC control2目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 ABSTRACT ------------------------------------------------------------------------------------------- 2目录------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3第一章绪论----------------------------------------------------------------------------------------- 61.1前言 ------------------------------------------------------------------------------------------ 61.2国外数控系统的发展趋势 ------------------------------------------------------------- 61.2.1新一代数控系统采用开放式体系结构 ------------------------------------ 61.2.2新一代数控系统控制性能大大提高---------------------------------------- 71.2.3数控系统向软数控方向发展 ------------------------------------------------- 71.3我国数控技术的发展-------------------------------------------------------------------- 81.4CK6140数控车床主简介 ---------------------------------------------------------------- 9第二章西门子808D数控车床系统 --------------------------------------------------------- 112.1 西门子808D系统简介 --------------------------------------------------------------- 112.2人机界面 ---------------------------------------------------------------------------------- 132.3进给系统 ---------------------------------------------------------------------------------- 132.4 主轴驱动系统--------------------------------------------------------------------------- 132.5刀架控制系统 --------------------------------------------------------------------------- 142.6电柜设计及电源选用------------------------------------------------------------------ 142.6.1在设计电柜时应注意以下事项：----------------------------------------- 142.6.2 24VDC电源选用---------------------------------------------------------------- 152.7数控系统各部分的连接及接口 ----------------------------------------------------- 152.7.1系统的接线---------------------------------------------------------------------- 152.7.2 接口布置 ------------------------------------------------------------------------ 15第三章CK6140数控车床的基本组成和工作原理 --------------------------------------- 173.1数控车床组成 --------------------------------------------------------------------------- 173.2数控车床工作原理 --------------------------------------------------------------------- 193.3 CK6140数控车床运动分析 ---------------------------------------------------------- 2033.4 CK6140数控车床电气系统简述 ---------------------------------------------------- 21第四章CK6140数控车床硬件系统设计及元件选型------------------------------------ 254.1主轴驱动系统 --------------------------------------------------------------------------- 254.1.1主轴电动机---------------------------------------------------------------------- 254.1.2主轴电动机选型 --------------------------------------------------------------- 254.2机床进给伺服系统 --------------------------------------------------------------------- 264.2.1 CK6140数控车床对伺服驱动进给系统的要求------------------------ 274.2.2 伺服电机的选型--------------------------------------------------------------- 284.3控制电路原理图设计------------------------------------------------------------------ 314.3.1 380V系统强电控制回路----------------------------------------------------- 314.3.2电源回路 ------------------------------------------------------------------------- 334.4常用电器元件的选型------------------------------------------------------------------ 344.4.1低压电器选型的一般原则 -------------------------------------------------- 344.4.2断路器的选型------------------------------------------------------------------- 344.4.3电动机保护用自动开关的选型 -------------------------------------------- 354.4.4 熔断器选型 --------------------------------------------------------------------- 354.4.5接触器的选型------------------------------------------------------------------- 354.4.6热继电器的选型 --------------------------------------------------------------- 364.4.7中间继电器---------------------------------------------------------------------- 364.5 CK6140数控车床控制面板 ---------------------------------------------------------- 37第五章PLC设计及参数设置------------------------------------------------------------------- 395.1 PLC的基本结构及工作原理 --------------------------------------------------------- 395.2 PLC与CNC机床的联接方式 -------------------------------------------------------- 405.3 CNC加工代码在PLC上的实现方法----------------------------------------------- 415.3.1 T功能代码的实现方法------------------------------------------------------- 425.3.2 M功能代码实现方法--------------------------------------------------------- 425.4 PLC程序的模块化设计---------------------------------------------------------------- 425.5 PLC输入输出地址分配---------------------------------------------------------------- 425.6参数设置 ---------------------------------------------------------------------------------- 4445.6.1 PLC参数设置-------------------------------------------------------------------- 445.6.2机床参数设置------------------------------------------------------------------- 45第六章结论--------------------------------------------------------------------------------------- 47致谢 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 48参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------- 495第一章绪论1.1前言装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，机床制造业是一个国家的基本装备工业，是工业生产的技术基础，数控技术在给机床制造业带来显著经济效益及广阔发展前景的同时，也是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备，因此它已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。
数控机床电气控制系统
数控机床 电气控制系统
上海 交通 大学机动 学院 高达夫
【 摘要 】数控技术是机械加工 自动化的基础 ，是 数控机床的核心技术 ，其水平高低关系到国家战略地位和体现 国家综合 国力的水平 ，近年来，Ｐ Ｌ Ｃ 在工业 自动控制领 域应
用愈来愈广 ，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现 出的综合优势是其 它工控产品难 以比拟的整机控制系统具有程序设计 思路清 晰、硬件 电路简单实用、可靠 性高、抗干扰能力强，具有 良好 的性 能价格比等显著优 点，其软硬件 的设计思路可供工矿企 业的相关数控机床设计改造借鉴 ～５ （ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ） 快速移动速度８ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ；数控 机床的结构形式有很 多，通过对其主要的结构形 式的分析，大体上最常见的可分为如下两类 ： １ ） 工件沿ｘ 坐标方向移动的类 型，这类机床 主要采用的是龙 门式结构，其工作的原理为 ：工 作台沿ｘ 方向移动。而Ｙ 坐标则为打 印头在 由双立 柱及横梁构成 的龙门上的运动，既可用于二 、三 坐标作平面铣削，又可 以 扩展为四坐标机床用于 切割管件和型材，还能构成五坐标机床加 工空间 曲面。这类机床 的规格尺寸较大。另外工件沿ｘ 坐标方向移动式结构还有两种悬臂式的结构 ，一 者是为工作台沿ｘ 坐标方向移动，另一者为工件 及夹具同时沿ｘ 坐标方 向移动，其规格尺寸都比 龙门式的要小。 ２ ） 工件沿ｘ ，Ｙ 二坐标方向移动的类型这类机 床多为单纯用于切割的二、三坐标机床，其切割 头悬臂伸出，在水平面 内并无移动；而工件则可 以沿ｘ 、Ｙ 两个方向运动，这类机床 的结构比较简 单，规格尺寸也较小，最大２ ０ ０ ０ ｘ １ ５ ０ ０ （ ｍ×Ｉ Ｉ Ｉ ｎ ） 工件沿二坐标方 向移动的类型又可分为十字工作 台式和工件与夹具移动式两种 ；前者工件与工作 台连动，规格更小些；后者规格尺寸稍大，工作 台固定不动，而工件则由夹具夹持着移动，大多 是与 自动冲裁技术结合在一起成为可完成切割铣 削，冲裁等多种加工功能的多功能机床 ２ ． ２电气控制系统方案 要实现对机 电一体化的数控机床的有效控 制 ，这样的 电 气控制系统有多种方案可 以选择 。 其中最主要的是采用 ： １ ） 采用单片机的控制系统： ２ ） 采用 了集成Ｄ Ｓ Ｐ ； Ｇ ￣ ， 片的控制板与Ｐ ｃ 机相联 系的控制系统； ３ ） 采用Ｐ Ｌ ｃ 与 【 相联系的控制系统。 各控制系统方案的特 点与比较： （ １ ） 采用单片机 的控制系统所谓的单片机 即 是一块集成 了 Ｃ Ｐ Ｕ 、Ｒ Ａ Ｍ ＼ Ｒ Ｏ Ｍ （ 日Ｒ ０ 幢览 Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ ０ ￣ Ｄ 、定 时／ 计数器、时钟 、多种功能的串行和并行Ｉ ／ ０ 口 的芯片 。如Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ 公司的８ ０ ３ １ 系列等。除了以上 基本功能外，有的单片机还集成有Ａ ／ Ｄ 、Ｄ ／ Ａ ，如 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｉ 公司的８ ０ ９ ８ 系列 。概括起来说，单片机具 有如下特点： １ ） 可靠性好。芯片本身是按工业测控环境要 求设计的，其抗工业噪声干扰优于一般通用Ｃ Ｐ Ｕ ； 程序指令，常数，表格固化在Ｉ 中不易破坏 ； 许 多信号通道都在一个芯片内部，故可靠性高。 ２ ） 易于扩展。片 内具有计算机正常运行所 必须的部件 ，芯片外部有许多供扩展用的三总线
数控机床电气控制系统的组成
数控机床电气控制系统的组成在今天这个科技飞速发展的时代，数控机床可谓是工业界的“明星”。
想象一下，机器自动精准地完成各种复杂的加工任务，简直让人惊叹不已！不过，要让这些机床跑起来，可少不了它们的电气控制系统。
今天咱们就来聊聊这个神秘又有趣的系统，看看它到底是由哪些“拼图”组成的。
1. 数控系统1.1 控制器数控机床的核心，非控制器莫属。
就像是机器的大脑，负责处理所有的数据和指令。
控制器能接收来自计算机的程序，分析出机器应该怎么动，真的是个小天才！想象一下，你给它发个指令，它立马就能做出反应，分分钟就能把一块金属变成你想要的形状。
控制器的“聪明才智”让机器变得活灵活现，不再是个死板的工具。
1.2 操作面板再说说操作面板，这可是人机互动的“桥梁”。
操作面板就像是机器的脸，让操作员能轻松地与它沟通。
通过触摸屏、按钮等，操作员可以设置参数，查看状态，甚至手动控制机器。
试想一下，当你在操作面板前，轻轻一按，机床就开始转动，那感觉就像是在指挥一场音乐会，简直爽歪歪！2. 驱动系统2.1 电动机驱动系统是数控机床的动力源泉，而电动机就是这其中的“大力士”。
这家伙负责将控制器的指令转化为实际的运动，没它可不行。
电动机有各种类型，比如步进电动机和伺服电动机，每种都有自己的拿手绝活。
就像在打游戏，不同角色有不同的技能，而电动机就是为机床“加油”的那一位，让它能快准狠地完成各种任务。
2.2 驱动器接下来是驱动器，它就像电动机的“教练”，负责控制电动机的运行状态。
驱动器会根据控制器发来的信号，调整电动机的转速和方向，确保机床始终在正确的轨道上前行。
想象一下，如果电动机是个跑步运动员，那驱动器就是在旁边不停喊着“加油”的教练，让运动员能发挥出最佳水平，争取到达终点。
3. 反馈系统3.1 传感器反馈系统可是数控机床的“眼睛”，它的好坏直接影响到加工的精度。
传感器负责实时监测机床的运行状态，捕捉位置、速度等信息，然后把这些数据反馈给控制器。
PLC电气控制系统在数控机床中的应用
PLC电气控制系统在数控机床中的应用摘要：随着科技的发展，以及国家对工业生产的重视，越来越多电子化和自动化技术被应用到工业生产中。
PLC 可编程技术作为数控机床电气控制方面广泛应用的技术之一，也在不断更新迭代。
本文分析了如何在数控机床的电气控制中融入 PLC 编程技术，希望对我国数控机床电气控制方面的发展提供借鉴。
关键词：PLC 编程；数控机床；电气控制引言近些年来，新兴起的可编程控制器（PLC）逐渐取代了传统的控制装置。
PLC可编程装置不仅可以节省人力和物力，还可以广泛应用到电气自动化控制领域。
在数控机床电气方面，PLC 实现了机器化和自动化的发展，同时 PLC 可编程技术的广泛应用，也推动了我国现代化和自动化的全面发展。
1.PLC可编程PLC可控编程技术是一种以微处理器为基础，集合微电子技术、自动控制技术、计算机技术和通讯技术于一体的数字运算操作电子系统，具有控制能力强、抗干扰能力强、适用范围广、可靠性高、使用方便、配置灵活、编程简单等特点，在我国工业行业领域占据着重要的地位。
目前为止，PLC 编程运用最广泛的领域就是在数控机床的电子技术方面，其可以将编程储蓄器作为一项技术，然后在数据计算的过程中增加一些运算指令，通过将这些指令进行数据化分析，实现编程技术的自动化、电气化和机械化，从而实现对机械设备的服务和控制，进而更快更好地完成生产任务。
关于 PLC 可编程技术主要从以下几方面来进行分析。
首先，PLC 编程相对其他科学技术来说较为简单，容易上手，并且编程语言等不需要计算机的知识，因此，这项技术很适合基础人员使用。
与此同时，PLC可编程的系统开发周期较短，并且现场调试也相对容易，即使出现一些不可控的突发因素，也能稳定下来进行调试。
此外，PLC可编程系统的修改也可以根据其所具有的系统来进行调整，在不拆动零件的基础上，通过修改程序来改变控制方案。
另外，PLC 可编程控制技术的功能性非常强，性价比也非常高，可以通过通信联网对数据进行分散控制，且集中管理。
浅析数控机床电气控制系统
育。 借 鉴 发 达 国 家 和 国 内一 些 行 业 的成 功 经 验 通 过建立汽车维修企 业的信用档 案 ； 建立 “ 信用维修 ” 信 息 管理平 台； 引导汽车维修业建 立企业信 用制度 ； 培育 “ 信 用 维修” 的 中介 服 务 机 构 等 具 体 措施 ， 使“ 信用维修” 真 正 成 为 汽 车 维 修 市场 的重 要 资 源 ， 维修 业 的 重 要 资 产 ， 推进 “ 信用维修” 体 系 的 建设 。 积极 发 挥 汽 车 维 修 行 业 协 会 的 作用 ， 做 到 诚信 维 修。 规范作业 ， 杜绝偷工减料 ， 不 使 用 假 冒伪 劣 配 件 ； 严 格 执 行 汽车维修质量担保制 度 ； 明码 标 价 ， 按 标准 收费 ； 以客户为 中 心． 维护客户的利益。 ２ ． 职 业 教 育 的 发 展
２ ． ２ 现 代 汽 车 维 修 专 业教 育 者要 做 的 必要 工作
对 于 现 代 汽 车 维 修 的 职 业 教 育 而 言 ，与 上 世 纪 ８ ０ 年 代 前
相 比． 内 容更 加 丰 富 ． 知识 更 新 更 快 ， 技 能更 实用 。 为 了强 化 职 业教育 ， 适 应 企业 发 展 的 需 求 ， 提升高 职院校办 学水平 ， 我 们 认 为 应 从 以 下 方 面做 些 必 要 的 工 作 。 第 一 ，应 逐 步 将 改革。“ 双元制 ” 职 业 教 育 就 是 将 企 业 里 进 行 的实 际 技 能 培 训 与 在 学 校 进 行 的 专业 理 论 知 识 的 培 训 及 普 通 文 化 知
的发 展 。 ２ － ３ 汽车 维 修 教 育 未 来发 展 趋 向
汽 车 维 修 是 一 个 要 求 实 践 性 非 常 强 的领 域 ， 由于 市 场 经 济 的发 展 ， 对 于 从 业 人 员 的综 合 素 质 要 求 越 来 越 高 ， 既要 有 坚 实 的理 论 基 础 知 识 ． 又要 有很 强 的 动 手 动 脑 能 力 ， 这 种 大 量 人 才 的培 养 ， 只 有 通 过 职业 教 育 的方 式 进 行 。 职 业 教 育 是 现 代 教 育 的重 要 组 成 部 分 ．是 提 高 劳 动 者 素 质、 促 进 劳 动 者 就 业 的重 要途 径 ， 是 国 民经 济 和社 会 发 展 的重 要基础 。 职业 教育 承担 培 养 高 素 质 劳 动 者 和实 用 人 才 的 责 任 ， 承担着弘扬先进文化 、 建设精 神文明的责任 ， 承担 着 培 养 劳 动 者 的就 业 能 力 和 创业 能力 的责 任 。
基于PLC的数控机床电气控制系统研究
基于PLC的数控机床电气控制系统研究【摘要】本文围绕基于PLC的数控机床电气控制系统展开研究，通过分析研究背景、研究目的和意义及价值，揭示了PLC在数控机床中的应用以及数控机床电气控制系统的特点。
探讨了基于PLC的数控机床电气控制系统设计原理和研究方法，结合实际案例展示了其应用效果。
结论部分总结了研究成果，展望未来研究方向，并得出研究的启示。
通过本文的研究，有望提高数控机床的生产效率和精度，促进工业自动化的发展，具有重要的理论和实践意义。
【关键词】PLC、数控机床、电气控制系统、研究、设计原理、研究方法、应用案例、结论、未来研究方向、启示1. 引言1.1 研究背景本文旨在探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计原理、研究方法和应用案例，旨在为数控机床制造商和研发人员提供参考，推动数控机床电气控制技术的进步与应用。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计和应用，从而提高数控机床的性能和精度，提高生产效率，降低能源消耗和成本。
通过研究，我们希望能够总结出一套科学的设计原则和方法，为数控机床领域的相关工作者提供有益的参考和借鉴，促进数控机床技术的发展和应用。
我们也希望通过这项研究，进一步推动PLC技术在数控机床领域的应用，促进数字化制造技术的发展，提高我国制造业的竞争力和创新能力。
通过研究基于PLC的数控机床电气控制系统，我们可以为我国工业自动化领域的发展做出贡献，推动我国制造业向高端、智能化方向迈进。
1.3 意义和价值基于PLC的数控机床电气控制系统具有重要的意义和价值。
这种电气控制系统可以实现自动化生产，提高生产效率，减少人力成本，提高产品质量和一致性。
基于PLC的数控机床电气控制系统可以实现多功能控制，即便在复杂的加工工艺中也能保持高度的稳定性和精度。
随着信息化和智能化的发展，基于PLC的数控机床电气控制系统还可以与其他系统进行数据共享和联网，实现智能制造。
数控机床电气控制系统故障诊断与维护分析
数控机床电气控制系统故障诊断与维护分析【摘要】本文针对数控机床电气控制系统的故障诊断与维护进行了深入研究。
在文章阐述了研究的背景、意义和目的。
接着在对数控机床电气控制系统的概述、故障诊断方法、维护分析、故障案例分析和优化建议进行了详细论述。
结尾部分总结了对数控机床电气控制系统的故障诊断与维护的重要性，并展望了未来的研究方向，同时也指出了本研究的局限性。
通过本文的研究，有望为数控机床电气控制系统的运行提供更有效的故障诊断和维护策略，从而提高机床的运行效率和稳定性，促进工业生产的发展。
【关键词】数控机床、电气控制系统、故障诊断、维护分析、案例分析、优化建议、总结、展望、局限性。
1. 引言1.1 研究背景数统计、格式要求等等。
：数控机床电气控制系统作为数控机床的核心部件，其性能的稳定与可靠直接影响到数控机床的加工精度和效率。
近年来，随着数控技术的不断发展和应用，数控机床在各个行业中得到了广泛应用，成为工业生产中不可或缺的设备。
在长时间稳定运行后，数控机床电气控制系统往往会出现各种故障，严重影响了生产的正常进行。
对数控机床电气控制系统的故障诊断与维护成为了当前研究的热点之一。
为了提高数控机床的运行效率和降低维护成本，有必要对数控机床电气控制系统的故障诊断方法进行深入研究，并提出相应的维护策略。
本文旨在通过对数控机床电气控制系统故障诊断与维护进行分析与探讨，为相关领域的技术工作者提供一定的参考与借鉴。
1.2 研究意义数控机床电气控制系统是数控机床的核心部件之一，其稳定性和可靠性对数控机床的整体性能起着至关重要的作用。
本研究旨在探究数控机床电气控制系统的故障诊断与维护方法，为提高数控机床的运行效率和生产效率提供技术支持和保障。
具体来说，本研究将从以下几个方面来说明研究意义：1. 提高生产效率：数控机床电气控制系统的正常运行是保证生产效率的基础。
通过深入研究其故障诊断与维护方法，可以及时发现并解决问题，减少机床停机时间，提高生产效率。
机床电气控制
机床电气控制机床电气控制，是指通过电气信号对机床的各个部件进行控制和调节的过程。
它是现代机床制造的重要组成部分，是机床自动化和智能化的实现必要手段。
机床电气控制的主要内容包括：电气传动系统、数控系统、机床保护系统等。
一、电气传动系统机床电气控制的重要组成部分是电气传动系统。
电气传动系统是指通过电气信号，对机床的电动机等执行元件进行调节，控制机床的动力输出，实现有效的加工作业。
电气传动系统分为两个部分：主轴驱动系统和进给系统。
主轴驱动系统是指控制主轴电动机的运转状态，以便实现高速、稳定的主轴转动。
当主轴电机正常工作时，它承担了机床的高精度加工和高负荷加工的任务，切削热能利用率较高，能够实现高水平的产品质量。
进给系统是指控制进给电机的转速、转矩、切削速度等参数，以实现对工件加工的控制。
进给控制系统的设计需要考虑到极限速度、车削速度、加工功率等多个参数，设置合理的控制范围和响应机制，确保加工的稳定性和安全性。
二、数控系统随着工业化和信息技术的不断发展，数控技术已经成为现代机床中不可或缺的一部分。
数控是指通过数字信号，对机床的运动、位置、加工参数进行精密控制，实现加工工艺的可编程、可执行和可监测。
数控系统主要包括CPU、执行器、编程器和显示器等。
CPU是数控系统的核心部分，是用于控制加工数据流、计算加工轨迹、调节加工参数的计算机芯片。
执行器是指数控系统中的动作控制器，用于控制机床的运动和加工过程。
编程器是用于将加工程序转换为数控程序的设备，包括数控语言、宏指令和参数化编程等。
显示器用于显示加工过程和加工结果的数控界面，包括图形界面和文字界面等。
三、机床保护系统机床保护系统是机床电气控制的重要组成部分，主要用于检测机床的运行情况和设备的状态，及时发现故障，保护设备的安全可靠运行。
机床保护系统主要包括以下几个方面：1、过流保护系统：用于检测主轴电机和进给电机的电流是否过大，超负荷时自动切断电源，保护电机和随之工件的损伤。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四章数控机床电气控制系统4.1 概述说明：本章的内容请下载参阅：某型号机床电路图数控机床的高度自动化，是由其高度发展的电气控制系统实现的。
如果要全面分析了解数控机床，就必须要分析了解数控机床的电气控制系统。
数控机床的电器控制系统主要由3个部分组成：1、机床用PLC;2、外围电压电气控制系统；3、执行机构；只要理清三者之间的关系，才能够全面的了解数控机床的电气控制系统。
在工厂使用的数控机床，都带有一种资料专门阐述这三者之间的关系。
通常情况下，这一份资料叫做机床电气手册或者电气说明书。
在本书中，将会通过讲解电气手册，来阐述数控机床的电气控制系统。
4.2 PLC与数控机床的关系一、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，在很多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“I SSO 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。
二、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）、NC至PLC：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）：(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。
三、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。
（1）PLC与信号输入回路如图2-1所示为一种数控机床的电气手册的输入单元电器图的一部分，从图上可以看到这是一个插座或者是某一个输入接口的针脚，对应与外外围电路的某一个元件、开关、旋钮同时有对应与PLC内部的输入地址。
从第一行开始，一个按钮开关或者是摇头开关接入线号为191号的回路中.191号线接到C71号插座的16号脚，16号脚对应于PLC的输入地址为X10001.3，该地址被定义为Manual absolute （手动绝对值）。
从图上所描述的，可以知道S27号按钮适用于控制手动绝对值是否有效的开关。
这个开关的通断状态，通过191号线接入到插座C71上的16号脚，16号脚再将这个信号输入到PLC中,这个信号在PLC中的地址为X1001.3。
通过这种定义方式，就将PLC中的信号和外围电路相对应起来。
就可以通过查看PLC中的X1001.3的状态，来确定外部按钮开关的状态。
我们从图上可以看到在图上右侧文字叙述是该信号的意义，随后在其左边的是输入信号地址，更左边的是插座上的针脚号，再左边的是外围电路的线号和开关器件号。
这一幅图是某机床电路图，该图是遵循通用标准来绘制，因此通过该图我们可以看到一些具有普遍意义的原则。
比如说，编制PLC程序时可能会把相近的开关（从用途和分布位置上）检测元件等等的地址设定在一起。
从这一幅图我们可以看到，C71上的输入信号基本上都是面板上的按钮开关或摇头开关。
它们的信号类型和位置分布上是非常接近的，因此它们的输入地址（在PLC输入端）也是顺序分布。
在这一幅图所属的电气手册上可以查到，C71一共有50个针脚，除去用于公共端、24V电源的脚以外，其他针脚的输入地址是从X1000.0到1004.7顺序分布。
通常情况下PLC的地址由3部分组成：1：地址类型；2：地址号；3：位号。
每一个地址号下有8个地址位，每一个地址表示不同的信号。
下表是中有文字描述的部分是，图4－1所示的I/O地址。