plc在車床數(shù)控化改造中的應用畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論3</b></p><p>　　1.1機床控制的發(fā)展歷史3</p><p>　　1.2機床控制現(xiàn)狀4</p><p>　　第二章 可編程序控制器(PLC)簡介4</p><p>　　2

2、.1可編程序控制器的基本概況4</p><p>　　2.1.1可編程序控制器的定義4</p><p>　　2.12可編程序控制器的發(fā)展趨勢5</p><p>　　2.2 可編程序控制器的分類及特點5</p><p>　　2.21可編程序控制器的特點5</p><p>　　2.3 PLC的基本硬件及工作過程圖示

3、6</p><p>　　第三章 普通車床結構、運動形式及其控制系統(tǒng)7</p><p>　　3.1普通車床的結構8</p><p>　　3.2車床的運動形式8</p><p>　　3.3車床的控制9</p><p>　　3.31車床的控制特點9</p><p>　　3.32車床控制的

4、典型環(huán)節(jié)9</p><p>　　第四章 車床數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展9</p><p>　　5.1機床數(shù)控改造的意義11</p><p>　　5.11機床數(shù)控化改造原因11</p><p>　　5.12機床數(shù)控化的優(yōu)越性11</p><p>　　5.13機床數(shù)控化改造的意義12</p><p>

5、;　　5.2普通車床的數(shù)控化改造設計13</p><p>　　5.3車床數(shù)控改造時性能和精度的選擇14</p><p>　　5.4 車床數(shù)控改造方案選擇15</p><p>　　5.5車床的操作要求16</p><p>　　5.6 PLC數(shù)控系統(tǒng)需解決的問題16</p><p>　　5.7數(shù)控系統(tǒng)的控制原理

6、16</p><p>　　圖1 數(shù)控系統(tǒng)原理圖17</p><p>　　5.8 機床電氣系統(tǒng)進行PLC改造的基本方法17</p><p>　　5.81 PLC輸入、輸出（I/O）點數(shù)確定18</p><p>　　5.82 驅(qū)動程序（梯形圖）設計18</p><p>　　圖3 總程序框圖、19</p>

7、;<p>　?。?）、手動程序梯形圖設計19</p><p>　　圖4 Z向手動程序梯形圖20</p><p>　　第六章 可編程控制器(PLC)在CW6140機床改造中的應用21</p><p>　　6.1 車床改造前后的對比21</p><p>　　6.2 以CW6140型普通車床為例，把繼電控制改造為PLC控制

8、22</p><p>　　6.21 改造分析22</p><p>　　6.22 電氣控制線路分析23</p><p>　　6.23 PLC及其程序設計24</p><p>　　第七章 結論與展望27</p><p><b>　　參考文獻29</b></p><p&g

9、t;<b>　　致謝30</b></p><p>　　PLC在車床數(shù)控化改造中的應用</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　PLC在機械制造的設備控制中應用非常廣泛，但在普通車床數(shù)控化改造中，用PLC作數(shù)控系統(tǒng)的核心部件還是一個新的課題。隨著PLC技術、功能不斷完善，這將是一種發(fā)展趨勢。本文介紹

10、了關于PLC在機床電器控制中的應用、車床結構和運動形式、PLC在車床數(shù)控化改造中的應用，并以PLC在CW6140機床改造中的應用為例解釋PLC在車床數(shù)控化改造中的應用。</p><p>　　關鍵詞 ：機床，控制，車床，PLC，數(shù)控化</p><p>　　PLC On A Lathe CNC Retrofit</p><p><b>　　ABSTRACT&l

11、t;/b></p><p>　　PLC in the machinery manufacturing control is widely used, but in general the transformation of CNC Lathe, CNC system with the PLC as the core component is a new task. With the PLC technolo

12、gy, function continuously improved, it will be a trend.This paper describes on the PLC in the electrical machine control applications, turning the structure and movement forms, PLC-based reform in the CNC lathe in the ap

13、plications, and to adopt PLC semi-automatic transformation of C7632</p><p>　　KEY WORDS: machine tool, control, lathe, PLC, NC</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1機床控制的發(fā)展歷史<

14、;/p><p>　　在機床工業(yè)的發(fā)展過程中，提高機床的加工速度和加工精度，始終是人們努力解決的相互制約的兩大課題，也是推動機床電氣控制系統(tǒng)發(fā)展的動力。電力拖動控制、電力電子、檢測、計算機和控制理論的發(fā)展，為機床電氣控制系統(tǒng)不斷發(fā)展提供了物質(zhì)和科技條件。</p><p>　　20世紀40年代以前，機床的電氣控制主要采用交流電動機拖動的繼電器-接觸器控制。由于當時的交流電動機難以實現(xiàn)調(diào)速，只能通過

15、皮帶、齒輪等機械機構來實現(xiàn)有級變速，因而機床的機械結構比較復雜，同時還限制了加工精度的提高。繼電器-接觸器控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)機床的各種運動控制（如啟動、制動、反轉(zhuǎn)、變速等），并可實現(xiàn)邏輯控制、聯(lián)鎖控制、異地控制等，因而大大提高了機床的自動化水平，有助于減輕工人的勞動強度。這種控制系統(tǒng)技術簡單、易于掌握，至今仍被廣泛采用。 </p><p>　　繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是由各種電器組成的，而這些電器的機械動作壽命是有限

16、的，必須按時更換損壞的電器，以免影響系統(tǒng)的可靠性。另外，根據(jù)加工工藝的要求，需要改變控制邏輯關系時，必須修改線路，重新安裝配線，這對現(xiàn)代機床的控制要求是很不適應的。</p><p>　　20世紀40年代后，發(fā)電機-電動機、交磁放大機-電動機等直流調(diào)速系統(tǒng)，以其優(yōu)良的調(diào)速性能，被廣泛用于大型機床的主拖動和進給拖動系統(tǒng)中。不僅提高了機床的加工性能，還簡化了機床的傳動機構。</p><p>&l

17、t;b>　　1.2機床控制現(xiàn)狀</b></p><p>　　近年來，由于電力電子器件及其變換技術的發(fā)展和矢量控制技術的應用，交流調(diào)速系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，在調(diào)速性能上完全可以與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美，加之性能可靠、維護方便，因而在星帶機床中逐步取代著直流調(diào)速系統(tǒng)。 </p><p>　　在機床的控制方面，今年出現(xiàn)的可編程控制器（PLC）已廣泛用于電氣控制系統(tǒng)中?？删幊炭刂破鞑粌H

18、可以按事先編好的程序進行各種邏輯控制，還具有隨意編程、自動診斷、通用性好、體積小、可靠性高的特點。因此，可編程控制器正逐步取代著繼電器－接觸器控制系統(tǒng)。 PLC在機械制造的設備控制中應用非常廣泛,但在普通車床數(shù)控化改造中,用PLC作數(shù)控系統(tǒng)的核心部件還是一個新的課題。隨著PLC技術、功能不斷完善,這將是一種發(fā)展趨勢。</p><p>　　第二章 可編程序控制器(PLC)簡介</p><p>

19、;　　2.1可編程序控制器的基本概況</p><p>　　2.1.1可編程序控制器的定義</p><p>　　可編程序控制器（Poogrannable Controller）簡稱為PC,但是由于個人計算機(Personal Computer)也簡稱為PC,為了區(qū)別,同時由于早期的可變程序控制旗幟是具有邏輯控制功能,因此人們?nèi)粤晳T稱可編程序控制器為PLC(Programmable Logic

20、al Controller)．</p><p>　　1982年國際電工委員會在頒布可編程序控制器標準草案中所作的定義為:可編程序控制器是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng).它采用一種可編程序的存儲器,在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，通過數(shù)字或模擬式的輸入／輸出來控制各種類型的機械設備或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備應按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個整體和具有

21、擴充功能的原則進行設計。</p><p>　　2.12可編程序控制器的發(fā)展趨勢</p><p>　　由于工業(yè)生產(chǎn)隊自動控制系統(tǒng)需求的多樣性，PLC的發(fā)展方向有兩個：</p><p>　　一是朝著小型、建議、價格低廉方向發(fā)展。單片及技術的發(fā)展，促進了PLC向緊湊型發(fā)展，體積減小，價格降低，可靠性不斷提高。這種小型的PLC可以廣泛取代繼電器控制系統(tǒng)，應用于單機控制和小型

22、生產(chǎn)的控制，如OMRON公司的C20、C20P、C28P、C40P、C60P、C20H、C40H等。</p><p>　　二是朝著大型、高速、多功能方向發(fā)展。大型的PLC一般為多微處理器系統(tǒng)，有較大的存儲能力和功能強筋的輸入／輸出接口通過豐富的職能外設借口，可以實現(xiàn)流量、溫度、壓力、位置等閉環(huán)控制；通過網(wǎng)絡接口，可幾連不同類型的PLC和計算機，從而組成控制范圍很大的局域網(wǎng)絡，適用于大型的自動化控制系統(tǒng)。 <

23、/p><p>　　2.2 可編程序控制器的分類及特點</p><p>　　2.21可編程序控制器的特點</p><p>　　一、為適應工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比較，PLC機有以下特點：</p><p>　　1.可靠性高，抗干擾能力強，工業(yè)生產(chǎn)對控制設備的可靠性要求：</p><p>　　2.故障修復時間（平均修復時間

24、）短</p><p>　　二、任何電子設備產(chǎn)生的故障，通常為兩種：</p><p>　　1、偶發(fā)性故障：由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、欠電壓、振動等引起的故障。這類故障，只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復正常，系統(tǒng)也隨之恢復正常。但對PLC而言，受外界影響后，內(nèi)部存儲的信息可能被破壞。</p><p>　　2、永久性故障：由于元器件不可

25、恢復的破壞而引起的故障。</p><p>　　3.功能強、適應面廣</p><p>　　現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運算、計時、計數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動、通信、人機對話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺生產(chǎn)機械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個生產(chǎn)過程。</p><p>　　4. 編程簡單、容易掌握</p><p>　　

26、目前，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術人員的讀圖習慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語言的編程元件的符號和表達方式與繼電器控制電路原理圖相當接近。通過閱讀PLC的用戶手冊或短期培訓，電氣技術人員和技術工很快就能學會用梯形圖編制控制程序。同時還提供了功能圖、語句表等編程語言。</p><p>　　5. 減少了控制系統(tǒng)的設計及

27、施工的工作量</p><p>　　由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，控制柜的設計安裝接線工作量大為減少。同時，PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場的調(diào)試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。</p><p>　　6. 體積小、重量輕、功耗低、維護方便</p><

28、p>　　PLC是將微電子技術應用于工業(yè)設備的產(chǎn)品，其結構緊湊，堅固，體積小，重量輕，功耗低。</p><p>　　PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會（IEC）頒布了對PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境

29、下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。 PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點?？梢灶A料：在工業(yè)控制領域中，PLC控制技術的應用必將形成世界潮流。</p>&

30、lt;p>　　近年來，隨著PLC技術的發(fā)展, 它在位置控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理等方面的應用也越來越多。在機床的實際設計和生產(chǎn)過程中,為了提高機床加工的精度，對其定位控制裝置的選擇就顯得尤為重要。</p><p>　　2.3 PLC的基本硬件及工作過程圖示</p><p>　　PLC的基本硬件框圖</p><p><b>　　PLC的工作過程</

31、b></p><p>　　第三章 普通車床結構、運動形式及其控制系統(tǒng)</p><p>　　3.1普通車床的結構</p><p>　　普通車床的主要組成部件有：主軸箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。普通車床是車床中應用最廣泛的一種，約占車床類總數(shù)的65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床　　主軸箱：又稱床頭箱，它的主要任務是將主電機傳來的旋

32、轉(zhuǎn)運動經(jīng)過一系列的變速機構使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時主軸箱分出部分動力將運動傳給進給箱。主軸箱中等主軸是車床的關鍵零件。主軸在軸承上運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量，一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機床的使用價值就會降低　　進給箱：又稱走刀箱，進給箱中裝有進給運動的變速機構，調(diào)整其變速機構，可得到所需的進給量或螺距，通過光杠或絲杠將運動傳至刀架以進行切削　　絲杠與光杠：用以聯(lián)接進給箱與溜板箱，并把進給箱的運動和動力傳給溜板

33、箱，使溜板箱獲得縱向直線運動。絲杠是專門用來車削各種螺紋而設置的，在進行工件的其他表面車削時，只用光杠，不用絲杠。</p><p>　　溜板箱：是車床進給運動的操縱箱，內(nèi)裝有將光杠和絲杠的旋轉(zhuǎn)運動變成刀架直線運動的機構，通過光杠傳動實現(xiàn)刀架的縱向進給運動、橫向進給運動和快速移動，通過絲杠帶動刀架作縱向直線運動，以便車削螺紋。</p><p>　　3.2車床的運動形式</p>

34、<p>　　車床的運動形式為切削運動</p><p><b>　　1、主運動</b></p><p>　　工件的旋轉(zhuǎn)運動，由主軸通過卡盤或頂尖去帶動工件旋轉(zhuǎn)，它承受車削加工時的主要切削功率。 </p><p><b>　　2、進給運動 </b></p><p>　　車床的進給運動是刀架的縱

35、向或橫向直線運動，其運動形式有手動和機動兩種</p><p><b>　　3、輔助運動 </b></p><p>　　刀架的快速移動和工件的夾緊與放松</p><p><b>　　3.3車床的控制</b></p><p>　　3.31車床的控制特點</p><p>　　1、主

36、軸能在較大的范圍內(nèi)調(diào)速。 </p><p>　　2、調(diào)速的方法可通過控制主軸變速箱外的變速手柄來實現(xiàn)。</p><p>　　3、 加工螺紋時，要求反轉(zhuǎn)退刀，這就要求主軸能夠正、反轉(zhuǎn)。主軸的正、反轉(zhuǎn)可通過采用機械方法如操作手柄獲得。</p><p>　　3.32車床控制的典型環(huán)節(jié)</p><p>　　1、主軸的正反轉(zhuǎn)控制 </p>

37、<p>　　2、主軸的點動控制 </p><p>　　3、主軸電動機反接制動停車控制 </p><p>　　4、刀架快速移動控制</p><p>　　5、 冷卻泵電動機控制 </p><p>　　6、主軸電動機負載檢測及保護環(huán)節(jié) </p><p>　　第四章 車床數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展</p><

38、;p>　　數(shù)控機床的發(fā)展是隨著微電子、計算機、自動化元件、檢測等技術的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的。30 年左右數(shù)控技術發(fā)展的歷史證明，促進數(shù)控機床不斷發(fā)展的原因是數(shù)控裝置和伺服驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展    數(shù)控裝置的發(fā)展至今已經(jīng)歷了五代    1952 年，教控機床的出現(xiàn)是第一代，數(shù)控裝置采用了電子管、繼電器等元件構成模擬電路    1959 年，出現(xiàn)了晶

39、體管，數(shù)控裝盆中廣泛采用晶體管和印刷線路板，構成晶體管數(shù)字電路（分立元件） ，使體積縮小，進入第二代    1965 年，出現(xiàn)了小規(guī)模集成電路，用它構成集成數(shù)字電路作數(shù)控裝置．使體積更?。牡停到y(tǒng)可靠性提高，發(fā)展到第三代    以上的機床數(shù)控裝置都是由元器件構成的專用控制機，稱為硬件數(shù)控    1970 年，隨著微電子技術的發(fā)展，出現(xiàn)中／大規(guī)模

40、的集成電路．使小型計算機價格急劇下降，采用小型計算機來取代專用控制機，用編制在計算機內(nèi)的專用程序來控制機床，實現(xiàn)了軟件控制．使控制功能既增強又更靈活，并提高系統(tǒng)的可靠性，這就進入第四代，稱計算機數(shù)控系統(tǒng)（Computer Numerical Control 簡稱CNC ）    1974年以后，價廉的微處理器的出現(xiàn)</p><p>　　5.1機床數(shù)控改造的意義</p>

41、<p>　　5.11機床數(shù)控化改造原因</p><p>　　隨著社會生產(chǎn)和科學技術的迅速發(fā)展，機械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量不斷提高，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也不斷加速，因此對機床不僅要求具有較高的精度和生產(chǎn)率，而且應能迅速地適應產(chǎn)品零件的變換。生產(chǎn)的需要促使了數(shù)控機床的產(chǎn)生，隨著電子技術，特別是計算機技術的發(fā)展，數(shù)控 機床迅速的發(fā)展起來。 從第一臺數(shù)控機床（1952年 美國）問世至今，機床的數(shù)控化率在不斷的提高。

42、世界各工業(yè)國家已普遍生產(chǎn)和應用，日本生產(chǎn)機床的數(shù)控化率在1988年就已達到70%。 我國從開放搞活以來，加快了數(shù)控機床技術的引進，促使我國的機床數(shù)控技術的普及和發(fā)展。當前普遍應用的微型計算機數(shù)控機床，它綜合了電子技術、計算機技術、自動化技術、測量技術和機械制造等方面的最新成果，是一種靈活高效的自動化機床，是機電一體化的典型產(chǎn)品之一。各大企業(yè)不斷設置數(shù)控機床擴大再生產(chǎn)和替換陳舊設備。數(shù)控機床的普及率不斷提高，這種情況下，普通機床的數(shù)

43、控改造是否必要可從以下幾點說明。 數(shù)控機床可以較好地解決形狀復雜、精密、小批多變零件的加工問題，能夠穩(wěn)定的加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，但是應用數(shù)控機床還是受到其他條件的限制。⑴數(shù)控機床價格昂貴，一次性投資巨大，對</p><p>　　5.12機床數(shù)控化的優(yōu)越性</p><p>　　一般說來，數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性。 </p><p>　?。?）可以加

44、工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。 </p><p>　?。?）可以實現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機床提高3～7倍。 </p><p>　?。?）加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要工人修配。</p><p>　?。?）可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。 </p><p>　　

45、（5）擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自律功能，因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。 </p><p>　?。?降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力(一個人可以看管多臺機床)，減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應等等。 </p><p>　　數(shù)控技術現(xiàn)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術和基礎技術。 </p><p>　　由于機床下游行業(yè)固定

46、資產(chǎn)投資連續(xù)幾年快速增長，國內(nèi)機電產(chǎn)品市場需求年均增長30％，帶動了機床市場需求30%以上的增長。從2002年開始，我國就成為世界第一機床消費大國。2004年國產(chǎn)金屬切削機床年產(chǎn)量達到38.94萬臺、數(shù)控機床產(chǎn)量5.19萬臺；2005年前三季度，我國金屬切削機床和數(shù)控機床產(chǎn)量分別達到34.08萬臺和4.33萬臺。 </p><p>　　我國的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備大多數(shù)是傳統(tǒng)的機床，而且多數(shù)是役齡在

47、10年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響到企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。 </p><p>　　由于近幾年國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的高速發(fā)展，使原來進口的高檔數(shù)控系統(tǒng)已不再滿足日新月異的產(chǎn)品需求，迫切需要更換最新的數(shù)控系統(tǒng)及軟件。 </p><p>　　我國自改革開放以來，很多企業(yè)從國

48、外引進技術、設備和生產(chǎn)線進行技術改造。在這些項目中，大部分項目為我國的經(jīng)濟建設發(fā)揮了應有的作用。但是有的引進項目由于種種原因，設備或生產(chǎn)線不能正常運轉(zhuǎn)，甚至癱瘓，使企業(yè)的效益受到影響，嚴重的使企業(yè)陷入困境。一些設備、有的生產(chǎn)線的產(chǎn)品銷路很好，但是因為設備故障不能達產(chǎn)達標；有的因為能耗高、產(chǎn)品合格率低而造成虧損；有的已引進較長時間，需要進行技術更新。種種原因使有的設備不僅沒有創(chuàng)造財富，反而消耗著財富。 </p><p&

49、gt;　　這些不能使用的設備、生產(chǎn)線是個包袱，也是一批很大的存量資產(chǎn)，修好了就是財富。只要找出主要的技術難點，解決關鍵技術問題，就可以最小的投資盤活最大的存量資產(chǎn)，爭取到最大的經(jīng)濟效益和社會效益。這也是一個極大的改造市場。 </p><p>　　由于機床數(shù)控技術的不斷進步，機床改造是個永恒的課題。我國的機床改造業(yè)，也已進入到以數(shù)控技術為主的新的行業(yè)。 </p><p>　　其一是恢復原功能

50、，對機床、生產(chǎn)線存在的故障部分進行診斷并恢復； </p><p>　　其二是NC化，在普通機床上加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機床、CNC機床； </p><p>　　其三是翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻新，對機械部分重新裝配加工，恢復原精度；對其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進行更新； </p><p>　　其四是技術更新或技術創(chuàng)新，為

51、提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新技術，在原有基礎上進行較大規(guī)模的技術更新或技術創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。</p><p>　　5.13機床數(shù)控化改造的意義</p><p>　　1）節(jié)省資金。 機床的數(shù)控改造同購置新機床相比一般可節(jié)省60%左右的費用，大型及特殊設備尤為明顯。一般大型機床改造只需花新機床購置費的1/3。即使將原機床的結構進行徹底改造升級也只需花費購買新機床

52、60%的費用，并可以利用現(xiàn)有地基。</p><p>　　2）性能穩(wěn)定可靠。因原機床各基礎件經(jīng)過長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應力變形而影響精度</p><p>　　3） 提高生產(chǎn)效率。 機床經(jīng)數(shù)控改造后即可實現(xiàn)加工的自動化效率可比傳統(tǒng)機床提高 3至5倍。對復雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費用而且可以縮短生產(chǎn)準備周期。</p><p>　　

53、5.2普通車床的數(shù)控化改造設計</p><p>　　機床的數(shù)控改造，主要是對原有機床的結構進行創(chuàng)造性的設計，最終使機床達到比較理想的狀態(tài)。數(shù)控車床是機電一體化的典型代表，其機械結構同普通的機床有諸多相似之處。然而，現(xiàn)代的數(shù)控機床不是簡單地將傳統(tǒng)機床配備上數(shù)控系統(tǒng)即可，也不是在傳統(tǒng)機床的基礎上，僅對局部加以改進而成（那些受資金等條件限制，而將傳統(tǒng)機床改裝成建議數(shù)控機床的另當別論）。傳統(tǒng)機床存在著一些弱點，如剛性不足

54、、抗振性差、熱變形大、滑動面的摩擦阻力大及傳動元件之間存在間隙等，難以勝任數(shù)控機床對加工精度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率以及使用壽命等要求?，F(xiàn)代的數(shù)控技術，特別是加工中心，無論是其支承部件、主傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、輔助功能等部件結構，還是整體布局、外部造型等都已經(jīng)發(fā)生了很大變化，已經(jīng)形成了數(shù)控機床的獨特機械結構。因此，我們在對普通機床進行數(shù)控改造的過程中，應在考慮各種情況下，使普通機床的各項性能指標盡可能地與數(shù)控機床相接近。</

55、p><p>　　改造的可行性分析通過以后，就可以針對某臺或某幾臺機床的現(xiàn)況確定改造方案，一般包括： </p><p>　　1、機械修理與電氣改造相結合 </p><p>　　一般來說，需進行數(shù)控改造的機床，都需進行機械修理。要確定修理的要求、范圍、內(nèi)容；也要確定因數(shù)控改造而需進行機械結構改造的要求、內(nèi)容；還要確定數(shù)控改造與機械修理。機械性能的完好是數(shù)控改造成功的基礎。

56、</p><p>　　為配合數(shù)控改造而需進行的機械大修改造的測量、計算、設計、繪圖、零件制作等應先期完成。同時對停機后需拆、改、加工的部分等應事先規(guī)劃完畢，提出明確要求，與整個改造工作銜接得當。 </p><p>　　2、新舊系統(tǒng)接口的轉(zhuǎn)換設計 </p><p>　　根據(jù)每臺設備改造范圍不同，需事先設計接口部分轉(zhuǎn)換，若全部改造的，應設計機電轉(zhuǎn)換接口、操作面板控制與配

57、置、互聯(lián)部分接點、參數(shù)測量點、維修位置等，要求操作與維修方便、合理，線路走向通順、中小連接點少，強弱電干擾最小，備有適當裕量等。局部改造的，還需要考慮新舊系統(tǒng)的性能匹配、電壓極性與大小變換、安裝位置、數(shù)模轉(zhuǎn)換等，必要時需自行制作轉(zhuǎn)換接口。 </p><p>　　合理的驗收標準，也是技術準備工作的重要一環(huán)。改造工作涉及機械、液壓、電氣、控制、傳感等，因為驗收標準是對新系統(tǒng)的考核，制定時必須實事求是，過高或過低的標準

58、都會對改造工作產(chǎn)生負面影響。標準一旦確定下來，不能輕易修改，因為它牽涉到整個改造工作的各個環(huán)節(jié)。 </p><p>　　準備工作就緒后，即可進入改造的實施階段。實施階段內(nèi)容按時間順序分為： </p><p>　?。?）原機床的全面保養(yǎng) </p><p>　　機床經(jīng)長期使用后，會不同程度地在機械、液壓、潤滑、清潔等方面存在缺陷，所以首先要進行全面保養(yǎng)。其次，應對機床作

59、一次改前的幾何精度、尺寸精度測量，記錄在案。這樣既可對改造工作起指導參考作用，又可在改造結束時作對比分析用。 </p><p><b>　?。?）原系統(tǒng)拆除 </b></p><p>　　原系統(tǒng)的拆除必須對照原圖紙，仔細進行，及時在圖紙上作出標記，防止遺漏或過拆(局部改造情況下)。在拆的過程中也會發(fā)現(xiàn)一些新系統(tǒng)設計中的欠缺之處，應及時補充與修正，拆下的系統(tǒng)及零件應分門

60、別類，妥善保管。還有一定使用價值的，可作其他機床備件用。 </p><p>　　（3）改造的實施與調(diào)試 </p><p>　　機床改造應按預先制定好的方案按先后順序進行。 </p><p>　　調(diào)試必須按事先確定的步驟和要求進行。調(diào)試人員應頭腦冷靜，隨時記錄，以便發(fā)現(xiàn)和解決問題。調(diào)試中首先試安全保護系統(tǒng)靈敏度，防止人身、設備事故發(fā)生。調(diào)試現(xiàn)場必須清理干凈，無多余物品

61、；各運動坐標拖板處于全行程中心位置；能空載試驗的，先空載后加載；能模擬試驗的，先模擬后實動；能手動的，先手動后自動。 </p><p>　　驗收工作應聘請有關的人員共同參加，并按已制定的驗收標準進行。驗收工作包括： </p><p>　?。?）機床機械性能驗收 </p><p>　　經(jīng)過機械修理和改造以及全面保養(yǎng)，機床的各項機械性能應達到要求，幾何精度應在規(guī)定的范圍

62、內(nèi)。 </p><p>　?。?）電氣控制功能和控制精度驗收 </p><p>　　電氣控制的各項功能必須達到動作正常，靈敏可靠?？刂凭葢孟到y(tǒng)本身的功能(如步進尺寸等)與標準計量器具(如激光干涉儀、坐標測量儀等)對照檢查，達到精度范圍之內(nèi)。同時還應與改造前機床的各項功能和精度作出對比，獲得量化的指標差。 </p><p>　?。?）試件切削驗收 </p&g

63、t;<p>　　可以參照國內(nèi)外有關數(shù)控機床切削試件標準，在有資格的操作工、編程人員配合下進行試切削。試件切削可驗收機床剛度、切削力、噪聲、運動軌跡、關聯(lián)動作等，一般不宜采用產(chǎn)品零件作試件使用。 </p><p>　　5.3車床數(shù)控改造時性能和精度的選擇</p><p>　　并不是所有的舊機床都可以進行數(shù)控改造，機床的改造主要應具備兩個條件：第一，機床基礎件必須有足夠的剛性。第

64、二，改造的費用要合適，經(jīng)濟性好。在改裝車床前，要對機床的性能指標做出決定。改裝后的車床能加工工件的最大回轉(zhuǎn)直徑以及最大長度、主電動機功率等一般都不會改變。加工工件的平面度、直線度、圓柱度以及粗糙度等基本上仍決定于機床本身原有水平。主要有下述性能和精度的選擇需要在改裝前確定。</p><p>　　1）軸變速方法、級數(shù)、轉(zhuǎn)速范圍、功率以及是否需要數(shù)控制動停車等。</p><p><b&g

65、t;　　2）進給運動：</b></p><p>　　進給速度：Z向（通常為8～400mm/min）；X向（通常為2～100 mm/min）。</p><p>　　快速移動：Z向（通常為1.2～4m/min）；X向（通常為1.2～3m/min）。</p><p>　　脈沖當量：在0.025～0.005mm內(nèi)選取，通常Z向為X向的2倍。</p>

66、<p>　　加工螺距范圍：包括能加工螺距類型（公制、英制、模數(shù)、徑節(jié)和錐螺紋等），一般螺距在10mm以內(nèi)都不難達到。</p><p>　　3）進給運動驅(qū)動方式（一般都選用步進電機驅(qū)動）。</p><p>　　4）給運動傳動是否需要改裝成滾珠傳動。</p><p>　　5）刀架是否需要配置自動轉(zhuǎn)位刀架，若配置需要確定工位數(shù)。</p><

67、p>　　6）其他性能指標選擇：</p><p>　　插補功能：車床加工需具備直線和圓弧插補功能。</p><p>　　刀具補償和間隙補償：為了保證一定的加工精度，一般需考慮設置刀補和間隙補償功能。</p><p>　　顯示：采用數(shù)碼管還是液晶或者顯示器顯示，顯示的位數(shù)多少等問題要根據(jù)車床加工功能實際需要確定，一般來說，顯示越簡單成本越低，也容易實現(xiàn)。</

68、p><p>　　診斷功能：為防止操作者輸入的程序有錯和隨之出現(xiàn)的錯誤動作，可在數(shù)控改造系統(tǒng)設計時加入必要的器件和軟件，使其能指示出機床出現(xiàn)故障或者功能失效的部分等，實現(xiàn)有限的診斷功能。</p><p>　　以上是車床數(shù)控改造時需要考慮的一些通用性能指標，有的車床改造根據(jù)需要還會有些專門的要求，如車削大螺距螺紋、在惡劣的環(huán)境下工作的防塵干擾、車刀高精度對刀等，這個時候應有針對性的專門設計。<

69、;/p><p>　　5.4 車床數(shù)控改造方案選擇</p><p>　　當數(shù)控車床的性能和精度等內(nèi)容基本選定后，可根據(jù)此來確定改造方案。目前機床數(shù)控改造技術已經(jīng)日趨成熟，專用化的機床數(shù)控改造系統(tǒng)所具備的性能和功能一般均能滿足車床的常規(guī)加工要求。因此，較典型的車床數(shù)控改造方案可選擇為：配置專用車床數(shù)控改造系統(tǒng)，更換進給運動的滑動絲杠傳動為滾珠絲杠傳動、采用步進電機驅(qū)動進給運動、配置脈沖發(fā)生器實現(xiàn)螺

70、紋加工功能、配置自動轉(zhuǎn)位刀架實現(xiàn)自動換刀功能。</p><p>　　通常的機床數(shù)控化改造步驟基本如下(1)舊設備基本評估(2)確定改造方案(3)落實改造投入資金(4)尋找委托單位，簽訂有關改造合同協(xié)議(5)整理消化機床現(xiàn)有資料、數(shù)據(jù)(6)現(xiàn)場測繪舊設備電氣、機械部件(7)對CNC、PLC、機床電氣、機械改造內(nèi)容進行設計、訂貨、制造(8)對機床其余機電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、輔件進行現(xiàn)場拆修、保養(yǎng)、更換(9)對機床改造部分

71、進行現(xiàn)場施工、安裝和連接(10)機床聯(lián)調(diào)試驗(11)修調(diào)恢復機床幾何精度、定位精度(12)機床及控制系統(tǒng)各部分功能聯(lián)動試驗，工作可靠性運行(13)機床交檢查驗收(14)機床試生產(chǎn)切削運行</p><p>　　但對某些具體的車床還要具體分析已確定改造方案。</p><p>　　目前較典型的經(jīng)濟型專用車床數(shù)控改造系統(tǒng)具有下列基本配置和功能：</p><p>　　1）采用

72、單片微機為主控CPU，具有直線和圓弧插補、代碼編程、刀具補償和間隙補償功能、數(shù)碼管二坐標同時顯示、自動轉(zhuǎn)位刀架控制、螺紋加工等控制功能。</p><p>　　2） 配有步進電機驅(qū)動系統(tǒng)，脈沖當量或控制精度一般為：Z為0.01mm，X向為0.005mm（要與相應導程的絲杠相配套）。</p><p>　　3）加工程序大多靠面板按鍵輸入，代碼編制，掉電自動保護存儲器存儲；可以對程序進行現(xiàn)場編輯修

73、改和試運行操作。</p><p>　　4）具有單步或連續(xù)執(zhí)行程序、循環(huán)執(zhí)行程序、機械極限位置自動限位、超程報警，以及進給速度程序自動終止等各類數(shù)控基本功能。</p><p>　　5.5車床的操作要求</p><p>　　車床一般加工回轉(zhuǎn)表面、螺紋等。 要求其動作一般是X、Z向快進、工進、快退。加工過程中能進行自動、手動、車外圓與車螺紋等轉(zhuǎn)換;并且能進行單步操作。&l

74、t;/p><p>　　PLC數(shù)控系統(tǒng)需解決的問題</p><p>　　車床的操作過程比較復雜，而PLC一般只適用于動作的順序控制。要將PLC用于控制車床動作，必須解決三個問題：</p><p>　　1）如何產(chǎn)生驅(qū)動伺服機構的信號及X、Z向動作的協(xié)調(diào); 　</p><p>　　2）如何改變進給系統(tǒng)速度;</p><p>　　

75、3）車螺紋如何實現(xiàn)內(nèi)聯(lián)系傳動及螺紋導程的變化。</p><p>　　將PLC及其控制模塊和相應的執(zhí)行元件組合，這些問題是可以解決的。</p><p>　　5.7數(shù)控系統(tǒng)的控制原理</p><p>　　普通車床數(shù)控化改造工作就是將刀架、X、Z向進給改為數(shù)控控制。根據(jù)改造特點，伺服元件采用步進電機，實行開環(huán)控制系統(tǒng)就能滿足要求。Z向脈沖當量取0.01mm，X向脈沖當量取

76、0.005mm。選用晶體管輸出型的PLC。驅(qū)動步進電機脈沖信號由編程產(chǎn)生，通過程序產(chǎn)生不同頻率脈沖實現(xiàn)變速。X、Z向動作可通過輸入手動操作或程序自動控制。車螺紋的脈沖信號由主軸脈沖發(fā)生器產(chǎn)生，通過與門電路接入PLC輸入端，經(jīng)PLC程序變頻得到所需導程的脈沖。刀架轉(zhuǎn)位、車刀進、退可由手動或自動程序控制。圖1為數(shù)控系統(tǒng)原理圖。</p><p>　　圖1 數(shù)控系統(tǒng)原理圖</p><p>　　5.

77、8 機床電氣系統(tǒng)進行PLC改造的基本方法</p><p>　　利用PLC改造機床電氣系統(tǒng)，可大大簡化電氣線路。它的設計方法是，將各個電氣元件直接與PLC的各個輸入、輸出端口相連，元件之間的連接關系，以及各線圈的狀態(tài)由邏輯程序確定，元件之間不存在直接的串聯(lián)或并聯(lián)，所以線路簡單，而邏輯關系由程序確定，維護和設計比較容易。</p><p>　　5.81 PLC輸入、輸出（I/O）點數(shù)確定<

78、/p><p>　　所設計的車床操作為：起點總停、Z、X向快進、工進、快退;刀架正、反轉(zhuǎn);手動、自動、單步、車螺紋轉(zhuǎn)換。因此，輸入需14點。根據(jù)圖1得輸出需9點。I/O連接圖如圖2所示（以三菱F1S-30MT）為例。</p><p><b>　　圖2 I/O連接圖</b></p><p>　　5.82 驅(qū)動程序（梯形圖）設計</p>&

79、lt;p>　?。?）、總程序結構設計</p><p>　　手動、自動、單步、車螺紋程序的選擇采用跳轉(zhuǎn)指令實現(xiàn)。圖3是總程序結構框圖。若合上X12（X13、X14、X15斷開），其常閉斷開，執(zhí)行手動程序;若X12斷開，X13全上，程序跳過手動程序，指針到P0處，執(zhí)行自動程序。</p><p><b>　　圖3 總程序框圖、</b></p><p

80、>　　（2）、手動程序梯形圖設計</p><p>　　手動程序、自動程序需根據(jù)具體零件設計，這里僅以Z向快進、工進、快退的動作為例加以說明。其梯形圖如圖4所示。 </p><p>　　圖4 Z向手動程序梯形圖</p><p>　　在執(zhí)行手動程序狀態(tài)下，按X0，Y1接通，作好起動準備。按X2，輔助繼電器M0接通。通過T63計時及Y2觸點組合，產(chǎn)生頻率為103/2

81、i的脈沖信號（i為計時時間，根據(jù)需要設定，單位為ms），驅(qū)動Z向快進。當按下X3時（M0斷開），M1接通，M1與定時器T32組合使Y2產(chǎn)生頻率為103/2j的脈沖（j>i），由Y2輸出，實現(xiàn)工進。按下X4時，M0、Y3同時接通，電機快速反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)快退。</p><p>　　第六章 可編程控制器(PLC)在CW6140機床改造中的應用</p><p>　　6.1 車床改造前后的對比&

82、lt;/p><p>　　金屬切削加工是改變零件形狀的方法之一，從毛坯到成品，使零件加工成符合生產(chǎn)需要的形狀和尺寸。數(shù)控機床是以編程控制器（PLC）微處理器為核心的一種新型工業(yè)控制裝置，具有體積小、功能強、編程簡單、可靠性強等優(yōu)點，將加工信號傳遞到機床的數(shù)控系統(tǒng)，通過伺服系統(tǒng)按程序自動進行加工，檢測設置是由傳感器和傳動電機組成，根據(jù)閉鎖系統(tǒng)反饋的信號來控制、修正運動部件的偏移量，保證了零件加工的精確度。由于數(shù)控機床是根

83、據(jù)控制器輸出的信號自動按工藝完成所需的加工工作，減少了由操作人員接在普通機床加工時為保證零件按圖標定的諸如直徑的上下偏差、長度公差、形位公差、吃刀距、超出距所造成的重復開停機、調(diào)整、測試等一系列浪費時間的工作，并且保證產(chǎn)品質(zhì)量。以普通車床為例，將一根直徑40、長500毫米的坯料加工至直徑=36，精度要求不柱度為0.05毫米的軸。</p><p>　　普通車床車削時所需的機動時間T應該為：</p>&

84、lt;p>　　由 n=1000×v／π×D=1000×100／3.14×40=796轉(zhuǎn)/分</p><p>　　式中：ｖ—車床主軸速度 D—工件坯料直徑</p><p>　　因： L=l+y+△=500+2+2=504毫米</p><p>　　式中：L—車刀所移動的距離 y—吃刀距（毫米）

85、 </p><p>　　l—工件待加工長度 △—超出距（毫米）</p><p>　　T=L×h/s×n×t=504×2/0.8×796×2=0.79分鐘</p><p>　　式中：T—機動時間 h—切削厚度</p><p>　　s—走刀量

86、 n—工件每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)</p><p>　　t—切削深度 </p><p>　　除以上能以軸、轉(zhuǎn)速及走刀量等有據(jù)可依能算出的走刀時間外，其余的如為保證尺寸精度必須小心謹慎地給定進給量前的刀尖與工件表面的對刀，然后以拖板的刻度為參考小心進刀，試車一定長度后，停機檢測（最多為兩次），確信與圖紙的要求相符后才進行車削，其中所需的時間只能按實際操作加上人為制定給出該項工

87、作所耗費的工時，設定此所需的時間為0.5分鐘時，則普通車床的實際用時T′應為：</p><p>　　T′=T +0.5=0.79+ 0.5=1.29（分鐘）</p><p>　　改裝（PLC）后的車床，轉(zhuǎn)由編程控制器（PLC）發(fā)出的信號完成所須的加工工序，由于車床的橫向進給實現(xiàn)了自動化，程序應為：以車刀刀尖為基準點，控制車刀刀尖按指令給定的以主軸中心軸線為基準進到所需加工的軸的半徑距離時，

88、橫向進給自鎖，依照信號進行縱向切削工作，省去了由人工操作加工中所需的反復開停車及檢測用時，因此，從以上的加工一根簡單的φ40×500（毫米）的軸可以得出：如果改裝后數(shù)控車床的轉(zhuǎn)速、切削用量等和普通車床相同，則數(shù)控機床所需的實際用時為</p><p>　　T″=0.79(分鐘)。</p><p>　　普通車床與改裝（PLC）可編程控制器后的車床的實際時間差為：</p>

89、<p>　　T′－T″=1.29－0.79=0.5(分鐘)</p><p>　　由此可見改裝（PLC）控制后車床的機動時比普通車床的用時省卻了0.5分鐘，工效將近提高了一倍，對于批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，不僅節(jié)省了大量的時間，還提高了控制系統(tǒng)的可靠性和準確性，為企業(yè)提供了更可靠的自動化生產(chǎn)保障，提高了經(jīng)濟效益。</p><p>　　6.2 以CW6140型普通車床為例，把繼電控制改造為P

90、LC控制</p><p><b>　　6.21 改造分析</b></p><p>　　1）根據(jù)機床電氣控制原理圖（圖1）的控制狀態(tài)，選擇合適的PLC機型；</p><p>　　2）列出PLC輸入、輸出I/O分配表（表1、表2）；</p><p>　　3）畫出PLC控制電路接線圖（圖2）；</p><p

91、>　　4）畫出PLC梯形圖（圖3），并編制程序；</p><p>　　圖1 CW6140型普通車床電氣控制線路原理圖</p><p>　　6.22 電氣控制線路分析</p><p>　　CW6140型普通車床電氣控制線路原理圖如圖1所示。圖中分主電路、控制電路和照明、信號電路。</p><p><b>　　1、 主電路分析&

92、lt;/b></p><p>　　主電路中有兩臺電機，M1為主軸電機，帶動主軸旋轉(zhuǎn)和刀架作進給運動；M2為冷卻泵。</p><p>　　三相交流電源通過轉(zhuǎn)換開關QS1引入，主軸電機M1由接觸器控制啟動，熱繼電器FR1為主軸電機M1的過載保護。</p><p>　　冷卻泵電機M2由組合開關QS2控制啟動和停止，熱繼電器FR2為它的過載保護。</p>

93、<p><b>　　2、 控制電路分析</b></p><p>　?。?）主軸電機的控制。當按SB2時，接觸器KM1的線圈獲得電動作，同時KM1的常開觸點閉合，KM3和KT得電，KM1和 KM3主觸點閉合時電機M1星形正轉(zhuǎn)降壓啟動，當KT延時約3~5S時，KT延時常閉觸點斷開使KM3失電，其星形接法主觸點斷開；KT延時常開觸點閉合使KM2得電，其主觸點閉合，電機M1從星形轉(zhuǎn)換為三

94、角形運行。同理，按SB1時，電機M1反轉(zhuǎn)（星形—三角形啟動）。</p><p>　?。?）冷卻泵電機的控制。旋合組合開關QS2使冷卻泵電機M2啟動運行。</p><p>　?。?）照明電路分析。控制變壓器TC的二次側輸出36V電壓，作為機床低壓照燈電源，EL為機床的低壓照明燈，由開關SA2控制。</p><p>　　6.23 PLC及其程序設計</p>

95、<p>　　3.3.1 PLC選型和I/O端口分配</p><p>　　根據(jù)以上機床主電路繼電控制要求分析，系統(tǒng)共需開關量輸入點5個，開關量輸出點4個，考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟性和技術指標，擬選用三菱公司的微型機FX2n—16MR機型，該機基本單元有8點輸入，8點輸出，完全能滿足控制要求。輸入/輸出信號地址分配如表1和表2。</p><p>　　表1 輸入信號地址分配表</

96、p><p>　　表2輸出信號地址分配表</p><p>　　3.3.2 PLC控制電路接線圖</p><p>　　為了保證安全,系統(tǒng)外部設置了急?？刂齐娐罚琒B6為電源供給按鈕，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，按下SB5，KM線圈失電，KM常開啟點斷開，PLC失去電源，機床停止工作。PLC控制電路接線如圖2所示。</p><p>　　圖2 PLC控制電路接

97、線圖</p><p>　　3.3.3 PLC程序設計： </p><p>　　當按SB2時， X000的常開觸點閉合，Y000、Y003和T0得電，接觸器KM1的線圈獲得電動作，同時KM1和 KM4主觸點閉合時電機M1星形正轉(zhuǎn)降壓啟動，當T0延時約3~5S時，T0延時常閉觸點斷開使KM4失電，其星形接法主觸點斷開；T0延時常開觸點閉合使KM3得電，其主觸點閉合，電機M1從星形轉(zhuǎn)換為三角形

98、運行。同理，按SB1時，X001的常開觸點閉合, 接觸器KM2的線圈獲得電動作,電機M1反轉(zhuǎn)（星形—三角形啟動）。根據(jù)以上要求編制PLC控制梯形圖（圖3）及由梯形圖寫出PLC控制指令程序。</p><p>　　圖3 PLC梯形圖</p><p><b>　　編程如下:</b></p><p>　　LD X000</p>&

99、lt;p>　　OR Y000</p><p>　　ANI Y001</p><p><b>　　AND X002</b></p><p><b>　　AND X003</b></p><p><b>　　AND X004</b></p>&l

100、t;p><b>　　OUT Y000</b></p><p><b>　　LD X001</b></p><p><b>　　OR Y001</b></p><p><b>　　ANI Y000</b></p><p><b>

101、　　AND X002</b></p><p><b>　　AND X003</b></p><p><b>　　AND X004</b></p><p><b>　　OUT Y001</b></p><p><b>　　LD Y000</

102、b></p><p><b>　　OR Y001</b></p><p><b>　　MPS</b></p><p><b>　　ANI Y002</b></p><p><b>　　OUT TO</b></p><p&g

103、t;<b>　　K30</b></p><p><b>　　MRO</b></p><p><b>　　LD TO</b></p><p><b>　　OR Y002</b></p><p><b>　　ANB</b><

104、/p><p>　　ANI Y003</p><p>　　OUT Y002</p><p><b>　　MPP</b></p><p><b>　　ANI TO</b></p><p>　　ANI Y002</p><p><b>

105、　　OUT Y003</b></p><p><b>　　END</b></p><p>　　采用簡易編程器或設置有三菱PLC開發(fā)軟件的電腦，把編制的程序輸入固化到可編程控制器的存儲器內(nèi)，并進行調(diào)試運行，直到完全達到要求的控制功能為止。</p><p><b>　　第七章 結論與展望</b></p>

106、;<p>　　我國目前機床總量380余萬臺，而其中數(shù)控機床總數(shù)只有11.34萬臺，即我國機床數(shù)控化率不到3％。近10年來，我國數(shù)控機床年產(chǎn)量約為0.6～0.8萬臺，年產(chǎn)值約為18億元。機床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為6％。我國機床役齡10年以上的占60％以上；10年以下的機床中，自動/半自動機床不到20％，F(xiàn)MC/FMS等自動化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國和日本自動和半自動機床占60％以上）。可見我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備

107、絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。 　</p><p>　　數(shù)控車床在我國機械制造業(yè)中的應用正在迅速發(fā)展，但高精度數(shù)控機床價格昂貴，而且在實際生產(chǎn)中有大量形狀不太復雜、精度要求一般的

108、零件，這就需要精度一般的數(shù)控車床加工。同時，我國現(xiàn)有大量可用的普通車床，對這些車床進行數(shù)控化改造是用少的投資來提高生產(chǎn)效率、提高效益的有效途徑。以前車床數(shù)控化改造用的是Z80、8031芯片作數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，它的價格較貴且系統(tǒng)較復雜。用PLC作為車床的數(shù)控系統(tǒng)，有成本低、系統(tǒng)簡單、調(diào)整方便等優(yōu)點，必將會得到廣泛應用。</p><p>　　在進行機床PLC改造的過程中，在完成主要的控制要求設計基礎上，應該附加考慮

109、利用PI刀程序控制的功能特點，通過編寫邏輯程序和添加少量電氣元器件的基礎上進行機床設備故障的自診斷和及時的處理，這樣，可以提高機床的可靠性，提升機床的工作效率，改善機床的自動化程度。</p><p>　　我國是一個機床生產(chǎn)和應用大國，但數(shù)控技術的應用水平還不高，嚴重制約著我國制造業(yè)水平的提高。國際上的相關開發(fā)計劃對我國的數(shù)控技術的發(fā)展提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，同時也帶來了機遇。只有選擇合適的PLC才能使定位達到預期的效果

110、。制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，確立與國際接軌的發(fā)展道路，對21世紀我國數(shù)控技術與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關重要。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張攀峰,張開生,郭國法.基于PLC控制的皮帶輸送機系統(tǒng)的應用[J].微計算機信息.2005（15）[2] 戴一平.可編程序控制器技術及應用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004[1] 廖常初

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113、[7]C7632型多刀半自動車床控制系統(tǒng)PLC改造 - 機床與液壓 - 李建永 姜生元 任翔 韓寶琦 張學文[8]王萬新;姚俊紅;馮瑞寧;;機床改造中滾珠絲杠的選擇研究[J];德州學院學報;2006年03期</p><p>　　[9]劉國會;孫智蘭;;我國機床行業(yè)涂漆現(xiàn)狀及展望[A];第2屆環(huán)太平洋地區(qū)涂料涂裝會議論文集[C];1997年</p><p>　　[10]馬春敏;數(shù)控機床主結構