基于plc的单轴数控运动系统
基于PLC的单轴控制系统的设计论文
机电一体化专业课课程设计说明书题目：基于PLC的单轴控制系统的设计目录第一章课程设计的目的1第二章设计参数容、要求与分工安排1第三章液压系统简介2第四章明确液压系统的设计要求3第五章液压系统工况分析45．1 运动分析45．2 负载分析45．2．1阻力计算45．3各个工作阶段速度与时间段的确定4第六章机械系统参数计算与选型56．1导轨的基本要求56．2导轨的分类66．2．1滑动导轨与滚动导轨的特点66．2．2滚动导轨的结构特点66．3导轨的计算选型86．3．1精度86．3．2初步确定导轨负载86．3．3初选导轨96．3．4导轨校核106．4 活塞杆最小导向长度12第七章确定液压系统的主要参数137．1确定液压缸工作压力137．2确定缸筒径D，活塞杆直径d137．3液压缸实际有效面积计算147．4最低稳定速度验算147．5计算液压缸在工作循环中各阶段所需流量14 7．6液压系统图157．6．1拟定液压系统原理图157．6．2绘制液压系统原理图167．6．3系统工作循环表177．6．4液压工作原理177．7液压元件的选择187．7．1确定液压泵的流量、压力和液压泵的规格187．7．2液压阀的选择197．7．3确定管道尺寸207．7．4液压油箱容积的确定20第八章液压系统的验算208．1压力损失的验算218．1．1工作进给时进油路压力损失218．1．2工作进给时回油路的压力损失21228．1．3变量泵出口处的压力Pp8．1．4快进时的压力损失228．2系统温升的验算238．3液压系统的注意事项23第九章 PLC控制部分249．1 PLC的主要特点249．2 硬件的设计259．2．1 PLC的选择259．2．2 PLC外部接线图259．2．3 操作面板259．3梯形图的设计26第十章设计小结26参考文献27附录128附录229附录330附录431附录532附录633附录735附录836第一章课程设计的目的通过专业课学习后进行综合性实践性教学环节，总的目的是在老师的指导下，使我们通过课程设计，对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查复习和提高。
基于PLC的数控机床控制系统设计
基于PLC的数控机床控制系统设计数控机床是现代制造业中的核心设备之一，其在工业生产中的自动化程度非常高，能够实现高效、高精度的加工。
而PLC（可编程逻辑控制器）作为一种广泛应用于工控领域的专用计算机，其稳定性和可靠性非常高，适用于数控机床控制系统的设计。
硬件设计方面，首先需要选定适用于数控机床控制的PLC，一般推荐选择功能强大、性能稳定的工业级PLC。
其次，需要根据实际应用需求选择适配的输入输出模块，用于与机床的各个传感器和执行器进行连接。
然后，根据数控机床的运动结构，选择合适的电机驱动器和编码器等设备。
最后，需要设计数控机床的操作面板，用于人机交互，包括显示屏、按钮、旋钮等。
软件设计方面，PLC的控制程序需要通过编程语言进行编写，常用的编程语言包括梯形图、指令表、结构化文本等。
在编程中，首先需要实现数控机床的各种基本功能，例如：自动进给、自动下刀、自动换刀等。
然后，针对具体的加工要求，编写相应的加工程序，包括工件的坐标系设定、刀具半径补偿、切削速度设定等。
此外，还需要编写相应的报警和故障处理程序，以保证数控机床的安全运行。
设计完整的基于PLC的数控机床控制系统后，还需要进行相应的调试和测试。
通过连接各个部件，验证控制逻辑是否按预期工作，检查机床运动是否平稳、精确。
在测试过程中，还需要模拟各种异常情况，如断电、通信异常等，确保系统能够正确处理这些异常情况，保证机床的安全性和可靠性。
总之，基于PLC的数控机床控制系统设计需要考虑到硬件和软件两个方面，确保系统功能完善、稳定可靠。
通过合理的硬件设计和编写高效的控制程序，可以实现数控机床的自动化加工，提高生产效率和产品质量。
PLC与交流伺服在单轴控制系统中的应用
图 ２ 程 序 运 行 中的 监 控 画 面
（２）其他窗 口和界面。除路 口信号监控外 ，为保 证系统可靠运行 ，还设计 了系统报警窗 口。系统可在 报警变量超出预设值时 ，弹 出报警窗 口，显示报警信 息 ，方便操作人员检查故障 ，维护系统。
另外 ，利用组态王为系统提供的实时报告 ，可应 用历史数据利用 Ｒｅｐｏｒｔ０函数 ，生成 固定格式 的历史 记录报告 。系统可根据统计报告 ，决策多个路 口的投
（４）机 械减 速 比为 ７２×２＝１４４；
（５）伺服脉冲与直线位移的关系。伺服电机 １转
２ 系统硬件设计 和技术性能
经 机 械减 速后 对 应 丝 杆 １／１４ 转 ，因丝 杆 螺 距 为 ２４ ＩＴｌｌｎ，所 以丝杆 １转对应直线位移 ２４ ｎｌｉｎ。最终 ，伺
２．１ 硬 件设 计 （１）ＰＬＣ的选 用 。 ＣＰＵ单元 ＡｌｓＪＣＰｕ—Ｓ３； 输入模块 Ａ１ＳＸ４２ ６４点；
表 １ 交 流 伺 服 系统 数 据 表
交流伺 服驱动器 型号 ＡＳＣ－［５０
交流伺服 电机 型号 ＡＳ ．４５
主回路输入电压 ＡＣ ２２０Ｖ 功率 ４．５ ｋＷ
控制电压 ０ ±１０Ｖ
额定转矩 ３０Ｎ·ｍ
额定转速 ２ＯＯＯ ｒ／ｒａｉｎ
最大转矩 ９５Ｎ·ｍ
可驱动容量 ４．５ ｋＷ Fra bibliotekＳＡ４
Ｘ５７ 暂停 ，Ｘ５７为 １ Ｘ５７为 ０
ＺＤＡ
Ｘ５８ 正向点动 。Ｘ５８为 １ Ｘ５８为 ０
ＦＤＡ
Ｘ５９ 反向点动 ，Ｘ５９为 １ Ｘ５９为 ０
３ 控 制 系统 的设计 与实现
＜装备制造技术）２０１２年第 ４期
基于PLC的小车运动控制系统设计
长沙学院CHANGSHA UNIVERSITY 专业综合设计报告系部：专业年级班级：学生姓名：学号：成绩评定：（指导教师填写）2014年1 月2010届电气专业综合设计任务书系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化学生姓名指导教师课题名称基于PLC的小车运动控制系统设计内容及任务一、设计内容小车以慢速左行（右行）5s后稳定，稳定后速度变为快速。
其中，当小车到达左限位（右限位）时，小车向相反的方向运行，如此往返运行。
而且，在稳定后能实现小车高低速、左右行的自由切换。
同时，当按下停止按钮，电机不管出于任何运动状态，都必须立即停止。
二、设计任务1、确定PLC的输入设备（包括按钮、行程开关等）、输出设备（包括接触器线圈、指示等），选择电器元件型号，列出明细表。
2、对PLC的输入输出通道进行分配，列出I/O通道分配表（包括I/O编号、设备代号、设备名称及功能），画出I/O接线图。
根据工艺要求，将所需的定时器、计数器、辅助继电器等也进行分配。
3、画出功能表图；4、进行PLC控制系统的软件设计，画出梯形图。
对编制的梯形图进行调试，直到满足要求为止。
长沙学院课程设计鉴定表企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得生产物的输送成为生产物流系统中的一个重要环节。
运料小车自动控制正是用来实现输送生产物的控制系统，随着PLC的发展，国外生产线上的运输控制系统非常广泛的采用该控制系统，而且有些制造厂还开发研制了出了专用的逻辑处理控制芯片，我国的大部分工控企业的小车自动控制系统都是从外引进的，成本高，为了满足现代化生产流通的需要，让PLC技术与自动化技术相结合，充分的利用到我国的工控企业生产线上，让该系统在各种环境下都能够工作，而且成本低，易控制，安全可靠，效率高。
本设计在分析小车自动控制系统的结构和工作基本过程的基础上，介绍了基于PLC的小车自动控制系统的设计过程，详细阐述了系统的硬件和软件设计。
给出了控制系统主电路接线图、PLC硬件接线图、指令表、梯形图等。
基于PLC和交流伺服的单轴控制系统
基于PLC和交流伺服的单轴控制系统引言经过几十年的发展，交流伺服技术日臻成熟，性能不断提升，已成为工业自动化领域的支撑性技术之一，广泛应用在数控机床、纺织机械、自动化流水线等领域。
在这些领域中，通过控制伺服电机旋转来带动工作台移动的应用较为常见。
本文介绍一种符合工业应用要求的单轴控制系统，系统主要由触摸屏、可编程控制器、伺服电机和配套伺服驱动器组成。
其中，触摸屏作为人机界面，可实现对系统的实时监控，操作方便。
为保证主从PLC 间的数据通信，系统加入了Profibus—DP 协议。
文中对系统的硬件选型、接口和程序设计做了较为详细的阐述。
实验证明该系统符合设计要求，有较好的工程应用价值。
1 系统设计要求与硬件选型在该系统中，滚珠丝杠、导轨和伺服电机组成传动装置。
工作台由导轨支撑，安装在滚珠丝杠上，丝杠经联轴器与伺服电机转子相连接，实现将电机的旋转运动转为工作台的直线运动。
系统工作过程中设有如下要求：设计工作台具有自动和点动两种工作模式，自动模式下，能通过触摸屏参数输入窗口设置工作台移动值，要求每单位输入对应工作台移动1 mm：点动模式下，可通过触摸屏或现场左右点动控制按钮，手动控制工作台移动。
两种模式运行时，触摸屏端相应工作模式指示灯点亮。
系统应设有紧急停止功能，以保证系统运行安全。
系统硬件部分选型如下：普通PC：西门子S7-300(CPU315—2DP)和S7—200(CPU224 晶体管)PLC：西门子TP177B color PN／DP 5．7 英寸彩色液晶触摸屏：珠海运控60BL3A20—30H 交流伺服电机，电机额定输出功率200W，额定线电流1．3A，额定线电压119．8V，额定转矩0．637 Nm，额定转速。
基于PLCopen的数控机械控制器分析
基于PLCopen的数控机械控制器分析摘要：文章简单说明了基于PLCopen的数控机械控制器的总体设计思路，并从基于PLCopen的数控机械控制器设计关键点、Visual C++环境下PLCopen运动控制的实现、PLCopen运动控制库的设计与实现、典型数控机械的实现这几方面入手，着重阐述了基于PLCopen的数控机械控制器设计方案与实现要点，以期为相关工作人员展开数控机械控制器优化开发项目实践中提供一些借鉴。
关键词：PLCopen；数控机械控制器；运动控制库引言：为提升数控机械控制系统的灵活性、通用性，强化其运行效率以及使用便捷程度，可以应用PLCopen这种新技术理念落实对数控机械控制器的设计，更新开发设计方案。
一、基于PLCopen的数控机械控制器的总体设计思路在开发设计PLCopen运动控制功能块的实践中，可以应用IEC 61141-3内FBD语言完成编程，引入“Look and feel”设计理念，设定其中的主要内容包括输入变量、输出变量、内部运动控制算法、功能块标识等等。
定义各个功能模块，即定义各个以PLCopen运动控制功能块标识的衍生数据，结合具体运动控制功能，完成对输入变量以及输出变量的确定。
对于PLCopen运动控制功能块而言，运动控制算法为该功能块的功能核心，一般情况下，该部门普遍针对用户进行隐蔽，落实了封装，而在实际的使用期间，用户可以单纯结合自己的控制需求选取相对应的功能模块，结合对应输出与输入量的计算，即可实现所需功能。
切实参考基本数据类型、类属数据库类型、导出数据库类型完成对PLCopen运动控制库类型的确定。
在进行PLCopen运动控制库的开发设计期间，需要重点把握的数据主要有以下几种，即：运动控制相关数据、轴与轴组相关数据、运动参数相关数据。
其中，对于轴与轴组相关数据而言，最为常见的类型包括AXIS_RFE以及AXES_GROUP_RFE，保证相应数据类型贯穿于整个设计方案，其他数据类型能够直接或是间接的为该数据提供服务[1]。
基于PLC的伺服系统的运动控制系统设计
基于PLC的伺服系统的运动控制系统设计本文没有目录。
II引言本文介绍了一个运动控制系统，该系统可以实现对伺服电机的精确控制。
该系统由安装台面、XY伺服轴和旋转工作盘三部分组成。
通过个人计算机与PLC通讯输入运行程序，设定运行参数后，QD75P2系统模块控制伺服放大器的输出，之后伺服放大器给伺服电机输出信号，伺服电机反馈信号到伺服放大器，从而驱动跟踪圆盘上的磁珠转动。
III运动控制系统运动控制(nControl)通常是指在复杂条件下,将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动，实现机械运动精确的位置控制、速度控制加速度控制、转矩或力的控制。
电气运动控制是由电力拖动发展而来的,电力拖动或电气传动是对以电动机为对象的控制系统的通称。
从电力拖动开始,经历四十多年的发展过程,现代运动控制已成为一个以控制理论为基础，涵盖电机技术、电力电子技术、微电子技术、传感器检测技术、信息处理技术、自动控制技术、微计算机技术和计算机仿真和辅助制造技术等许多学科,且多种不同学科交叉应用的控制技术。
IV运动控制系统的构建该系统由两工位运动控制系统组成：2套伺服放大器及伺服电机、QD75系统模块、变频器、三菱可编程序控制器、触摸屏等组成。
构建“PLC+伺服放大器+伺服电机+触摸屏”的运动控制系统。
运动控制系统多种多样,但从基本结构上看,一个典型的现代运动控制系统的硬件主要由上位计算机、运动控制器、功率驱动装置、电动机、执行机构和传感器反馈检测装置等部分组成。
其中的运动控制器是指以中央逻辑控制单元为核心,以传感器为信号敏感元件,以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置。
它的主要任务是根据运动控制的逻辑、数学运算,为电机或其它动力和执行装置提供正确的控制信号。
V系统组成安装台面、XY伺服轴、旋转工作盘三大部分构成了运动控制模型。
图中上端为XY十字工作台（伺服电机控制），考虑到机械强度的问题，Y轴有两个平行轴固定，其中左侧的为主动驱动轴，右侧为从动轴；X轴平面装有霍尔传感器；上方为旋转工作台，工作盘由交流电机（电机的速度由变频器控制）带着转动工作时，在工作盘放入磁钢，当工作盘转动时，X轴上部安装的传感器须一直能够对应到磁钢（XY轴随动，传感器保持检测到磁钢而不脱开）。
基于PLC高速计数特殊模块在单轴数控装置中的应用
巧 哪、 ON* o F 时 3 娜 的高速响应时间。 0 它所产
生的高速时钟脉冲，输出给采用高频恒流斩波脉宽
调制驱动方式的中小功率驱动器BQs一 ， 1 2 由驱动器 BQS一 驱动步进电机、 1 2 进而由步进电机带动数控装
置的单轴旋转。脉冲发生器 ( 如选用 10 线的编码 0
Z PLC 主机与特殊功能模块组成的单元
控制系统
接在 Fx Z N其本单元右边扩展总线上的特殊功 能模块，从最靠近基本单元的那一个开始顺序编号 为 0一7 号. 如图 1 所示。
4 FX州 IHC 在单轴数控装置系统中的应 一
用实例与原理
应用Fx Z 一 高速计数模块可以在电梯控制、 N IHC
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引言
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由于现代工程控制对象的多样性、复杂性，仅 用 P C 主机已不能完全解决问题。但利用 P C 的 L L 特殊功能模块与PLC 主机组成单元控制系统， 则可 使其功能变得全面而强大。 本文主要就PL 中的高 C 速计数模块 HC 在单轴数控装置中的实际应用进行 分析， 便我们更好地了 以 解Hc ( 以F Z IHc 为例) x N 的性能特点与用途口
P E 电力电子
基于 PLC 高速计数特殊模块
在单轴数控装置 中的应 用
王少华’ 唐 进 ’ 刘红武 ’
( 1， 湖南生物机电职业技术学院，长沙 410126; 2 郴州市第一人民医院总务科，湖南 郴州 423叹 洲 刃) 摘要 本文主要介绍了 利用P c 高 L 速计数特殊功能 模块在单轴数控装置中的 控制应用实 例，
一种基于PLC的单轴运动控制器_闫砺锋
一种基于PLC的单轴运动控制器闫砺锋，张春雷，刘荣忠，石华刚（四川大学制造科学与工程学院，四川成都610065）摘要：介绍了一种用PLC作为控制单元的单轴控制器。
这种单轴控制器具有成本低、控制灵活、开发简单的特点，特别适用于自动生产线。
关键词：自动控制；PLC；单轴控制器在工业自动化控制中，经常会有关于单轴运动控制问题。
解决此类问题的方案一般用工控机、单片机或专用的单轴控制器做控制单元。
用工控机或专用单轴控制器作控制单元成本偏高，而用单片机作控制单元开发周期较长。
现提出一种基于PLC的单轴运动控制器的解决方案。
其控制部件采用可编程逻辑控制器PLC。
这种方案的成本较低，而且硬件工作量小、开发周期短。
是一种比较可行的方案。
1 方案设计目前，运动控制的执行电机多用步进电机或交流伺服电机。
早期的交流伺服系统是用模拟信号进行控制。
为了便于数字化控制，许多厂家都相继推出数字式的交流伺服系统。
它和步进电机一样，也是接收脉冲和方向信号工作。
多数厂家生产的PLC都具有脉冲输出功能，可以用作单轴控制器的控制单元。
现以松下FP0系列PLC（FP0-C16T，8入8出）为例介绍这种基于PLC的单轴控制器的工作原理，如图1所示。
图1 单轴控制器原理示意图在图1中，PLC控制步进或交流伺服电机通过丝杠螺母带动工作台做左右运动。
PLC各输入、输出点定义如下：X0：原点接近开关。
X1：减速接近开关。
当返回到原点附近时，PLC先接X0，电机停止运转。
X2：左移启动信号。
PLC接收到该信号后，以给定频率发出给定数量的脉冲（频率及脉冲数由软件给定），从而控制电机带动工作台以给定速度向左移动到给定距离。
X3：右移启动信号。
与X2类似，工作台此时向右移动。
X4：左移点动信号。
PLC接收到该信号以后工作台向左点动前进，用于对工作台的初始位置调整。
X5：右移点动信号。
与X4类似，工作台此时向右运动。
X6：复位（回原点）。
PLC接收到该信号后，控制工作台返回原点。
基于S7-1200 PLC的数控机床工作台运动监测系统研究
基 金项 日： 国家 自然科学基金 （ ｏ １７ １４ ； Ｎ ． ０４ ３）上海财经大学 “ｌ工程” ６ ２１ 三期 重点 学科 建设项 目； 上海财经大学研 究生科研 创新基
金项 目（ ．ＸＪ一０ ３ ２ 。 Ｎｏ Ｃ Ｊ２ ．５ ） １ ０
ＬＩ Ｚｈｏｕ ｎｇ ｐｉ ，ＨＡＮ ｎｇ ｉ Ｍ ｏ ｌｎｇ ｅ ｏｌ ｔｏ ｏｆｃ ｍ ｐｌｘ ｔ ａ ｐＯ ｔ ｔ０ ｎｅ ｗｏ ｋ ｄｒｖｅ ｔ ｏ ｋｓｆｏｗ． Ｊｉ ｔ． ｄｅｉ ｖ ｕ ｉ ｎ ｏ ｅ ｒ ｎｓ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｒ ｓ ｉ ｎ ｂｙ ｎｅ ｗ ｒ ｌ
Ｃｏ ｕｅ ｎ ｉｅｒｎ ｎ ｐｉａｉｎ ， ０ ２ ４ （４ ：５１ ． ｍｐ ｔｒ ｇｎ ｅｉｇａ ｄＡｐ ｌ ｔ ｓ２ １ ， ８ ２ ） １ －９ Ｅ ｃ ｏ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｓｏ ｅｍｅ ｈａ ｉｍ ｅ ｉ ｎｏｆｎ ｔ ｒ ｏ ｏｌｇ ａ ｄ ｗｅｇ ｔｄ ｎ ｍｉａ ｖ ｌ ｔｏ ， ｈ ｒ ｄ ｔｏ ａ ｖｏ ｔ ａ ｔ ｎｔ ｍ ｆｔ ｃ ｎ ｓ ｄ ｓｇ ｅｗｏ ｋ ｔ ｐ ｏ ｙ ｎ ｉ ｈ ｙ ａ ｃ ｌ ｏ ｕ ｉ ｎ ｔ ｅｔａ ｉｉ ｎ ｌ ｅ ｈ ｅ ｅ — ｌ ｔｏ ｄｅ ｏ ｐ ｅ ｔ ｏ ｋ ｄｏ ｓ ｔｔ ｋ ｎ ｏ ａ ｃ ｕｎ ｈ ｅｗｏ ｋ ｆｏ ’ｄ ｉ ｎ ｕ ｔｏ ｏ ｅ ｏ ｕ ｉ ｎ ｏ ａ — ｕ ｉ ｎ ｍｏ ｌｏｆｃ ｍ ｌｘ ｎｅｗ ｒ ｅ ｎ’ ａ ｅ ｉｔ ｃ ｏ ｔｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｗ ｌ ｒｖｉｇ ｆ ｎｃｉ ｎ ｔ ｖ ｌ ｔｏ ｆｔ ｎｓ ｒ ｐ ｒａｉ ｎ ｎ ｔ ｏ ｋ．Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｉｔｏ ｕ ｅ ｈ ｙ ｍｉ ｙｓｅ ｏｆｎｅｗ ｏ ｋ ｆｏ ａ ｄ ａ ｌ ｅ ｈｅｒ ｌ ｌｙｅ ｙ ｔｒ ｅ ｏ ｔｔｏ ｅ ｗ ｒ ｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓｔ ｅ ｄ ｎａ ｃ ｓ ｔ ｍ ｔ ｒ ｗ ｎ ｎａｙｚ ｓｔ ｏ ｅ ｐ ａ ｄ ｂ ｈ ｅ ｌ ｆ ｃｏ ｓ ｉ ｈ ｒ ｃ ｓ ｆｅ ｏ ｕ ｉ ｎ ｏ ａ ｓ ｏ ｔｔｏ ｅ ｏ ｋ ｉｈ ｒ ｃ ｌ ｒ ｗｔ ｆｎ ｔ ｏ ｋ ｆｏ ａ ｔ ｒ ｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｖ ｌ ｔｏ ｆｔｎ ｐ ｒａｉ ｎ ｎ ｔ ｒ ｗｈ ｃ ａ ｅ ｓ ａ ｅ ｇ ｏ ｈ ｏ ｅ ｒ ｗ ｗ ｒ ｌｗ，ｃ ｎｓ ａｎ ｓ ｏ ｏ ｔ ｉ ｔ ｆ ｒ ｓ ａ ｉｌｄ ｓａ ｅ ａ ｏ ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｅ ｈ ｎｉｍ ｓ ｄ ｏ ｈ ｒｅ ｔｐ ｔ ．Ｉ ｎ ｈａ ｈ ｓ ｈ ｅ ａ ｔ ｒ ａ ｔｃ ａ ｇ ｐ ｔａ ｉｔｎｃ ｎｄ ｆ ｗ ｉｔｉ ｕ ｉ ｎ ｍ ｃ ａ ｓ ｂａ ｅ ｎ ｓ ｏ ｓ ａ ｈ ｔｆ ｄｓｔ ｔｔ ｅ ｅｔ ｒ ｅ ｆ ｃｏ ｓｃ ｎ’ ｈ ｌ ｔ ｉ ｎ ｅ
PLC在单轴数控中的定位应用
PLC在单轴数控中的定位应用作者：齐继宝来源：《中国集体经济·上》2011年第01期摘要：文章介绍了利用PLC的高速计数功能及PLSR和PWM等应用指令，构建闭环控制系统模型，实现单轴数控的精确定位功能，分析了控制系统的基本原理，并编制了系统控制程序，具有实际应用意义。
关键词：单轴定位；PLC；高速计数；功能指令许多工作在自动生产线上的机械手，要求机械机构能够精确、可靠地定位在预定的位置上。
在这类系统中，轴定位的精度问题成为产品开发的关键。
通常的轴定位，是指运动轴移动的位置，由计算模块得出速度时间理论图。
一般情况下，定位开始时以V0速度匀速移动一段脉冲距离，再以V0+Δv的匀速移动一段脉冲距离，以此类推一直加速到最大速度Vmax，稳定动作阶段以Vm速度移动某个脉冲距离，然后采用与加速阶段相反的顺序减速运行，最后速度变为0，结束定位动作。
本文选用PLC作为步进电机驱动运动系统的控制核心，展现利用PLC的高速计数功能实现位移的闭环检测反馈控制，同时利用PLC的PWM和PLSR功能指令来实现步进电机的自动加减速等功能，能较好地实现精确定位控制系统。
一、PLC控制步进电机运动系统的单轴数控装置.要实现轴定位的精确控制，首先，需要构建闭环控制系统模型，并对轴定位系统的执行机构进行输出监控，在使用作为主控单元的控制系统中，可以利用PLC的高速计数功能读取和电机同步的编码器发出的高速脉冲信号，并对之进行计数，根据预定脉冲数和实际脉冲数的反馈，具有高速脉冲输出功能的PLC可向步进电机发出相应脉冲，从而实现步进电机的闭环控制。
二、控制程序流程图单轴定位闭环控制程序流程图如图1所示。
三、I/O电气接口图电气接口如图2所示，PLC采用晶体输出方式的FX2N---32MT，Y0通过PWM和PLSR 指令输出脉冲，连接步进电动机的功率放大驱动器，可以控制电机转速。
Y1控制电机转动的方向。
YGM-40φ型圆光栅编码器产生的信号是1组高速脉冲信号，连接到PLC内部高速计数器C238、C239的输入口X3、X4上，反馈电机接受的脉冲数。
运动控制综合实训总结
运动控制综合实训总结一、前言运动控制综合实训是机械工程专业的一门重要课程，通过该课程的学习，可以让学生深入了解运动控制系统的原理及应用，提高其实践能力和创新能力。
本文将对我在运动控制综合实训中所学到的知识和经验进行总结。
二、实验内容1.基于PLC控制的单轴伺服系统设计本次实验旨在通过使用PLC编程语言对单轴伺服系统进行控制，从而达到对电机转速、位置等参数进行精确调节的目的。
在该实验中，我们需要完成以下任务：（1）掌握PLC编程语言的基本语法和程序设计流程；（2）熟悉伺服电机驱动器和编码器等相关硬件设备；（3）完成伺服电机转速和位置控制等功能。
2.基于PC机控制的多轴步进电机系统设计该实验主要是通过使用PC机来对多轴步进电机系统进行控制，从而达到对多个电机同时运行或者按照特定顺序进行运行的目的。
在该实验中，我们需要完成以下任务：（1）学习并熟悉PC端软件开发环境；（2）掌握多轴步进电机控制的原理和应用；（3）完成多个步进电机的同时或者顺序运行等功能。
3.基于DSP控制的直线运动系统设计该实验主要是通过使用DSP芯片来对直线运动系统进行控制，从而达到对系统位置、速度等参数进行精确调节的目的。
在该实验中，我们需要完成以下任务：（1）学习并熟悉DSP芯片的编程语言和开发环境；（2）了解直线运动系统中相关硬件设备如电机、传感器等；（3）完成直线运动系统位置、速度等参数调节。
三、实验经验与收获1.团队协作能力得到提高在实验过程中，我们需要分工合作，共同完成实验任务。
通过合理分配任务和密切配合，我们成功地完成了实验任务。
这不仅提高了我们的团队协作能力，还让我们更好地理解了“团队合作”的重要性。
2.技术能力得到提升在本次实践过程中，我们不仅学习了理论知识，还亲手操作了各种设备，并且进行了大量的调试工作。
通过这些操作和调试过程，我们不断地摸索和尝试，最终成功地完成了实验任务。
这不仅提高了我们的技术能力，还让我们更好地理解了理论知识的应用。
3uplc单轴运动控制系统课程设计报告
3uplc单轴运动控制系统课程设计报告1. 引言本报告对3uplc单轴运动控制系统进行设计和分析，并提供详细的实施计划和方案。
课程设计旨在增强学生对运动控制系统的理解和应用能力。
2. 设计目标本课程设计的目标是使用3uplc单轴运动控制系统实现单轴的精确定位和运动控制。
具体目标包括： - 设计一个能够控制单轴位置的闭环控制系统 - 实现单轴的快速、稳定的位置控制 - 验证系统的性能和精度3. 设计方案概述本次课程设计的设计方案概述如下所示： 1. 硬件设计：选择适当的伺服电机和驱动器，并设计相关的传感器和接口电路 2. 软件设计：开发控制算法、运动控制程序和人机界面等软件部分 3. 系统集成：将硬件和软件进行集成，并进行系统调试和优化 4. 性能评估：测试系统的性能，并分析系统的精度和稳定性4. 硬件设计在硬件设计方面，需要选择合适的伺服电机和驱动器，以及设计相关的传感器和接口电路。
具体的设计步骤包括： 1. 确定运动要求：根据实际需求确定单轴的运动范围、速度和精度等参数 2. 选择伺服电机：选择适合的伺服电机，考虑其转速、扭矩和尺寸等特性 3. 选择驱动器：选择与伺服电机匹配的驱动器，考虑其电压、电流和控制方式等 4. 设计传感器接口电路：设计合适的传感器接口电路，包括位置传感器和速度传感器等5. 软件设计软件设计是3uplc单轴运动控制系统中的核心部分，包括控制算法、运动控制程序和人机界面等。
软件设计的步骤如下： 1. 控制算法设计：选择合适的控制算法，如PID控制算法，并进行参数调整和优化 2. 运动控制程序设计：编写运动控制程序，实现精确定位和运动控制功能 3. 人机界面设计：设计用户友好的人机界面，方便用户对系统进行操作和监控6. 系统集成系统集成是将硬件和软件进行集成的过程，包括硬件的安装调试和软件的加载和配置等。
具体步骤如下： 1. 安装硬件模块：将选择的伺服电机、驱动器和传感器等硬件模块进行安装和连接 2. 软件加载和配置：将开发好的软件加载到相应的控制器中，并进行相应的配置和参数设置 3. 系统调试和优化：对集成后的系统进行调试和优化，确保系统正常运行和达到设计要求7. 性能评估在系统集成完成后，需要对3uplc单轴运动控制系统进行性能评估，包括系统的精度、稳定性和响应速度等。
《2024年基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》范文
《基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，机械手运动控制系统在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
为了提高生产效率、降低人工成本以及提高产品质量，基于PLC（可编程逻辑控制器）的工业机械手运动控制系统设计成为了研究的热点。
本文将详细介绍基于PLC的工业机械手运动控制系统的设计，包括系统架构、硬件设计、软件设计以及系统测试等方面。
二、系统架构设计基于PLC的工业机械手运动控制系统主要由机械手本体、传感器、PLC控制器、上位机等部分组成。
其中，PLC控制器作为核心部件，负责接收上位机的指令，控制机械手的运动。
整个系统采用分层结构设计，包括感知层、控制层和应用层。
感知层通过传感器获取机械手的状态信息；控制层通过PLC控制器对机械手进行精确控制；应用层则负责与上位机进行通信，实现人机交互。
三、硬件设计1. 机械手本体设计：机械手本体包括手臂、腕部、夹具等部分，根据实际需求进行设计。
在设计过程中，需要考虑到机械手的运动范围、负载能力、精度等因素。
2. 传感器选型与布置：传感器用于获取机械手的状态信息，包括位置传感器、力传感器、速度传感器等。
选型时需要考虑传感器的精度、可靠性以及抗干扰能力。
布置时需要根据机械手的实际结构进行合理布置，以确保能够准确获取机械手的状态信息。
3. PLC控制器选型：PLC控制器是整个系统的核心部件，选型时需要考虑到控制器的处理速度、内存大小、I/O口数量等因素。
同时，还需要考虑到控制器的可靠性以及与上位机的通信能力。
4. 电源与接线设计：为了保证系统的稳定运行，需要设计合理的电源与接线方案。
电源应采用稳定可靠的电源，接线应采用抗干扰能力强的电缆，并合理布置接线位置，以减少电磁干扰对系统的影响。
四、软件设计1. 编程语言选择：PLC编程语言主要包括梯形图、指令表、结构化控制语言等。
在选择编程语言时，需要考虑到编程的便捷性、可读性以及系统的运行效率。
3uplc单轴运动控制系统课程设计报告
3uplc单轴运动控制系统课程设计报告篇一：摘要：本课程设计报告旨在设计一个基于3uplc单轴运动控制系统的控制方案。
首先，对3uplc单轴运动控制系统的结构和原理进行介绍，包括系统的硬件和软件组成。
然后，详细讨论了系统的控制策略和算法，包括位置控制、速度控制和力控制。
接着，进行了系统的建模和参数调整，以实现良好的控制性能。
最后，通过实验验证了所设计的控制方案的有效性和稳定性。
1. 引言3uplc单轴运动控制系统是一种常用的工业自动化控制系统，广泛应用于机械加工、装配线和物流等领域。
该系统主要由运动控制器、执行器和传感器组成，通过对执行器的控制，实现对物体的精确位置、速度和力的控制。
在本课程设计中，我们将针对该系统进行控制方案设计和优化。
2. 3uplc单轴运动控制系统结构和原理2.1 系统硬件组成3uplc单轴运动控制系统的硬件主要包括运动控制器、执行器和传感器。
运动控制器是系统的核心部件，负责接收和处理控制信号，并将其转化为执行器的动作。
执行器是用于实现机械运动的装置，例如电机和液压缸。
传感器用于对系统的运动状态进行监测和反馈，例如位置传感器和力传感器。
2.2 系统软件组成3uplc单轴运动控制系统的软件主要包括控制算法和用户界面。
控制算法是实现对系统运动的控制策略和方法，例如PID控制算法和模糊控制算法。
用户界面是系统与操作员进行交互和设置的接口，通常采用触摸屏或计算机软件。
3. 控制策略和算法3.1 位置控制位置控制是3uplc单轴运动控制系统最基本的控制功能，其目标是使执行器到达预设的目标位置。
常用的控制算法包括PID控制算法和模糊控制算法。
在本设计中，我们将选择合适的控制算法，并进行参数调整和优化。
3.2 速度控制速度控制是控制系统中的另一个重要功能，其目标是使执行器以预设的速度进行运动。
常用的控制算法包括PID控制算法和模糊控制算法。
在本设计中，我们将选择合适的控制算法，并进行参数调整和优化。
基于S7-1200 PLC的数控机床工作台运动监测系统研究
系列 的增 量 式 旋 转 编 码 器 连接 。其 中编 码 器 的 Ａ相 连 接 到 Ｐ ｃ Ｌ 的 Ｊ． 入 端 ， ＯＯ输 Ｂ相 连接 到 Ｉ． 输 入 端 （ Ｏ１ 两个 输 入 端 均 为 高 速计 数 器 １的 默认 输 入 端 ）Ａ、 两 相 相差 ９ 。 ， Ｂ ０ ，可 通 过 比较 Ａ相 在
床 运动 精度监测 系统可 与其他控 制设备之 间进行数据 交换 ， 实 时 采 集 现 场 数 据 ， 能 够 缩 短 设 计 周 期 ， 化 处 理 过 程 ， 别 是 并 简 特 在数 据采集 系统中 ，Ｌ Ｐ Ｃ采 集 的 数 据 需 要 实 时 发 送 给 上 位 机 进
行 分 析 和 处 理 ， 此 实 现 Ｐ Ｃ 与 上 位 机 的通 信 是 多 数 数 据 采 集 因 Ｌ 系 统 需 要 解 决 的 问题 。本 文将 使 用 西 门子 Ｓ — ２ ０ Ｐ Ｃ 设 计 ７ １０ Ｌ 数 控 机 床运 动监 测 系统 ．
想 运动 轨 迹 的 比较 即 可 实现 机 床 运 动 的 在 线 监 测 。
关 键 词 ： 动 监 测 ，Ｌ 运 Ｐ Ｃ通 信 ， ｎ ｏ ｋ Ｗｉｓ ｃ
Ａｂ ｔａｃ ｓｒ ｔ
Ｔｏ ｈ ｅｎ ｈ ｄｕｒｔ ｏ ｄｅ ｅｌ ｎ ｓ ｏ￣ ｔｅ ａｉ ｏｎ ｆ ｖ ｏｐｉｇ ＣＮＣ ｍ ａ ｉｅ ｃｈｎ ｍ ｏ ｅｍｅｎ ｍｏｎｔ ｒｎ ｓ ｓｅｍ ． ｉ ｐａｐ ｕ ｅ ｈ ｈｉ ｖ ｔ ｉ ｉｇ ｙ ｔ ｔ ｓ ｏ ｈ ｅｒ ｓ ｔｅ ｇｈ－ｓ ｅｄ ｐｅ
《 业 控 制 计 算 机 ） ０ ２年 第 ２ 工 ２１ ５卷 第 ７期
１ ５
基于 Ｓ － ０ Ｐ Ｃ的数控机床工作台运动监测系统研究 ７ １０ Ｌ ２
3uplc单轴运动控制系统课程设计报告
3uplc单轴运动控制系统课程设计报告篇一：一、引言在现代工业领域中，运动控制系统在自动化生产中起着关键作用。
单轴运动控制系统作为最基本的运动控制系统之一，广泛应用于机械设备、机械臂、激光加工等领域。
本课程设计旨在通过使用3uplc单轴运动控制系统，实现单轴运动控制的基本功能和特性，并进行详细的设计报告。
二、系统概述本系统采用3uplc单轴运动控制系统，该系统包括运动控制卡、伺服电机、编码器、传感器等组成部分。
运动控制卡负责接收指令信号，并通过控制电机运动来实现所需的运动功能。
三、系统设计1. 系统结构设计：系统的结构设计包括运动控制卡的选择、电机和编码器的选型等。
根据具体应用需求和预算限制，选择合适的硬件设备，并进行相应的参数配置。
2. 运动控制算法设计：根据系统的运动要求，设计合适的运动控制算法。
常见的运动控制算法包括PID 控制算法、模糊控制算法等。
根据具体情况，选择适合的控制算法，并进行参数调整和优化。
3. 系统软件设计：设计系统的软件界面，包括运动参数设定、运动轨迹规划、运动指令发送等功能。
通过编程实现系统的各种功能，并进行模拟和测试。
四、系统实现与测试1. 系统硬件组装与连接：根据设计要求，进行系统硬件的组装和连接。
确保各个组件能够正常工作，并进行必要的调试和优化。
2. 系统软件编程与调试：根据系统设计，进行系统软件的编程和调试。
通过编写相应的代码，实现系统的各种功能，并进行测试和调试。
3. 功能测试与性能评估：对系统进行功能测试，验证系统的各种功能是否正常工作。
同时对系统的性能进行评估，包括运动精度、运动速度、运动平稳性等指标的测试。
五、结论与展望本课程设计通过使用3uplc单轴运动控制系统，实现了单轴运动控制的基本功能和特性。
通过对系统的设计和实现，加深了对运动控制系统的理解和应用。
未来可以进一步优化系统的性能，提高系统的稳定性和可靠性，以适应更复杂的工业应用需求。
篇二：3uplc单轴运动控制系统课程设计报告1. 引言单轴运动控制系统是自动化控制领域中的重要技术之一。
4.1单轴运动的PLC控制 (PLC应用技术)
复习旧知（ 10 分钟）1、高速脉冲”课前学习、测验2、有疑问在平台留言提出3、检查评价4、调整策略记笔记学生自主学习57-1200高速脉冲互动讨论，解决疑问教师检查、评价课前学习成果教师根据学情、调整救学策略引入新课（ 5 分钟）知识提问搬运机械手工作过程分哪些步骤，任何设计顺序控制程序？机械手按下停止按钮后，运行完一个周期停止，需要怎么设计？机械手循环运行，需要怎么设计？知识提问播放视频提炼任务思考问题PLC高速脉冲输出功能及应用播放立体仓库运行视频步进电机的结构和接线;步进电机驱动器设置:讲授新课（ 50 分钟）讲解新知PLC高速脉冲输出功能及应用播放立体仓库运行视频步进电机的结构和接线;步进电机驱动器设置；重点：基础案例：丝杠步进电机单向运动控制设计难点：进阶案例1：丝杠步进电机双向运动控制设计1、拓展任务：步进机械手的PLC 控制设计教师活动1、老师演示程序设计过程；2、老师演示实物接线与运行；3、老师提示设计与调试要点；4、老师提示设计要点；4、学生分组完成程序设计与实物调试；5、学生分组完成程序设计及调试；PTO或PWM组态轴对象配置方法运动控制指令功能及应用老师演示PTO组态、轴对象配置方法老师演示运动控制程序设计、提示设计要点学生分组完成程序设计及调试老师演示10分配、硬件接线老师演示部分步进控制程序设计学生分组完成程序设计及实物调试课堂练习( 80 分钟) 基础案例实施基础案例：丝杠步进电机单向运动控制设计进阶案例实施进阶案例1：丝杠步进电机双向运动控制设计拓展任务：步进机械手的 PLC控制设计1、老师演示根据系统要求，确定CPU参型号学生分组讨论学生分组完成PLC选型学生分组讨论控制系统特点学生分组完成PLC选型老师总结PLC选型原则老师提示设计要点学生独立完成设计学生分组讨论和找错误课堂小结（ 10 分钟）学生分小组进行成果汇报教师评价及组织小组互评救师总结、小组学生总结学生分组撰写文档，答辩PPT；评选最优设计和进步最大个人；学生总结程序设计与调试出现的错误和解决方法。
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基于PLC的单轴数控运动系统摘要以步进电机为动力装置，使用PLC对其进行控制，滚珠丝杆作为传动装置，作为一单轴数控运动系统控制装置，对普通机床进行简易的数控化改造。
关键词单轴数控可编程控制器步进电机滚珠丝杆目录第一章单轴数控运动系统的应用领域及特点 (1)1.1单轴数控运动系统的基本概念 (1)1.2单轴数控系统的运用领域 (1)1.3单轴数控运动系统的特点 (3)1.3.1高速、高精密化 (3)1.3.2高可靠性 (4)1.3.3智能化、网络化、柔性化和集成化 (4)第二章可编程控制器（PLC）与步进电机 (5)2.1可编程控制器起源与特点 (6)2.1.1可编程控制器起源 (6)2.1.2可编程控制器的主要特点 (6)2.2可编程控制器的语言特点和形式 (7)2.2.1语言特点 (7)2.2.2编程语言的形式 (8)2.3步进电机介绍 (10)2.4步进电机分类及特点 (11)2.4.1步进电机分类 (11)2.4.2步进电机特点 (11)2.5步进电机结构及工作原理 (12)2.5.1步进电机结构 (12)2.5.2步进电机工作原理 (13)2.6步进电机的PLC直接控制技术 (14)2.6.1步进电机控制原理 (14)2.6.2步进电机的驱动器控制 (16)2.6.3步进电机的PLC直接控制技术 (17)第三章PLC实现单轴数控运动系统的设计及调试 (19)3.1设计要求 (19)3.2步进电机PLC控制系统的硬件设计 (19)3.3硬件选择 (20)3.4PLC设计I/O分配 (22)3.4.1PLC I/O分配 (22)3.4.2步进驱动器I/O分配 (23)3.4.3电气接口I/O分配图 (23)3.5软件设计及调试 (25)3.5.1PLC梯形图设计 (24)3,5.2PLC指令编辑图 (27)第四章PLC单轴数控的展望及未来发展方向 (29)4.1PLC单轴数控的展望 (29)4.2PLC单轴数控的未来发展方向 (30)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)第一章单轴数控运动系统的应用领域及特点1.1单轴数控运动系统的基本概念单轴数控运动系统就是在一个时段内只能控制一个轴运动的运动系统，如点位数控运动系统和直线直线数控运动系统。
在点位数控系统中，数控系统仅控制机床运动部件从一点尊却得移动到另一点，在移动过程中不进行加工。
在直线数控系统中，除了控制运动部件从一个点到另一点的准确定位外，还要控制两点之间的运动速度和运动轨迹。
在移动过程中，刀具只能以制定的进给速度切屑，且运动轨迹平行于机床坐标。
1.2单轴数控系统的运用领域单轴数控的应用范围很广，如钻床、拉床等，其特点是:机床移动部件能实现由一个位置到另一个位置的精确移动,即准确控制移动部件的终点位置,在移动过程中刀具不切削工件。
实现数控系统点位控制的方法。
最常见的例如钻床类的摇臂钻床，它操作方便灵活、适用范围广、具有典型性，适用于单件中或批量生产中带有许多孔的大型零件的孔加工，我国摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的是传统的继电器—接触器控制方式。
因其所要控制的电机较多所以电路较复杂，在日常的生产作业当中，经常发生电气故障，从而影响生产。
另外，一些复杂的控制如;时间、计数控制用继电器—接触器控制方式较难实现，所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。
PLC电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一缺陷。
可编程逻辑控制器简称PLC，是从早期的继电器逻辑电气控制系统发展而来，它不断吸收微型计算机控制技术，使之功能不断增强，逐渐适合复杂的电气控制系统，PLC之所以有较强的生命力，在于它更加适应工业现场和市场要求。
可靠性高，抗干扰能力强，编程方便，价格低，寿命长。
与单片机相比，可靠性高、功能比较丰富、能在各种不同的控制场合使用，它的输入/输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件，这样可以大大节省用户的开发时间与生产成本。
现在应用于各种工业控制领域的PLC种类繁多，规模大小和功能强弱千差万别，但她们具有以下一些共同的特点.可靠性高。
可靠性是用户的首选要求，目前各厂家生产的PLC，平均无故障时间都大大超过IEC规定的10万小时，例如：西门子、ABB、松下三菱等微小型PLC，而且都有完善的自诊断功能，判断故障的迅速。
灵活组态。
PLC是系列化产品。
通常采用模块化结构来完成不同的任务组合。
输入输出端口选择灵活，有多种机型，组合方便。
功能强大。
除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算功能外，配合特殊功能模块还可实现点位控制、PTO运算、过程运算、数字控制等功能，为方便工厂管理又可以与上位机通信，通过远程模块可以控制远程设备。
因此PLC几乎是全能的工业控制计算机。
编程方便、易于使用。
PLC的编程可采用与继电器极为相似的梯形图语言，直观易懂，深受现场电气人员的欢迎。
近年来又发展了面向对象的顺控制流程图语言，使编程更加简单方便。
运行速度快。
传统的机电接触电气控制系统通过大量触点的机械动作进行控制，速度很慢，而且系统愈大速度愈慢。
PLC的控制速度则由PLC与PC机之间的差别越来越小。
同时，PLC还具备了网络功能。
能进行多台PLC或PLC与PC机之间的联网通讯，使用PLC可以很方便的构成“集中管理、分散控制”的分布式电气控制系统，通过现场总线的PLC通讯网络、可使工厂的各种资源共享，就更适合于工厂自动化的需要，为工厂自动化提供了技术保证。
正是由于PLC电气控制系统的种种优点，可以大大提高单轴数控设备的工作稳定性，为工业生产的现代化带来生机，同时，提高了PLC编程水平和时间能力，为今后在实际工作中熟练使用PLC进行工业系统的设计打好基础。
1.3单轴数控运动系统的特点1.3.1高速、高精密化高速、精密是机床发展永恒的目标。
随着科学技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。
为满足这个复杂多变市场的需求，当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不断地提高。
另一方面，电主轴和直线电机的成功应用，陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市，也为机床向高速、精密发展创造了条件。
数控车床采用电主轴，取消了皮带、带轮和齿轮等环节，大大减少了主传动的转动惯量，提高了主轴动态响应速度和工作精度，彻底解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。
采用电主轴结构可使主轴转速达到10000r/min以上。
直线电机驱动速度高，加减速特性好，有优越的响应特性和跟随精度。
用直线电机作伺服驱动，省去了滚珠丝杠这一中间传动环节，消除了传动间隙（包括反向间隙），运动惯量小，系统刚性好，在高速下能精密定位，从而极大地提高了伺服精度。
直线滚动导轨副，由于其具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦，磨损小，发热可忽略不计，有非常好的热稳定性，提高了全程的定位精度和重复定位精度。
通过直线电机和直线滚动导轨副的应用，可使机床的快速移动速度由目前的10～20m/mim提高到60～80m/min，甚至高达120m/min。
1.3.2高可靠性数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。
数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率，并获得良好的效益，关键取决于其可靠性的高低。
1.3.3智能化、网络化、柔性化和集成化21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统。
智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方面的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控等方面的内容，以方便系统的诊断及维修等。
网络化数控装备是近年来机床发展的一个热点。
数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式，如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。
数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点（数控单机、加工中心和数控复合加工机床）、线（FMC、FMS、FTL、FML）向面（工段车间独立制造岛、FA）、体（CIMS、分布式网络集成制造系统）的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。
柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。
其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标，注重加强单元技术的开拓和完善。
CNC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展。
数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP及MTS等联结，向信息集成方向发展。
网络系统向开放、集成和智能化方向发展。
第二章可编程控制器（PLC）与步进电机2.1可编程控制器起源与特点2.1.1可编程控制器起源20世纪是人类科学技术迅猛发展的一个世纪，电气控制技术也由继电器控制过渡到计算机控制系统。
各种工业用计算机控制产品的出现，对提高机械设备的自动控制性能起到了关键的作用。
进入21世纪，各种自动控制产品的出现正向着控制可靠，操作简单，通用强，价格低的方向发展，使自动控制的实现越来越容易。
自动控制装置的研究，是为了最大限度在满足人们及机械设备的要求。
曾一度在控制领域占主导位置的继电器控制系统，存在着控制能力弱，可靠性低的缺点，并且设备的固定接线控制装置不利于产品的更新换代。
20世纪60年代末期，在技术改革浪潮产冲击下，使汽车结构及外形为断改进，品种不断增加，需要经常变更生产工艺。
这就希望在控制成本的前提下，尽可能缩短产品的更新换代周期，以满足生产的需求，使企业在激烈的市场竞争中取胜。
2.1.2可编程控制器的主要特点(1)可靠性高，抗干扰能力强。
由于采用大规模集成电路和微处理器，使系统器件数大大减少，并且在硬件的设计和制造的过程中采取了一系列隔离和抗干扰措施，使它能适应恶劣的工作环境，具有很高的可靠性。
(2)编程简单，使用方便。
目前大多数PLC均采用梯形图编程言，沿用了继电接触控制的一些图形符号，直观清晰，易于掌握。
(3)通用性好，具有在线修改能力。
PLC硬件采用模块化结构，可以灵活地组态以适应不同的控制对象，控制规模和控制功能的要求。
且可通过修改软件，来实现在线修改的能力，因此其功能易于扩展，具有广泛的工业通用性。
(4)缩短设计、施工、投产的周期，维护容量。
目前PLC产品朝着系列化、标准化方向发展，只需根据控制系统的要求，选用相应的模块进行组合设计，同时用软件编程代替了继电控制的硬连线，大大减轻了接线工作，同时PLC还具有故障检测和显示功能，使故障处理时间缩短。