数控机床的PLC设计.docx
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数控机床的PLC设计
毕业设计(论文)
题目数控机床的PLC设计
学院名称电气工程学院
指导教师孙凌翔
职称副教授
班级自动化06级3班
学号
学生XX谭淳效
2010年05月25日
数控机床的PLC设计
摘要:
随着信息化产业的高速发展,数控机床的功能日趋完善,数控机床取代普通机床已是一种必然的趋势,随着数控机床的发展,传统的继电器控制系统已经不能满足工业生产的需要,而可编程控制器(PLC)因其具有可靠性高,抗干扰能力强;功能强,性能价格比高;硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强;编程方法简单易学等显著特点,已成为人们的首要选择。
在此背景下,本文提出了数控机床的PLC设计思路。
本文描述了如今数控机床的基本组成、工作原理、分类及各自的特点。
并且对数控机床中的PLC做了详细的介绍,把PLC在数控机床的工作过程,设计流程做了具体分析。
然后以立式车床C5112B为例,描述了它的PLC设计过程,最后再介绍了PLC在数控机床上故障维修的一些方法。
关键词:
数控机床;可编程控制器;C5112B立式车床;三菱FX2N
Abstract:
Withtherapiddevelopmentofinformationindustry,thefunctionsofnumericalcontrolmachinetoolsarematuring.Cmachinetoolshasbeenreplacedbyordinaryisaninevitabletrend,withthedevelopmentofCmachinetools,thetraditionalrelaycontrolsystemscannotmeettheindustrialproductionneeds.ProgrammableLogicController(PLC)becauseofitshighreliability,stronganti-interference;featurestrong,highcostperformance;hardwarepackageisplete,theusereasytouse,adaptable;programmingeasytolearnandothernotablefeatureshasbeethefirstchoice.Inthiscontext,thispaperpresentsdesignideasPLCCmachinetool.
ThispaperdescribesthebasicpositionofCmachinetoolsnow,workingprinciple,classificationandtheircharacteristics.AndontheNCmachinetoolinthePLCmadeadetailedintroductiontotheworkofthePLCintheprocessofCmachinetools,todoadetailedanalysisofthedesignprocess.ThenverticallatheC5112B,forexample,describesitsPLCdesignprocess,andfinallyintroducesthePLCfaultinthemaintenanceofCmachinetoolsonsomeoftheways.
Keywords:
Cmachinetools;PLC;C5112BVerticalLathe;MitsubishiFX2N
引言
20世纪中期,随着电子技术的发展,自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现,给自动化技术带来了新的概念,用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制,推动了机床自动化的发展。
采用数字技术进行机械加工,最早是在40年代初,由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司(ParsonsCorporation)实现的。
他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时,利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理,并考虑到刀具直径对加工路线的影响,使得加工精度达到±0.0381mm(±0.0015in),达到了当时的最高水平。
1952年,麻省理工学院在一台立式铣床上,装上了一套试验性的数控系统,成功地实现了同时控制三轴的运动。
这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。
这台机床是一台试验性机床,到了1954年11月,在派尔逊斯专利的基础上,第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生产出来。
在此以后,从1960年开始,其他一些工业国家,如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。
PLC即可编程控制器,(ProgrammablelogicController),是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
PLC因其具有可靠性高,抗干扰能力强;配套齐全,功能完善,适用性强;易学易用;系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造;体积小,重量轻,能耗低等显著特点,因此运用PLC控制数控机床已越来越成为一种趋势。
因此本文介绍的即是数控机床的PLC设计。
从数控机床的基本组成和工作原理出发,让读者先从整体上大概了解下数控机床和PLC有关概念,并以C5112B立式车床为例,详细说明了数控机床的PLC设计,并给出了PLC的硬件电路图和软件程序。
并且举例说明了一些PLC在数控机床上的故障维修方法,供读者参考。
通过本文达到让读者能够了解数控机床的PLC设计方法的目的。
1数控机床的组成、工作原理、分类及特点…………………………….....6
1.1数控机床的组成及工作原理…………………………………………………..6
1.1.1数控机床的组成……………………………………………………….6
1.1.2数控机床的工作原理…………………………………………………8
1.2数控机床的分类………………………………………………………………….13
1.3数控机床的特点………………………………………………………………….13
1.4小结…………………………………………………………………………………13
2计算机数控系统………………………………………………………………………15
2.1概述…………………………………………………………………………………..17
2.1.1C系统的组成……………………………………………………………17
2.1.2C系统的功能和一般工作过程………………………………………17
2.2计算机数控中的可编程逻辑控制器…………………………………...……....21
2.2.1PLC及其工作过程…………………………………………………………21
2.2.1.1.PLC的基本功能…………………………………………………….22
2.2.1.2.PLC的基本结构…………………………………………………….24
2.2.1.3.PLC的工作过程…………………………………………………….27
2.2.1.4.PLC的规模和几种常用名称……………………………………..29
2.2.2PLC在数控机床上的应用……………………………………………….30
2.2.3机床控制程序的设计流程………………………………………………33
2.3小结………………………………………………...………………………..…….…34
3PLC在立式车床中应用的系统设计…………………………….………………35
3.1立式车床概况…........................................................................................................35
3.2PLC应用于立式车床的现实意义..........................................................................35
3.3C5112B立式车床运行机构简介………………………………………………….36
3.4PLC控制系统的设计………………………………………………………………37
3.4.1硬件设计……………………………………………………………………..37
3.4.2软件设计……………………………………………………………………..39
3.5程序调试…………………………………………………………………...…….….44
3.6小结…………………………………………………………………………....….….44
4PLC在数控机床上故障维修方法………………………………………………45
4.1与PLC有关的故障特点…………………………………………………………..45
4.2与PLC有关故障检测方法………………………………………………………..45
4.2.1根据故障号诊断故障…………………………………………………….46
4.2.2根据动作顺序诊断故障…………………………………………………46
4.2.3根据控制对象的工作原理诊断故障………………………………….46
4.2.4根据PLC的I/0状态诊断故障………………………………………..47
4.2.5通过梯形图诊断故障…………………………………………………….47
4.2.6动态跟踪梯形图诊断故障.......................................................................47
4.3小结..............................................................................................................................47
5总结.......................................................................................................................................50
参考文献....................................................................................................................................51
致谢...............................................................................................................................................52
附录.....................................................................................................................................
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