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基于plc的电气自动化毕业论文
数控机床电气控制简析
摘要:对数控机床电气控制系统的控制方式、系统功能、主要实现部件,进行了选择和分析,然后给出一个完整的基于plc的数控机
床电气控制系统工作原理方案。
关键词:plc;数控机床;电气控制
目前数控机床相关技术的发展,不仅要对各机床各个坐
标轴的位置进行连续控制外,而且需要对机床主轴停止、转向
和进给运动的启动和停止、刀库及换刀机械手控制、切削液开
关、夹具定位等动作,进行特性次序控制。特定次序的控制信
息,由输入/输出控制,如控制开关、行程开关、压力开关、温
度开关等输入元件,继电器、接触器和电磁阀等输出元件控
制,同时还包括主轴驱动和进给伺服驱动的使能控制和机床
报警处理等[1~5]。
随着可编程序控制器(plc)技术的发展,上述综合功能是
可以由数控机床中的可编程序控制器来完成的[1~2]。它是由输
入部分,逻辑部分和输出部分组成,输入部分收集并保存被控
制部分实际运行的数据,逻辑部分处理输入部分所取得的信
息,并判断哪些功能需做出输出反应。输出部分提供正在被控
制的许多装置中,哪几个设备需要实时操作处理。笔者基于
plc控制来分析对一类数控机床的电气控制设计,主要包括
对控制方式的选择和分析;对电气控制系统中的主要实现部
件进行分析和选用,以及提出完整的基于plc的数控机床电
气控制系统工作原理方案。
1基于p lc的数控机床电气控制方式的选择
数控机床电气控制方式优劣,决定了控制系统的成败[3,5]。
本文所提及的系统,要控制机床实现高速高精度的加工,所以
系统的性能至关重要:首先要根据预定要求和被控对象的特
征、控制精度、系统运行速度等限制进行了综合考虑,同时,充
分考虑系统的性能价格比等因素,确定x、y轴采用pc机+
运动控制器+电机+光栅尺的方式进行闭环控制。采用此种
方式,pc机发挥了强大的文件处理功能、人机交互功能以及
高速的数据处理功能,运动控制器则体现了高可靠性、高速
性、高精度等优点,光栅尺则为系统提供了高达1μm的精度
的位置信息。同时,运动控制器可以接入机床的各种传感器,
并及时做出处理,提高了整个系统的可靠性和稳定性。运动控
制卡只能接入少数几根轴,而运动控制器可以大量扩展轴的
数目,为系统以后的升级带来便利。运动控制器同时还可以通
过一个标准接口接入一个plc系统,即运动控制器同时可以
执行plc功能。
2数控机床的功能分析
本文分析的数控机床,是一拖四的机床,有x、y轴和四
个z轴上的伺服电机,来进行工作台定位;x、y、z轴可以联
动,四个z轴可以同时运动,也可以分开运动。
为了提高加工精度,工作台的x、y轴运动,利用光栅尺
实现全闭环控制,对工作台进行精确定位。通过外扩模拟量
i/o点对高速变频器进行控制,实现四个主轴电机可以进行