第二章数控机床的概述



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1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,学习情景五:,数控机床电气系统故障的排除,,学习情景五:,数控机床电气系统 故障的排除,,,本学习情景目标,,目标,1,:通过该情景的学习能够掌握数控机床中,PLC,的工作原理、过程。,,目标,2:,能够熟练使用电气手册排除机床电气故障,,教学目标,1.,掌握数控机床电气控制系统的基本组成;,,2.,了解,PLC,与,NC,的关系;,,3.,掌握数控机床电气控制系统的工作流程;,,4.,掌握查阅电路图的方法;,,5.,掌握根据电路图排除故障的方法,;,,PLC,(,P
2、rogrammable Logic Controller),,通常用于设备的自动控制。,,,2. PLC,用于机床的控制,主要是用于机床的外围、辅助电气的控制;,,,3.PLC,用于数控机床通常称之为可编程序机床控制器;称之为,PMC,(,programmable machine tool controller,),第一节,PLC,在数控机床中的应用,一、数控机床用,PLC,介绍,,,,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(即是实现机床运动轨迹的控制、实现零件的轮廓控制)。这一部分工作有数控系统中,NC,部分来完成。,,,,2,、,实现机床辅助设备的控制,(,包括冷却系统、
3、照明系统、操作面板、换刀系统等等)是由,PLC,来完成的。,二、,PLC,和,NC,的关系,第一节,PLC,在数控机床中的应用,,1.,外围电路(强电回路)是不能够直接和,PLC,相互连接的,所以外围电路和,PLC,相互连接必须要通过中间的继电器回路的转换。,,,2.,进入,PLC,的必须要转换成弱电信号,用于控制外围电路的必须要把,PLC,输出的弱电信号转换成强电信号。,第一节,PLC,在数控机床中的应用,二、,PLC,和机床外围电路的关系,第一节,PLC,在数控机床中的应用,,1.,内装式(集成式):,,整体设计、信息交换速度快、系统可靠。,,2.,独立式(外装式):,,,独立于,NC,装
4、置,是能够独立完成功能的,PLC,。方便扩展、选择余地大。,三、,PLC,在数控机床中的应用形式,第一节,PLC,在数控机床中的应用,,1,、机床侧至,PLC,:,,,机床侧的信号通过,I/O,单元接口输入到,PLC,,,输入的地址由,PLC,程序编制人员自行定义。当然要根据相关规范确定。,,2,、,PLC,至机床侧:,,根据机床 的配置,以及所需要完成的控制功能。,PLC,将控制信号输送至机床侧。输出信号的地址也是由程序编制人员自行定义。,,第一节,PLC,在数控机床中的应用,四、,PLC,和外部的信息交换,,3,、,PLC,至,CNC,:,,,PLC,至,CNC,的信号地址和含义由系统厂商
5、定义完成,程序编制人员之能够根据厂商的定义而不能够增减、删除改变。,,4,、,CNC,至,PLC,:,,,CNC,送至,PLC,的信号可由,CNC,直接送至,PLC,的寄存器中,所有,CNC,送至,PLC,的信号含义和地址均由系统厂商定义。,第一节,PLC,在数控机床中的应用,四、,PLC,和外部的信息交换,,1,、输入采样;,PLC,扫描读入所有输入端口的信号状态,并将此状态读入到输入映像寄存器中。,,2,、程序执行;系统读入输入映像缓存区、输出映像缓存区的数据,进行运算并将运算结果输出到输出映像缓存区。,,3,、刷新阶段;刷新阶段主要是将新的处理结果输出到外部。,,第一节,PLC,在数控机
6、床中的应用,五、,PLC,在数控机床中的工作流程,,,1,、操作面板的控制,,操作面板的控制分为两个部分,一个是系统操作面板的控制一个是机床操作面板的控制。,,,系统面板信号,NC,PLC,机床面板信号,机床,机床面板信号,PLC,机床,系统面板的信号,第一节,PLC,在数控机床中的应用,六、,PLC,在数控机床中的功能。,,2,、机床外部开关输入信号,,将机床侧的开关信号输入,PLC,,,进行逻辑运算。运算的结果用于对机床的控制。,,3,、输出信号控制,,PLC,将用于控制的信号经过接口以及外围电路中的继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象。,,4,、,T,功能实现,所谓,T,功能实际上就是
7、数控机床对刀具的控制功能。就是通过,PLC,实现刀具调用、换刀等一系列功能。,第一节,PLC,在数控机床中的应用,六、,PLC,在数控机床中的功能。,,5,、,M,功能的实现,,所谓,M,功能就是数控机床的辅助功能,包括主轴 旋转的控制、冷却系统的控制、程序执行方式的控制等等。,第一节,PLC,在数控机床中的应用,六、,PLC,在数控机床中的功能。,,NC,PLC,外围辅助设备,PLC,NC,指令,外部反馈,直接控制外部设备,小功率设备,由继电器、接触器等组成的外围电路,辅助设备,第二节,PLC,和外围电路的关系,一、,PLC,对外围电路的控制。,,1,、,PLC,内部信号和外部信号的对应关系
8、,对于外围电路的控制非常重要。,,处理他们的对应关系,主要是依据机床厂上的对于外围电路的设计、功能,,的定义以及,PLC,程序编制工程是对于,PLC,输入输出接口的分配。,2,、地址分配:将,PLC,许可使用范围内的地址,按照一定的规则使其和外部电路,,中的信号相对应。也就是一个地址对应着一路信号,也就是地址实际上将内,,部信号和外部信号连接起来。,第二节,PLC,和外围电路的关系,一、,PLC,内部信号和外部信号的对应。,,PLC,程序编制工程师在编制软件时,通过设置参数、和程序编制时的定义,已经将地址从软件上作了分配。但是,我们在处理外部回路和,PLC,相连接时,不能够只是靠软件来保证信号
9、的对应关系。,PLC,内部信号的定义和地址的分配,是和,PLC,的硬件,,接口 相对应的。我们在使用,PLC,时 ,实际上也只能够,,通过对硬件的使用和辨识来保证接口使用的确实。,,第二节,PLC,和外围电路的关系,一、,PLC,内部信号和外部信号的对应。,,手动绝对值,选择停止,主轴正转,,主轴反转,主轴停止,,线号,插座上的针脚号,分配的输入地址,实际信号含义标注,实际开关按钮的编号,第二节,PLC,和外围电路的关系,二、外部元件和,PLC,输入信号,,PLC,第二节,PLC,和外围电路的关系,二、外部元件和,PLC,输入信号,,PLC,地址通常由三部分组成:,,1,、地址类型;,2,、地
10、址号;,3,、位号;,,如:,,,X 1000.0,地址类型,地址号,位号,位号从,0~7,地址类型由,,厂家定义,第二节,PLC,和外围电路的关系,三、,PLC,的地址构成,,,元器件(号),线号,插槽或插座号,针脚号,PLC,输入地址号,机床上实际使用的电气元件的编号,和机床电气元件相连的电缆的线号,电缆汇入的插座、插槽的号码,每一路信号在插座、插槽上的分配号码,每一路信号对应分配的,PLC,地址,第二节,PLC,和外围电路的关系,三、电路图上几种标号的关系,,,Operation panel,第二节,PLC,和外围电路的关系,,S37,S36,,外部执行元件,控制,PLC,输出信号
11、,输出地址,插座或者插头的针脚,外围电路线缆(线号),设备或者元件,中间会通过一些端子排,中间会通过一些端子排,第二节,PLC,和外围电路的关系,四、输出信号和受控的执行元件,PLC,一、,PLC,信号到达受控元件的路径,,四、输出信号和受控的执行元件,第二节,PLC,和外围电路的关系,二、两种控制方式,1,、,PLC,输出信号直接驱动,PLC,输出信号,执行元件,,第二节,PLC,和外围电路的关系,四、输出信号和受控的执行元件,2,、,PLC,输出信号经过中间继电器、电磁接触器等才能够最终控制,,执行元件,二、两种控制方式,输出信号,中间继电器,,1.,目录,,,目录的主要内容是:页码、图号
12、、标题,第三节 查阅机床电气手册,一、机床电气手册的构成,NO,(页码),DRAWING,(图号),TITLE,(标题),REMARK,(备注),,2,、线号表,,,说明线缆的走向,线缆在电气图中的位置。,第三节 查阅机床电气手册,一、机床电气手册的构成,,3,、符号描述表,,,描述所要表达的电气元件的图形符号,第三节 查阅机床电气手册,一、机床电气手册的构成,,4,、电器柜布置图,,,用来描述每个器件在电气柜中的位置,以及电气柜和,,外界相连通的线缆的位置。,第三节 查阅机床电气手册,一、机床电气手册的构成,,电器柜布置图,,第三节 查阅机床电气手册,一、机床电气手册的构成,5,、控制回路框
13、图,,,用于描述整个数控机床控制系统控制流程和各部分之间,,的关系。,,6,、各控制单元图。,,,在数控机床电气控制图中,对完成某一项或者某一类功能的电路作了单独的描述。除此以外,还对每一个重要的零部件的构成做了详细的描述。通过这些单元图(零部件图),我们可以更加详细而透彻的了解整个数控机床电气控制系统的构成。,第三节 查阅机床电气手册,一、机床电气手册的构成,,第三节 查阅机床电气手册,一、机床电气手册的构成,NC,电源供应单元,NC POWER SUPPLY UNIT,,1,、了解数控机床电气控制系统的工作原理;,,,2,、熟练使用机床电气手册维护数控机床电气系统。,第四节 查找回路的方法
14、,一、学习查找回路的目的,,,通过查找冷却液电机运转的控制回路的工作流程,熟悉和掌握使用机床电气手册的方法。,,,控制冷却液电机运转的的控制的两种方式:,,,1,、程序自动控制(,M,指令);,,,NC,将,M,指令译码后送至,PLC,,经过,PLC,的运算处理后送出控制信号。,,,2,、手动控制(机床面板上的按钮);,,,通过操作机床操作面板上的操作开关,开关信号进入,PLC,,经过,PLC,运算后送出控制信号。,,其实,这两种方式在,PLC,送出控制信号以后,都是通过同一个回路来控制冷却液电机的运行。,第四节 查找回路的方法,二、查找电路图例,,二、,查找电路图例,第四节 查找回路的方法,
15、1,、查找电机控制回路,,通过电气手册目录,查找到电机的控制回路,电机控制回路目录,,,2,、查找冷却液电机控制回路,,,在前面目录所示的页码中,找到电机控制回路,在众多的电机控制回路中,找到冷却液电机控制回路。,二、,查找电路图例,第四节 查找回路的方法,,二、,查找电路图例,第四节 查找回路的方法,冷却液电机控制回路,2,、查找冷却液电机控制回路,,第四节 查找回路的方法,二、,查找电路图例,,3,、查找控制冷却液电机的接触器线圈的控制回路,接触器线圈控制回路,冷却泵控制,,4,、查找控制前述接触器的继电器线圈的控制回路。,第四节 查找回路的方法,二、,查找电路图例,继电器线圈控制回路,冷
16、却泵,PLC,输出信号,,5,、查找控制冷却泵的,PLC,输入信号。,,,通过查找目录,找到,I/O,单元,在,I/O,单元里找到控制冷却泵的输入信号。,,,第四节 查找回路的方法,二、,查找电路图例,控制冷却泵的输入信号及外部控制开关,,6,、查找冷却液控制开关 。,,,这种控制开关都是集中在操作面板上,所以应该到操作面板上去查找。,第四节 查找回路的方法,二、,查找电路图例,,S33,,7,、小结。,,,冷却液电机控制流程如下:,第四节 查找回路的方法,二、,查找电路图例,X1000.2,S33,PLC,Y1004.3,Relay PCB,K2,K2M,冷却泵电机,,根据本章的内容我们可以得出以下的结论:,,1,、数控机床电气控制系统是以,PLC,为核心;,,2,、掌握数控机床电气控制系统,必须要掌握机床电气手册。,,3,、如果要掌握数控机床电气控制系统,必须要了解每一个控制单元、回路。,教、学小结,,情景回顾,1,、叙述数控机床中,PLC,与,NC,的区分与联系;,,2,、简述,PLC,在数控机床中的控制功能;,,3,、外部信号如何和,PLC,联系起来;,,4,、那些信号可以直接由,PLC,驱动;那些信号必须要经过中间电路才能够驱动执行机构;,,,
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