数控车床电气控制系统设计-开题报告-文献综述-参考文献

数控机床是典型的机电一体化产品，它综合了电子计算机、自动控制、自动检测、液压与气动以及精密机床等方面的技术。国际信息处理联盟对数控机床做了如下定义定义：数控机床是一种装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。这里所说的程序控制系统就是数控系统（Numerical Control,简称NC）而现在的数控系统都是以计算机作为控制中心，所以称为计算机数控(Computerized  Numerical Control, 简称CNC)。数控机床的高精度、高效率决定了发展数控机床是当前中国机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础，是制造业现代化的基础，是一个国家综合国力的重要体现。我国在从制造大国向制造强国转变的过程中，大力发展数控技术具有重要意义。

车床电气控制系统是控制车床各部分的工作、协调完成车床加工任务的核心部分，它由大量继电器构成一个复杂的逻辑控制电路。该车床复杂的继电器逻辑控制线路构成的电气控制系统故障率高，难于维护，很有必要对其进行改造，即用PLC代替继电器--接触器控制方式。1969年，美国DEC 公司研制出世界上第一台型号为“PDP-14”的可编程控制器，在通用汽车公司的自动装配线上使用，获得了成功。因为这种装置当时称为“可编程逻辑控制器”（Programmable Logic Controller），故简称PLC。它是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。目前，PLC已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置，并被公认为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。

通过PLC来实现车床电气控制系统的各项功能，需要将各种控制和检测信号通过按钮和检测元件输入PLC，再通过PLC内部程序的运算将结果输出到各种执行设备，完成电气控制系统对于车床的控制。所以就涉及PLC与数控装置、机床之间的信息交换。可编程控制器与CNC机床的强电、CNC数控装置I/0口的联接可归纳为下列三部分：

（1）PLC输入输出端与机床面板信号联接

 CNC数控机床操作面板上有按钮、旋钮开关和指示灯等，按钮、旋钮开关直接与可编程控制器的输入端接线柱相连，指示灯直接与PLC输出端接线柱相连。

（2）PLC输出端与机床强电信号联接

 PLC在CNC机床中的主要作用是控制强电部分，如:主控电源、伺服电源、刀架电机正转、润滑电机等。每个电机的运行程序控制逻辑都固化在PLC中，受机床操作面板开关和数控系统软件的控制。

（3） PLC输入端与CNC机床数控装置I/O口的联接

可编程控制器输出端的通断是由其输入端通断状态及梯形图程序决定的，CNC机床数控装置与可编程控制器的联接是通过软开关直接控制PLC输入端的通断，以决定PLC输出端的状态。从数控装置I/O口的信息流向分析，可以分为两种情况:一是数控装置从I/O口输出指令，控制PLC完成相应的动作；另一种是检测PLC输入口的开关状态，数控装置的I/O口是输入信号，数控装置根据输入信号的性质做出相应的控制。目前，数控机床程序中，有关机床坐标系约定、准备功能、辅助功能、刀具功能及程序格式等方面己趋于统一，形成了统一的标准，即所谓的CNC机床ISO代码。归纳起来有4种功能:一种是准备功能，即所谓的G代码；第二种是辅助功能，即所谓的M代码；第三种是刀具功能，即所谓的T代码；第四种是转速功能即所谓的S代码。其中，G功能主要与联动坐标轴驱动有关，是通过CPU控制数控装置的I/0接口实现；M功能主要控制机床强电部分，包括主轴换向、冷却液开关等功能；T功能与刀具的选择和补偿有关。

我认为在我国的发展过程在数控机床的控制研究会越来越深入对数控机场的控制系统的设计人才的需求也是越来越大。因此在本次设计中，我相信能够收获很多以后在工作中用得上的知识。本次设计从数控车床的电路设计以及PLC的程序设计着手。

二、^范文提纲

1引言

1.1课题研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

2 数控机床主要控制电路设计

2.1 主电路设计

2.2主电路中电气元件分析

2.3 主电路控制分析

2.3.1启动过程

2.3.2主轴真反转

2.3.3停止过程

3 数控机床的PLC控制程序设计

3.1 PLC的IO口分配

3.2梯形图程序设计

3.2.1程序总流程图

3.2.2回原点程序设计

3.2.3主轴控制程序设计

3.2.4加工控制程序设计

3.2.5报警及其他控制程序设计

4 结论

5 致谢

参考文献

三、参考文献

[1] 杜柳青主编. 数控机床电气控制. 重庆：重庆大学出版社，2006

[2] 王淑英主编.电器控制与PLC控制技术.北京：机械工业出版社，2005

[3] 廖常初主编. 可编程序控制器的编程方法与工程应用. 重庆：重庆大学出版社，2001

[4] 李建新主编.可编程序控制器应用技术. 北京：机械工业出版社，2004

[5] 陆志强，吴祖育，王庚.数控机床控制逻辑的分析与设计.传动技术，1996年，第1期

[6] 汪木兰主编. 数控原理与系统. 北京：机械工业出版社，2004.

[7] Mitsubishi Electric Corporation. FX2N系列微型可编程控制器使用手册，1999

[8] Mitsubishi Electric Corporation. 三菱微型可编程控制器  FX2N系列编程手册，1999

[9]王兆奇,田名义.电工基础[M]. 北京:机械工业出版社，2007（11）

[10]沈军达.数控机床故障诊断及维修[M]. 北京:机械工业出版社，2010

[11]顾京.数控机床加工程序编制[M]. 北京:机械工业出版社，2009（3）

[12]莫正康.电力电子应用技术[M]. 北京:  机械工业出版社,2010（3）

[13]戴一平.可编程控制器技术及应用[M]. 北京:机械工业出版社,2009