数控机床开环伺服进给系统的PLC控制
数控机床填空题及判断
基本概念1.NC机床的含义是数控机床，CNC机床的含义是计算机数字控制机床，FMS的含义是柔性制造系统, CIMS的含义是计算机集成制造系统。
2.数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、点位直线控制和轮廓控制等几种。
按控制方式又可分为开环控制、闭环控制和半闭环控制等。
3.数控机床的进给伺服系统可以分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统。
4机电一体化系统的设计过程，主要包括系统总体设计、机械结构设计、控制系统设计、软件设计等几个方面。
编程1.数控机床坐标系三坐标轴X、Y、Z及其正方向用右手定则判定，X、Y、Z各轴的回转运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋判断。
2.在数控机床坐标系中，绕平行于X、Y和Z轴的回转运动的轴，分别称为 A 轴、B轴和 C轴。
3.以下常用G代码含义分别是：（1）G01 直线插补指令，G02 顺时针圆弧插补（2）G17 XY平面选择（3）G42 刀具右补偿（2）G41 刀具左补偿6.数控铣床中以下常用G代码含义分别是：（1）G00 点定位（2）G18 ZX平面选择（3）G41 刀具左补偿数控车床中以下常用G代码含义分别是：（4）G98 指定每分钟移动量（5）G50 主轴最高转速设置4.数控机床的坐标联动数是指数控装置控制的坐标轴同时到达空间某一点的坐标数若G01X50Y126Z200A60F90S500是一合法程序段，说明此机床数控系统能控制的联动坐标数为4轴以上。
5.在数控编程时，使用刀具半径补偿指令后，就可以按工件的轮廓尺寸进行编程，而不需按照刀具的中心线运动轨迹来编程。
7.轮廓控制中，为了保证一定的精度和编程方便，通常需要有刀具半径和长度补偿功能。
8.APT（自动编程系统）中，刀具运动轨迹由1）零件面 2）驱动面 3）检查面三个面控制。
1.数控加工的编程方法主要有_手工编程_和__自动编程_两大类。
3.编程时的数值计算，主要是计算零件的__基点和__节点__的坐标，或刀具中心轨迹的__对刀点_和__换位点__的坐标。
第4章 数控机床伺服系统
第4章 数控机床伺服系统
第4章 数控机床伺服系统 工作原理：假设是单三拍通电工作方式。 （1）A 相通电时，定子A 相的五个小齿和转子对 齐。此时，B 相和 A 相空间差120，含 1 120/9 = 13 齿 3 2 A 相和 C 相差240，含240/ 9 = 26 个 3 齿。所以，A 相的转子、定子的五个小齿对 齐时，B 相、C 相不能对齐，B相的转子、 定子相差 1/3 个齿（3），C相的转子、定 子相差2/3个齿（6）。
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式中：n —转速（r/min）； f —控制脉冲频率，即每秒输入步进电动机的脉冲数； 由上式可知：工作台移动的速度由指令脉冲的频率所控制。
第4章 数控机床伺服系统 特点：
(1)来一个脉冲，转一个步距角。
(2)控制脉冲频率，可控制电机转速。
(3)改变脉冲顺序，改变方向。
种类：
有励磁式和反应式两种。两种的区别在于励磁式步进电机的转 子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。
第4章 数控机床伺服系统
计算机数控系统 机床 I/O 电路和装置 操作面板 键盘 输入输出 设备 机 床
PLC
计算机 数 装 控 置
主轴伺服单元
主轴驱动装置
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
主进辅 运给助 传控 动 动制 机机机 构构构
数控机床的组成
第4章 数控机床伺服系统
第4章
数控机床伺服系统
第4章 数控机床伺服系统
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第4章 数控机床伺服系统
每个步距角对应工作台一个位移值，这个位移值称为脉 冲当量。 因此，只要控制指令脉冲的数量即可控制工作台移动的 位移量。步距角越小，它所达到的位置精度越高，因此实际 使用的步进电动机一般都有较小的步距角。 步进电动机的转速公式为：n 60 f
伺服电机的PLC控制
伺服电机的PLC控制方法以我司KSDG系列伺服驱动器为例，介绍PLC控制伺服电机的方法。
伺服电机有三种控制模式：速度控制，位置控制，转矩控制{由伺服电机驱动器的Pr02参数与32(C-MODE)端子状态选择}，本文简要介绍位置模式的控制方法一、按照伺服电机驱动器说明书上的"位置控制模式控制信号接线图"连接导线3(PULS1)，4(PULS2)为脉冲信号端子，PULS1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻),PULS2连接控制器(如PLC的输出端子)。
5(SIGN1)，6(SIGN2)为控制方向信号端子，SIGN1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻),SIGN2连接控制器(如PLC的输出端子)。
当此端子接收信号变化时，伺服电机的运转方向改变。
实际运转方向由伺服电机驱动器的P41，P42这两个参数控制。
7(com+)与外接24V直流电源的正极相连。
29(SRV-0N),伺服使能信号，此端子与外接24V 直流电源的负极相连，则伺服电机进入使能状态，通俗地讲就是伺服电机已经准备好，接收脉冲即可以运转。
上面所述的六根线连接完毕(电源、编码器、电机线当然不能忘)，伺服电机即可根据控制器发出的脉冲与方向信号运转。
其他的信号端子，如伺服报警、偏差计数清零、定位完成等可根据您的要求接入控制器构成更完善的控制系统。
二、设置伺服电机驱动器的参数。
1、Pr02----控制模式选择，设定Pr02参数为0或是3或是4。
3与4的区别在于当32(C-MODE)端子为短路时，控制模式相应变为速度模式或是转矩模式，而设为0，则只为位置控制模式。
如果您只要求位置控制的话，Pr02设定为0或是3或是4是一样的。
2、Pr10，Pr11,Pr12----增益与积分调整，在运行中根据伺服电机的运行情况相应调整,达到伺服电机运行平稳。
当然其他的参数也需要调整(Pr13，Pr14,Pr15,Pr16，Pr20也是很重要的参数)，在您不太熟悉前只调整这三个参数也可以满足基本的要求.3、Pr40----指令脉冲输入选择，默认为光耦输入(设为0)即可。
可编程序控制器(PLC)在机床数控系统中应用
可编程序控制器(PLC)在机床数控系统中应用————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。
随着PLC技术的发展，它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。
在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要.永宏FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC 更精准,且程序的设计和调试相当方便。
本文提出的是如何应用永宏PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。
整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强,具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴.数控机床由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成，输入装置可将不同加工信息传递于计算机.在数控机床产生的初期，输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰；目前，使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工作.输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数,故障诊断参数等)，一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存,待工作一段时间后,再将输出与原始资料作比较、对照,可帮助判断机床工作是否维持正常.数控装置是数控机床的核心与主导，完成所有加工数据的处理、计算工作，最终实现数控机床各功能的指挥工作。
它包含微计算机的电路，各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。
可编程控制器对主轴单元实现控制，将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转速；管理刀库，进行自动刀具交换、选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理；控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作；还对机床外部开关（行程开关、压力开关、温控开关等)进行控制;对输出信号(刀库、机械手、回转工作台等)进行控制。
数控机床PLC控制基础知识
数控机床PLC控制基础知识
具有内装型PLC的CNC系统
数控机床PLC控制基础知识
子程序必须在第二级程序 后指定。
数控机床PLC控制基础知识
FANUC系统PMC的分类:
PMC—L/M：用于FANUC—OC/OD系统 PMC—SA1：用于FANUC—O i系统/O i Mate系统 PMC—SA3：用于FANUC—O i A系统 PMC—SB7：用于FANUC—16i/18i/21i及O i B/O i C系统 PMC—RB5/RB6：用于FANUC—16/18系统
数控机床PLC控制基础知识
3、CNC至PLC
• CNC至机床的信息主要是M、S、T、F等功能代码。 S功能是指用几位代码指定主轴转速，在PLC中通 过转换输出主轴转速控制指令；T功能是通过PLC 管理刀库，进行自动刀具交换；M功能是辅助功能， 根据不同的M代码，可控制主轴的正、反转和停止， 主轴齿轮箱的换档变速，切削液的开、关，卡盘 的夹紧、松开及换刀机械手的取刀、归刀等动作； F功能是通过PLC控制伺服系统完成坐标轴进给率 的输出。
数控机床PLC控制基础 知识
2020/11/21
数控机床PLC控制基础知识
5.1.1 数控机床PMC概述
PLC用于数控机床通常称之为可编程序机床控制器 PMC（Programmable Machine Controller）。 ❖数控机床的控制，由CNC和PMC协调配合共同完成。 ☺CNC主要完成哪些功能？ ☺PMC主要完成哪些功能？ CNC完成插补运算、译码、位置伺服控制等。 PMC完成工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开关等一 些辅助动作；它还接受机床操作面板的指令，一方面直 接控制机床的动作，另一方面将一部分指令送往CNC用 于加工过程的控制。
数控技术名词解释选择简答
填空题
1.数控机床一般由输入/输出装置、数控系统（CNC装置）、机床本体伺服装置_、_数控装置,等四部分组成。其中数控装置是数控系统的核心部分。
2.数控机床按加工路线分类可分为定位控制_、_直线控制和轮廓控制机床三类。
1.简要说明数控系统中PLC主要作用。1.主要作为
实现数控机床M、S、T的功
能；同时通过PLC接口，来协
调刀具轨迹和机床顺序动作的
控制。
2.数控机床主轴为何需要“准停”？如何实现准停？
优点:数控机床在加工中，为了实现自动换刀，使机械手准确地将刀具装入主轴孔中。刀具的键槽必须与主轴的键位在周向对准；在镗削加工中，退刀时，要求刀具向刀尖反方向，径向移动一段距离后才能退出，以免划伤工件，所有这些均需主轴具有周向准确定位功能即主轴准停功能
2.数控系统常用的两种基本插补功能是__ A．直线插补和圆弧插补_。
3.数控系统软件是根据C. NC机床的工作需求，由系统制造商编写的程序。
4.按数控系统的控制方式分类，数控机床分为：开环控制数控机床、C.半闭环控制数控机床、闭环控制数控机床。
5.计算机数控系统的基本流程是A.输入→译码→预处理→插补→位置控制→伺服电机：
3.数控机床与普通机床描述不准确的说法是（A.数控机床主轴可以实现无级变速，普通机床主轴不能实现变速）
4.数控机床的脉冲当量是指（D.每个脉冲信号使数控机床移动部件产生的位移量）。
5.滚珠丝杠预紧力一般为最大轴向负荷的（B.1/3）。
6.下列哪一种不是数控系统的组成部分？（B.机床本体
7．现代数控系统软件不能完成的功能是（C．速度控制）。
数控机床与数控原理复习题
数控机床与数控原理复习题1、数控机床按伺服系统控制方式分成哪几类，有什么区别？开环、闭环、半闭环开环控制系统：不带位置检测装置，根据控制介质上的指令信号，经控制运算发出指令脉冲，使伺服驱动元件转过一定的角度，并通过传动齿轮或滚珠丝杠螺母副使工作台移动或转动。
闭环控制系统：带有位置检测装置及反馈系统，检测装置安装在工作台上。
数控系统发出指令脉冲后，使伺服驱动电动机转动，通过齿轮、滚珠丝杠螺母副等传动元件带动机床工作台移动。
装在机床工作台上的位置测量元件测出工作台的实际移动量后，反馈到数控装置的比较器中与指令脉冲信号进行比较，并用比较后的差值进行控制。
若两者存在差值，则差值经放大器放大后，再控制伺服驱动电机转动，驱动工作台向减少误差的方向移动。
不断地输入信号，不断地比较，不断地向减少误差方向移动，直至差值为零时，工作台才停止移动。
半闭环控制系统：也带有位置检测装置及反馈系统，不同的是半闭环控制系统采用的是角位移检测装置，安装在伺服电机或丝杠端部，间接测量工作台的实际位移。
2、数控机床按机床控制功能分成哪几类，有什么区别？点位控制数控机床它的特点是只控制刀具相对于工件定位点的位置精度，不控制点与点之间的运动轨迹，在移动过程中刀具不进行切削。
点位直线控制数控机床它的特点是除了控制起点与终点之间的准确位置外，还控制刀具由一点到另一点之间的运动轨迹及移动的速度。
轮廓控制数控机床它的特点是能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行连续控制，不仅能够精确控制起点和终点坐标位置，而且能够对运动轨迹和运动速度进行严格的连续控制。
3、数控机床的规格和运动性能指标有哪些？（1）工作台面尺寸（2）行程范围和摆角范围（3）承载能力（4）主轴功率和进给轴扭矩（5）主轴转速（6）进给速度（7）控制轴数和联动轴数（8）刀库容量和换刀时间（9）机床重量和外形尺寸4、数控机床的精度指标有哪些？（1）定位精度（2）重复定位精度（3）分度精度（4）分辨率和脉冲当量5、数控机床的坐标轴判定方法和判定步骤？标准坐标系采用笛卡儿右手直角坐标法则。
数控机床的进给伺服系统概述
• 当步进电机励磁绕组相数大于3时，多相通电多数 能提高输出转矩。
• 所以功率较大的步进电机多数采用多于三相的励磁 绕组，且多相通电。
3、启动转矩Mq
AB C Mq
e
当电机所带负载ML<Mq时，电机可不失步的启动。
2、最高启动频率和最高工作频率
最高启动频率fg： 步进电机由静止突然启动，并不失步地进 入稳速运行，所允许的启动频率的最高值。 最高启动频率fg与步进电机的惯性负载J有 关。
故电动机的转速n为：
n f (r/s) 60 f (r/min) f ——控制脉冲的频率
mzk
mzk
SB-58-1型五定子轴向分相反应式步进电机。
• 定子和转子都分为5段，呈轴向分布；有16个 齿均匀分布在圆周上，
• 齿距=360º/16=22.5º；各相定子彼此径向错开 1/5个齿的齿距；
如按5相5拍通电，则步距角为：
4）电动机定子绕组每改变一次通电方式——称为一拍 5）每输入一个脉冲信号，转子转过的角度——步距角αº • 上述通电方式称为：三相单三拍。（三相三拍） • 单——每次通电时，只有一相绕组通电； • 双——每次通电时，有两相绕组通电； • 三拍——经过三次切换绕组的通电状态为一个循环； • 除此之外的通电方式还有： • 三相双三拍： AB—BC—CA—AB • 三相单双六拍： A—AB—B—BC—C—CA—A
第三节 数控机床的检测装置
1、检测装置的作用
• 检测装置是数控机床闭环伺服系统的重要组成部分 • 其作用是：检测位移和速度，发送反馈信号，构成
（1） 直线进给系统 已知：进给系统的脉冲当量δmm；步进电机的
步距角αº；滚珠丝杠的导程t mm；
求： 齿轮传动比 i。
PLC控制步进伺服电机实现定位的几种方法
在工业加工和生产过程中，机械自动化或半自动化加工要求精准定位，因此在系统中使用伺服电机。
PLC 是一种只应用于工业生产的控制型计算机，具有抗干扰能力强、体力较小、可靠性较高的优点。
使用PLC 控制伺服电机，可以实现高效率和高精度的定位。
1 精确定位系统的总体设计精准定位系统的结构如图1所示，为了使丝杆精准进给，AD/DA 转换模块、交流伺服电动机、触摸屏、可编程還辑控制器（PLC）、精密零件如滚珠丝杆等构成闭合环路控制系统，工作时紧密配合。
通过夹具、固定工作台、移动工作台相互协调，完成不同型号零件的夹紧工作。
图1 系统总体设计方框图2 PLC 高速脉冲输出控制步进伺服电机定位2.1 控制系统的工作原理步进伺服电机是一种高精度定位控制系统。
工业生产过程中，步进伺服经常与丝杆连接，实现将旋转运动转变为工作台的直线运动。
控制工作台的直线运动距离，只需要控制步进伺服电机的转速和角位移即可。
步进伺服电机是由PLC 高速脉冲指令控制，原理是通过脉冲，PLC 输出PTO/PWM 指令，输出高速脉冲。
通过驱动器，步进电机会将工作台移动到相应位置，完成精确定位。
运行过程中，脉冲数会受到传动速比、脉冲当量、步进伺服电机驱动器的细分数及脉冲频率等因素的影响。
图2为高速脉冲输出方式的位置图。
图2 位置控制原理图2.2 控制系统的设计方案货物仓储系统多采用直线型导轨。
步进伺服电机以直线型导轨的移动方式，将材料移至距离为200mm 的工作地。
该系统为了精准定位，采用混合式步进电机、步进伺服电机驱动器，PLC 型号为CPU226的PLC（包含Q0.1端子和Q0.0端子两个脉冲发生器）。
系统可以形成多段和单段两种流水线形式，因为PTO 功能可以排队输出多个脉冲串，而操作过程中需要根据工作需求采用PTO 功能。
步距角设定为0.9°/1.8°，将脉冲细分数调至4，以消除电机低频震荡和提高分辨率。
步进伺服电机定位需要经历三个过程：启动加速、恒速运行和减速运行。
数控维修理论试题及答案4
A 12V B 24V C 36V D 48V
4、CNC 系统中的 PLC控制器 B 显示器 C 微处理器 D 环形分配器
5、1952 年，（A ）成功地研制出一台（A ），这是公认的世界上第一台数控机床。
A、 美国麻省理工学院 数控铣床 B、 美国耶鲁大学 数控铣床
C、 美国麻省理工学院 数控车床 D、 美国空军部门 数控铣床
6、数控系统的（D）端口与外部计算机连接可以发送或接受程序。
A SR-323 B RS-323 C SR-232 D RS-232
答：数控机床加工的特点是：a) 加工精度高，产品质量稳定；b) 劳动生产率高；c)加工零件的适应性强，灵活性好；d)减轻工人劳动强度；e)生产管理水平提高。
数控机床的应用范围是：适用于品种变换频繁、批量较小，加工方法区别大且复杂程度较高的零件。
四、综合题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）
2)额定转矩 电动机在额定转速以下所能输出的长时间工作转矩。
3)额定转速 由额定功率和额定转矩决定，通常在额定转速以上工作时，随着转速的升高，电动机所能输出的长时间工作转矩要下降。
4)瞬时最大转矩 电动机所能输出的瞬时最大转矩。
5)最高转速 电动机的最高工作转速。
6)电动机转子惯量。
5、 请说明开环伺服系统与闭环伺服系统的精度分别与哪些因素有关？
答：开环伺服系统精度取决于步进电机的步距精度和工作频率以及传动机构的传动精度，难于实现高精度加工；闭环伺服系统精度理论上仅取决于测量装置的精度，消除了放大和传动部分的误差，间隙误差等的直接影响。
6、 数控机床加工的特点及应用范围。
大三数控机床填空题
填空题1、常用伺服驱动元件有___步进电机________、__直流伺服_______ ___、________交流伺服电机_。
2、数控机床按控制运动轨迹可分为（点位控制）、点位直线控制和（；轮廓）等几种。
按控制方式又可分为（开环）、（闭环）和半闭环控制等。
3、走刀路线是指加工过程中，（刀具）相对于工件的运动轨迹和方向。
4．数控机床主要由输入输出设备、数控装置、伺服系统和受控设备四部分组成。
5．数控机床按伺服系统分开环、闭环、半闭环和混合四类。
位置反馈系统的反馈信号取自机床工作台（或刀架）的伺服系统为闭环系统，其测量的内容是直线位移5、数控技术中常用的插补算法可归纳为脉冲增量插补法和数据采样插补法6.旋转变压器的工作方式有鉴相式工作方式、、鉴幅式工作方式。
6．以步进电机为驱动的伺服系统，其插补算法是脉冲增量法，如逐点比较法和数字积分法7、数控电火花线切割机床按电极丝运动方式分为_____快走丝_____、_____慢走丝______两种。
8·内装电机主轴(电主轴)的主要缺点是电机运转产生的振动和热量将直接影响到主轴9、数控机床按控制运动轨迹可分为________点位控制数控机床_、__直线控制数控机床_____和_____轮廓控制数控机床____。
10．CNC装置由硬件和软件两部分组成，软件在硬件的支持下工作11．自动换刀装置根据其组成结构可以分为转塔式自动换刀装置、无机械手式自动换刀装置和有机械手式自动换刀装置。
12．数控常用术语中，FMC的含义是柔性制造单元；FMS的含义是柔性制造系统；CIMS的含义是计算机集成制造系统数控机床最适用于加工复杂、高精、、尤其是单件小批量、多种批量零件。
13、为减少运动件的摩擦和消除传动间隙，数控机床___广泛采用塑料滑动_____导轨和_____滚动__导轨。
14．数控机床主要由这数控装置、伺服系统和机床本体三大部分组成15、我们平常所说的加工中心是____镗铣____类加工中心的简称。
数控技术期末复习题（4套%2C附答案）
数控技术期末复习题（4套%2C附答案）数控技术期末复习题⼀、填空题1、数控机床由输⼊输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈和机床本体组成。
2、数控装置是数控机床的核⼼。
它接受来⾃输⼊设备的程序和数据，并按输⼊的信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输⼊输出控制等功能。
3、数控机床分为开环控制的数控机床、闭环控制的数控机床、半闭环控制的数控机床。
4、数控编程的步骤：分析零件确定加⼯⼯艺过程、数值计算、编写零件加⼯程序、制作控制介质、程序校验和试切削。
5、数控机床坐标系确定顺序：Z-X-Y.。
6、数控机床中X尺⼨⼀般采⽤直径编程。
7、坐标平⾯指令：G17、G18、G19。
8、圆弧差补指令⽤R代替I、J、K值。
圆⼼⾓⼩于180度时，R 取正直。
9、数值计算内容：基点和节点计算、⼑位点轨迹计算、辅助计算。
10、CMC数控机床的功能分为基本功能和选择功能。
11、⼑补过程分为⼑补建⽴、⼑补运⾏、⼑补取消。
12、插补算法：脉冲增量插补、数据采样插补。
13、四个⼯作节拍：偏差判别、紧急计算、偏差计算、终点判别。
14、脉冲分配⽅法：电路分配法、软件分配法。
环形分配器的作⽤是将来⾃CMC的指令脉冲按⼀定的顺序送主电动机绕组的控制电路。
15、感应同步器是⼀种电磁式位置检测元件，按其结构特点⼀般分为直线式和旋转式。
前者⽤于直线位移测量，后者⽤于⾓位移测量。
16、丝杠螺母副可通过垫⽚调整、螺纹调整、齿差式调整来调整间隙。
⼆、名词解释1、基点：构成零件轮廓的不同⼏何素线的交点或切点称为基点。
基点可以直接作为其运动轨迹的起点或终点。
节点：当采⽤不具备⾮圆曲线插补功能的数控机床加⼯⾮圆曲线轮廓的零件时，在加⼯程序的编制⼯作中，常⽤多个直线段或圆弧去近似代替⾮圆曲线，这称为拟合处理。
拟合线段的交点或切点称为节点。
2、数控加⼯：数控加⼯:是利⽤⼀种能⾃动换⼑的数控铣铿床,即⼯件经⼀次装夹后能⾃动完成铣锉钻铰等多⼯序综合加⼯,综合加⼯机对原料作综合加⼯处理，得到所需形状。
数控机床PLC控制基础知识
5.1.1 数控机床PMC概述
PLC用于数控机床通常称之为可编程序机床控制器 PMC（Programmable Machine Controller）。
❖数控机床的控制，由CNC和PMC协调配合共同完成。 ☺CNC主要完成哪些功能？ ☺PMC主要完成哪些功能？ CNC完成插补运算、译码、位置伺服控制等。 PMC完成工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开关等一 些辅助动作；它还接受机床操作面板的指令，一方面直 接控制机床的动作，另一方面将一部分指令送往CNC用 于加工过程的控制。
独立型PLC的CNC系统
■
8
项目5 数控机床的PMC控制
5.1.2 数控机床PMC的信息传递
CNC、PLC和MT之间的信息传递：
X：由机床向PMC的输入信号（MTPMC） Y：由PMC向机床的输出信号(PMCMT) F：由NC向PMC的输入信号(NCPMC) G：由PMC向NC的输出信号(PMCNC)
■
22
项目5 数机床的PMC控制
③输出指令WRT 指令格式：WRT ○○○○.○ 地址号 位号
梯形图符号：
功能：将逻辑运算的结果输出到指定地址。
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23
项目5 数控机床的PMC控制
④取反输出指令WRT.NOT 指令格式：WRT ○○○○.○ 地址号 位号
梯形图符号：
功能：将逻辑运算的结果取反后输出到指定地址。
功能：串联一个常闭触点。
RD.NOT X0.0 AND.NOT X0.1 WRT.NOT Y0.1
■
26
项目5 数控机床的PMC控制
⑦逻辑或OR 指令格式：OR ○○○○.○ 地址号 位号
梯形图符号：
功能：并联一个常开触点。
数控机床电气控制与PLC7.数控机床进给控制系统
2）αi电源模块与伺服放大器的连接
FANUC进给伺服系统硬件连接
3）βiSV20 伺服放大器 接口图
4）βiSV伺服放大器的系统连接图
<再见>
项目七
数控机床进给控制系统
数控机床进给控制系统
数控系统发出的进给控制指令是通过进给伺服 放大器控制进给伺服电动机，实现速度和角度 的精确控制，利用伺服电动机拖动机械执行部 件，最终实现机床各进给坐标轴运动的速度和 位置的高精确控制。数控机床进给运动系统， 尤其是轮廓控制的进给运动系统，必须对进给 运动的位置和速度两个方面同时实现控制，与 普通机床相比，要求其进给系统有较高的定位 精度和良好的动态响应特性。
4）位置检测装置 数控机床的进给伺服系统根据有无检测元件可 分为开环控制系统和闭环控制系统。 开环控制系统使用步进电动机，没有反馈检测 元件，其控制精度很低。 闭环控制系统有检测元件，其控制精度高，根 据检测元件安装的位置不同又分为全闭环控制 系统和半闭环控制系统。
数控机床进给伺服系统要求
（1）位移精度高 伺服系统的精度是指输出量跟随输入量的精确 程度。伺服系统的位移精度是指指令脉冲要求 机床工作台进给的位移量和该指令脉冲经伺服 系统转化为工作台实际位移量之间的符合程度。 两者误差愈小，位移精度愈高。
数控机床进给伺服系统要求
（2）稳定性好 稳定性是指系统在给定外界干扰作用下，能在 短暂的调节过程后，达到新的或者恢复到原来 平衡状态的能力。要求伺服系统具有较强的抗 干扰能力，保证进给速度均匀、平稳。稳定性 直接影响数控加工精度和表面粗糙度。
数控机床进给伺服系统要求
（5）低速大扭矩 要求伺服系统有足够的输出扭矩或驱动功率。 机床加工的特点是，在低速时进行重切削。因 此，伺服系统在低速时要求有大的转矩输出。
数控机床PLC控制
于计算机通用语言又比较难掌握，因此，大部分编程方法
都采用梯形图法和指令语句表。
目前常用的PLC产品很多，不同厂家的PLC各种指标
可编程控制器的组成及工作方式
PLC实质是一种专用计算机，它的组成形式基本上与 微机相同，主要包括：
微处理器（CPU）、存储器、用户输入/输出部分、 输入/输出扩展接口、外围设备以及电源等。对于内装型 PLC，CPU、存储器、外围设备、电源等部分一般与CNC装 置共用。 1.PLC各个组成部分的功能如下： （1） CPU
常见的编程语言
1. 梯形逻辑图（LAD） 梯形逻辑图简称梯形图（ladder diagram 简写
为LAD）,它是从继电器-接触器控制系统的电气原理图 演化而来的，是一种图形语言，它沿用了常开触点、 常闭触点、继电器线圈、接触器线圈、定时器和计数 器等等术语和图形符号，也增加了一些简单的计算机 符号，来完成时间上的顺序控制操作。触点和线圈等 的图形符号就是编程语言的指令符号。
（4）采用内装型PLC结构，CNC系统可以具有某些高级控制功能。如 梯形图编辑和传送功能，在CNC内部直接处理大量信息等。
2. 独立型PLC
独立型PLC又称外装型或通用型PLC。对数控机床 而言，独立型PLC独立于CNC装置，具有完备的硬件结 构和软件功能，能够独立完成规定的控制任务。
独立型PLC具有如下特点： （1)独立型PLC具有如下基本的功能结构：
另一类是专业的PLC生产厂家的产品，它们的输入/输出信号 接口技术规范，输入/输出点数、程序存储容量以及运算和控制功 能均能满足数控机床的控制要求，称为“独立型”（Sdand-alone Type）PLC。
1.内装型PLC
内装型PLC从属于CNC装置，PLC与CNC装置 之间的信号传送在CNC装置内部即可实现。PLC 与数控机床之间则通过CNC输入/输出接口电路 实现信号传送：
PLC在数控车床系统点位控制中的应用
PLC在数控车床系统点位控制中的应用数控技术综合应用电子技术、计算技术、自动控制与自动检测,目前在许多领域尤其是在机械加工行业中的应用非常广泛。
数控系统按控制方式划分,有点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。
在进行机械加工时,数控系统的点位控制一般用在孔加工机床上。
其特点是,机床移动部件能准确控制移动部件的终点位置,但并不考虑其运动轨迹,在移动过程中刀具不切削工件。
一、数控系统的作用原理1. 将定位过程划分为脉冲当量不同的两个阶段要获得高定位速度,又要保证定位精度,可以把整个定位过程划分为两个阶段:粗定位阶段和精定位阶段。
这两个阶段均采用相同频率的脉冲控制步进电机,但采用不同的脉冲当量。
(1)粗定位阶段。
由于在点位过程中刀具不切削工件,因此在这一阶段,可采用较大的脉冲当量,如0.1mm/步或1mm/步,甚至更高。
例如步进电机控制脉冲频率为20Hz,脉冲当量为0.1mm/步,定位距离为120mm,则走完全程所需时间为1mm,这样的速度显然已能满足要求。
(2)精定位阶段。
当使用较大的脉冲当量,使刀具或工作台快速移动至接近定位点时,为了保证定位精度,换用较小的脉冲当量进入精定位阶段,让刀具或工作台慢慢趋近于定位点。
尽管脉冲当量变小,但由于精定位行程很短(可定为全行程的1/50左右),因此并不会影响到定位速度。
为了实现上述目的,在机械方面应采用两套变速机构。
在粗定位阶段,由步进电机直接驱动刀具或工作台传动;在精定位阶段,采用降速传动。
这两套变速机构的选用由电磁离合器控制。
2. 应用功能指令实现BCD码拨盘数据输入目前,较为先进的PLC不仅具有满足顺序控制要求的基本逻辑指令,还提供了丰富的功能指令。
如果说基本逻辑指令是对继电器控制原理的抽象提高的话,那么功能指令就是对汇编语言的抽象提高。
BCD码数据拨盘,是计算机控制系统中常用到的十进制拨盘数据输入装置。
拨盘共有0～9+个位置,每一位置都有相应的数字指示,一个拨盘可代表一位十进制数据。
数控系统中的PLC控制
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第一节 数控系统中的PLC
2.灵活性好 PLC通常采用积术式结构，便于将PLC与数据总线连接， 产品具有系列化、通用化，稍作修改就可应用于不同的控制 对象。
3.可靠性高
由于PLC针对恶劣的工业环境设计，在其硬件和软件方面 均采取了很多有效措施来提高其可靠性。在硬件方面采取了
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第一节 数控系统中的PLC
(3)编程器编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试、监 视以及运行应用程序的特殊工具，一般由键盘、显示屏、智 能处理器、外部设备(如硬盘/软盘驱动器等)组成，它通过通 信接口与PLC相连，完成人一机对话功能。
编程器分为简易型和智能型两种。简易型编程器只能在线
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第一节 数控系统中的PLC
内装型PLC的性能指标(如输入/输出点数、程序最大步数、 每步执行时间、程序扫描时间、功能指令数目等)是根据所从 属的CNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定的。其 硬件和软件都被作为CNC系统的基本功能与CNC系统统一设
计制造的。因此系统结构十分紧凑。
的各种变量转换成标准的逻辑电平信号，送入CPU处理。
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第一节 数控系统中的PLC
2. PLC的软件结构 在可编程控制器中，PLC的软件分为两大部分: · 系统监控程序:用于控制可编程控制器本身的运行，主要 由管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块，系统调用;
.用户程序:它是由可编程控制器的使用者编制的，用于控
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第一节 数控系统中的PLC
只要PLC接通电源，CPU就对用户存储器的程序进行扫描。 扫描从0000 H地址所存储的第一条用户程序开始，顺序进行， 直到存储器结尾或用户程序的最后一个地址为止，形成一个 扫描循环，周而复始。每扫描一次，CPU进行输入点的状态
数控机床PLC电气控制技术系统
数控机床PLC电气控制技术系统可编程控制器是在可编程程序逻辑控制器基础上发展而来，为避免与个人计算机的PC混淆，人们习惯用PLC代表可编程序控制器。
目前PLC有一体式和模块式两种形式，一体式是把PLC的电源，中央处理器单元（CPU）、储存器、一定数量的I/O做在一起，形成一个整体。
模块式PLC是由不同功能的模块组合而成，有电源模块、CUP模块、数字输入模块、数字输出模块、模拟输入模块、模拟输出模块、通信模块、定位模块、计数模块等，与机床电路进行有机结合，就成为了自动数字化控制机床电路。
现在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，还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，例如控制开关、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。
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，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。
作者基于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，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。