第一篇：認識與維護數(shù)控機床的電氣控制系統(tǒng)教案

【課題編號】 — 項目四 【課題名稱】

認識與維護數(shù)控機床的電氣控制系統(tǒng) 【教學目標與要求】

一、知識目標

1.了解數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的各組成單元，及數(shù)控系統(tǒng)、電氣元件和伺服電動機的種類和功能。

2.熟悉常用數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)方法。

二、能力目標

1.能認識數(shù)控電氣控制系統(tǒng)的組成單元。

2.從銘牌上能分清不同的數(shù)控控制系統(tǒng)及常用元器件，了解各元器件的功能。

3.熟悉數(shù)控電氣控制系統(tǒng)的工作環(huán)境要求。

三、素質目標

1.能分清各種不同的數(shù)控機床控制系統(tǒng)。2.初步了解各種電氣元件在數(shù)控機床中的作用。

3.掌握數(shù)控機床的工作環(huán)境要求，熟悉電氣控制系統(tǒng)的操作規(guī)程。

四、教學要求

1.了解數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的組成單元。

2.能夠認識各種常用數(shù)控系統(tǒng)和常用電氣元件的功能。3.熟悉電氣控制系統(tǒng)的操作規(guī)程及工作環(huán)境。【教學重點】

1.變頻器的作用。數(shù)控系統(tǒng)的種類。伺服電動機與步進電動機的區(qū)別。

2.數(shù)控電氣控制系統(tǒng)的操作規(guī)程和工作環(huán)境要求。【難點分析】

1.各電氣元件在數(shù)控機床中的作用。2.電氣控制系統(tǒng)工作環(huán)境的要求。【分析學生】

1.對工作環(huán)境學生不重視，沒有認識到工作條件對電氣元件的影響，會縮短工作壽命或者使元件失效而導致機器無法工作。

2.對各種系統(tǒng)的特點不理解，因此對系統(tǒng)的選擇沒有興趣。【教學思路設計】

以理論教學為主，配備多媒體教學手段，將各種元件通過電化設備展示給學生。此外，注意例舉重視維護數(shù)控機床對延長機器使用壽命的實例。【教學安排】

4學時 【教學過程】

一、認識數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng) 1.數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的組成單元 1）數(shù)控單元

由系統(tǒng)主機和附加面板組成 2）電氣控制單元

含數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、PMC模塊、開關電源放大器。見圖4—4.3）執(zhí)行元件

見圖4—5 4）主軸單元

由變頻器、編碼器、三相異步電機組成，見圖4—6。

5）刀架單元

常用立式、臥式電動刀架，見圖4—7。6）元器件

見表4—1。

2.控制系統(tǒng)

常用有FANUC、SINUMERIK、華中數(shù)控系統(tǒng)和凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)。見表4—

4、5。

3.常用電氣元件

見表4—6 4.伺服電動機

常用有FANUC和西門子系列，見表4—8。

二、熟悉數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)常用元件功能

1.數(shù)控系統(tǒng)

是數(shù)控機床的核心。由硬件和軟件兩部分組成。將各種控制指令通過可編程邏輯控制器控制驅動系統(tǒng)。

2.常用電氣元件

1）低壓斷路器

又稱漏電開關，見圖4—10。2）熔斷器

斷路和過載保護，見圖4—11。

3）接觸器

接通或斷開負載電器，常用交流接觸器，見圖4—12。

4）繼電器

按信號的變化接通或斷開電路，見圖4—13。5）開關電源

將交流電變成直流電，供數(shù)控系統(tǒng)使用。6）變壓器

將380V工業(yè)電壓變成數(shù)控機床電壓。7）驅動器

又稱伺服放大器，放大指令信息，驅動機床進給軸，見圖4—15。

8）變頻器

模擬控制主軸電壓，見圖4—16。

9）I/O模塊

CNC與機床之間的信息傳遞和變換的中轉站。3.電動機

常用有主軸電動機，進給軸電動機和冷卻電動機，是動作指令的執(zhí)行單元，見圖4—

19、20。

三、維護保養(yǎng)數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng) 1.電氣元件使用環(huán)境與要求

1）運行環(huán)境

防過熱、過潮、粉塵、腐蝕氣體、振動。2）電源要求

電壓波動小于10%。3）操作規(guī)程。2.維護與保養(yǎng)要點 1）嚴格遵循操作規(guī)程。2）定期清理通風散熱系統(tǒng)。

3）監(jiān)護電網電壓波動，保養(yǎng)與維護電源。4）防塵。

5）定期更換存儲器電池。

四、小結

1.數(shù)控機床電氣控制部分是數(shù)控機床的重要組成部分，而數(shù)控系統(tǒng)是核心部分。

2.要認識各電氣元件的名稱、功能及在數(shù)控機床中的作用。3.做好電氣控制的維護和保養(yǎng)，保證數(shù)控機床正常工作和延長使 用壽命的重要措施，嚴格執(zhí)行數(shù)控機床電氣控制的操作規(guī)程要求。

第二篇：教改總結 機床電氣控制系統(tǒng)運行與維護

《機床電氣控制系統(tǒng)運行與維護》課程教學改革總結

機電教研室 張月華

隨著電力拖動實訓室和機床電氣控制實訓室的建設并完善，本學期《機床電氣控制系統(tǒng)運行與維護》課程在課程內容、教學方法、組織形式、考核方式等方面都進行了改革，取得了一定的成效，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

一、教學內容

教學內容上改變了以前的學科型教學內容，將整門課程劃分為12個學習任務，將教學內容分別融入到12個教學任務當中，這樣學生邊學習、邊操作，實現(xiàn)教學做一體化，使實踐反饋到理論當中，并反過來用理論來指導實訓，使整個的教學環(huán)節(jié)中學生比較容易接受，并對知識能夠更加系統(tǒng)化的學習，且最終反饋教學效果較好。

二、教學實施

在為期一年的項目教學法研究過程中，收效顯著，學生的學習積極性有了較大提高，自學能力大大增強，綜合能力得到了明顯的提升，本專業(yè)學生參加高級電工考核，考證通過率為90%。另外，在教學的過程中，我也深切地體會到“《機床電氣控制系統(tǒng)運行與維護》課程項目教學法”要注意以下幾個方面的問題：（1）在確定項目任務時應注意汲取傳統(tǒng)教學法的長處，把總任務細分成一個個小模塊，每個模塊分為若干個目標并體現(xiàn)在項目中的任務上，從而讓學生建構一個系統(tǒng)全面的知識框架。（2）學生分組時，注意合理搭配，把后進生平均分配到各組中，利用傳、幫、帶的方式，讓全體學生都能夠共同提高。（3）在項目實施過程中應注意培養(yǎng)學生吃苦耐勞的品質和團隊精神。（4）在教學過程中應以學生為中心，充分發(fā)揮教師的協(xié)助指導作用。（5）在項目評價過程中不應只重視結果，也要看完成項目的整個過程。因為學生是在項目實踐過程中理解和把握了課程要求的知識和技能，體驗了創(chuàng)新的艱辛與樂趣，培養(yǎng)了分析問題和解決問題能力。

總之，項目教學法突破了傳統(tǒng)的教學模式，推動了教學革新，為學生提供了更加有效學習的良好環(huán)境，在整個教學過程中既發(fā)揮了教師的主導作用又體現(xiàn)了學生的主體作用，充分地展示現(xiàn)代職業(yè)教育“以能力為本”的價值取向，使課堂教學的質量和效益得到更大幅度的提高。項目教學法有其獨特的優(yōu)勢，這種方法不但適合《電氣控制系統(tǒng)運行與維護》課程的教學，而且在機電類專業(yè)中諸多應用性較強的課程中是值得推廣應用的。

提高項目式的一體化教學效果，增強學生的動手能力和崗位適應能力，不是一朝一夕就能做好的，需要多方而共同的努力才能實現(xiàn)，其中激發(fā)學生的學習興趣是基礎，把握好實習教學的各個環(huán)節(jié)是關鍵，提高一體化教師素質是重要保證。不斷地總結教學經驗，探討和研究教學方法，全而提高《機床電氣控制系統(tǒng)運行與維護》的教學質量。

三、考核方式

根據高級維修電工崗位職業(yè)能力及職業(yè)資格標準要求，制定了本課程的教學評價方案：采取過程評價與終結評價以及教師評價相結合的方式。在課程考核中，平時占20%，過程性評價占60%，終結評價占20%。

四、教學存在的不足與改進的想法

1.大部分學生學習態(tài)度端正，能夠自主學習，按時完成各項任務，對知識的掌握較好，因為是兩個人一組進行學習并進行實訓實施（在小組分配上考慮理論強的學生加實踐能力強的學生相互結合為一組的原則），有的組里的學生不積極參與討論、不重實訓操作，學習效果不理想。

2.在以后的教學實施過程中逐步完善過程考核內容，調動每位同學積極性，全面提高學生綜合分析解決問題能力。

3.實訓項目設計有待改進，采用一小組一題方式，也可以采用同學根據對電氣控制的理解自己設計電路來實現(xiàn)電動機控制，以提高同學創(chuàng)新精神。

2012.1

第三篇：認識數(shù)控機床教案

《數(shù)控機床維護常識》電子教案

本電子教案是浙江省教育廳職成教教研室組編的《數(shù)控機床維護常識》教材的配套教學資源，該教材由北京高等教育出版社2010年1月出版。

【課題編號】 — 項目一 【課題名稱】

認識數(shù)控機床 【教學目標與要求】

一、知識目標

1.認識各種類型的數(shù)控機床在生產中的作用。2.讀懂機床上的安全標識和安全提示。3.能夠正確進行開、關機床的安全操作。

二、能力目標

1.能分清各種不同類型的數(shù)控機床及其功能、特點。2.能夠進行常用數(shù)控機床的開、關機操作。

三、素質目標

1.通過識讀數(shù)控機床的銘牌，了解名稱、特點和主要功能。2.能識讀車間安全生產標識，自覺遵守安全提示，達到安全生產要求。

3.了解數(shù)控機床正確開、關的操作規(guī)程。

四、教學要求

1.能分清各種類型的數(shù)控機床，了解該機床在生產中的作用。2.能自覺遵守車間安全生產操作規(guī)程和各種安全提示標記。3.掌握常用數(shù)控機床的開、關機操作要領。【教學重點】

1.能分清各種常用數(shù)控機床的種類，從機床銘牌中了解機床的主要參數(shù)。

2.掌握開環(huán)、閉環(huán)、二軸、二軸半、三軸等名詞的含義。3.掌握數(shù)控機床開、關機的順序和注意事項。【難點分析】

1.點位控制與點位直線控制的區(qū)別，閉環(huán)與半閉環(huán)控制的區(qū)別，二軸半聯(lián)動與三軸聯(lián)動的區(qū)別。

2.急停按鈕在開、關機床中的作用。【分析學生】

1.學生往往對機床的維護要求不太重視，認為這是維護工人的事，自己是一名操作者，只要能開、關操作機床就可以了。通過學習，要提高學生對維護機床重要性的認識。

2.對車間安全標志重視不夠，應當通過上崗要求考核掌握最常用的安全提示標志，熟悉安全操作規(guī)程，做一名具備上崗安全知識的合格工人。【教學思路設計】

1.通過視頻教學分清各種不同的數(shù)控機床，到車間參觀生產活 動，加深對不同類型數(shù)控機床的認識。

2.理論學習并到車間現(xiàn)場指認數(shù)控機床，考核學生對安全標志的認識。

3.示范開、關數(shù)控機床的操作順序。【教學安排】

4學時 【教學過程】

一、了解數(shù)控機床的類型 1.按能否自動換刀分類

1)普通數(shù)控機床——數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床等，其共同特點是刀具的更換仍需靠人工完成。

2)加工中心——自動換刀數(shù)控機床，其外形與數(shù)控銑床相似，但比數(shù)控銑床多一個可以自動換刀的刀庫。一般常用斗笠式圓形刀庫，可存放12、18或24把不同的刀具。還有鏈條式刀庫，可存放幾十把到幾百把不等刀具供加工中心選用。學校的加工中心設備常見斗笠式刀庫。

2.按運動方式分類——即刀具的運動軌跡特點。

1)點位控制——只控制刀具點位坐標，與刀具運動路徑無關。如圖1-7所示。

2)點位直線控制——不僅控制刀具點位坐標，還要控制刀具直線運動軌跡。如圖1-8所示。

3)輪廓控制——控制刀具按已知軌跡運動。如圖1-9所示。3.按控制方式分類

1)開環(huán)——機床工作臺的運動位置沒有反饋給控制系統(tǒng)，一般選用步進電動機作為動力。其特點是控制系統(tǒng)比較簡單，但精度較低。用于經濟型數(shù)控機床。

2)閉環(huán)——機床的工作臺裝有直線位置檢測裝置，及時將檢測到的實際位移反映到數(shù)控裝置的比較器中與指令位置比較，可及時做補充位移，消除誤差值。一般選用伺服電動機作為動力。其特點是精度高，但結構比較復雜，用于精度要求較高的數(shù)控機床。見圖1-12.3)半閉環(huán)——將開環(huán)中的動力換成伺服電動機，在絲桿前安裝角位移檢測裝置。位移有反饋比較，但精度沒有閉環(huán)控制系統(tǒng)高。見圖1-11。

4.按聯(lián)動軸分類

幾個坐標軸可以同時協(xié)調運動，稱為聯(lián)動。1)二軸聯(lián)動——如數(shù)控車床X、Z兩軸同時移動。

2)三軸聯(lián)動——如數(shù)控銑床X、Y、Z三軸同時移動，可加工出球面輪廓。

3)二軸半聯(lián)動——即三個坐標中，當其中任兩個坐標軸固定時，另一個坐標軸可以進給運動。用于加工曲面的分層加工。聯(lián)動軸數(shù)越多，機床控制系統(tǒng)越復雜、精度越高、價格越高。選擇機床時需注意三軸控制系統(tǒng)與二軸半控制系統(tǒng)對加工過程的影響。

4)多軸聯(lián)動——控制四軸以上坐標軸聯(lián)動，如加工螺旋推進器葉片形狀需要用多軸聯(lián)動控制系統(tǒng)。

二、識讀數(shù)控機床上的安全操作標識及注意事項 1.機床的安全操作

1)操作前認真閱讀數(shù)控機床的操作資料。

2)按操作規(guī)程要求檢查機床，并作好維護和開機前各項準備。3)開機前關閉工作區(qū)滑門。

4)注意急停紅色按鈕位置，以便出現(xiàn)緊急情況下使用。詳細內容見教材中內容。

2.識讀安全標識

見表1-18及教材P011、012、013。

三、安全開、關機操作 1.開機

1)開機前需檢查電、氣、油等壓力是否正常。2)開機過程中，按安全操作順序操作。

3)調試機床時要先空運行30分鐘，速度由低向高逐漸提高，確定機器正常工作后，方可試切加工工件。

2.關機

1)在做好準備工作后方可切斷總開關。2)按照關機順序要求操作。3)關機后切斷總電源，整理現(xiàn)場。4)做好機床使用記錄。

四、小結

1.數(shù)控機床的類型很多，有多種分類方法，要記住聯(lián)動軸數(shù)的含 義與功用。

2.熟悉加工車間常用安全標志的含義。3.熟悉數(shù)控機床的安全操作規(guī)程要求。

第四篇：數(shù)控機床控制系統(tǒng)實習報告

實習專題報告題目：數(shù)控機床的控制系統(tǒng) 學校：南京航空航天大學姓名：林竑程學號：

在對南京第一機床廠為期一天的參觀過程中，我們了解到了現(xiàn)代數(shù)控機床的高精度,高效率，柔性化，復合化，智能化，綠色環(huán)保的發(fā)展方向，以及對零件加工方案的策劃方案。最后對機床的加工工藝路線進行了初步的認識，在此過程中我感受到了中國國內的數(shù)控機床制造以及加工精度與國際的標準還是有巨大的差距。

對于我國數(shù)控機床加工能力方面，我認為可能是由以下的幾個影響因素造成的： 1，機床床身，導軌，執(zhí)行元件的加工精度有待提高。

2，機床裝配精度以及對機床運行過程中振動的問題。

3，加工功能復雜化問題。

4，數(shù)控機床控制系統(tǒng)的精度以及監(jiān)控能力的問題。

提出問題 數(shù)控機床的控制系統(tǒng)是以什么方式，如何執(zhí)行的？

必要性：

只有對控制系統(tǒng)進行較為深入的了解我們才能知道在數(shù)控機床的加工過程中，是如何通過數(shù)字化和自動化的設備對加工方法，加工精度進行一定的把握和掌控，并且了解我們所欠缺的部分在哪里。

研究的目的：

了解數(shù)控機床的控制系統(tǒng)的組成，控制原理，特別是控制程序的工作過程。

研究與分析：

數(shù)控機床的控制系統(tǒng)就是以位置量，角度，速度這些機械量，以及溫度，壓力，流量這些物理量為控制對象的，起控制的方式可分為邏輯與數(shù)據的運算處理控制和時序邏輯控制兩大類。數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了機床自動加工的核心。

控制系統(tǒng)的組成分為輸人裝置、監(jiān)視器、主控制系統(tǒng)、可編程控制器、各類輸人／輸出接口等（輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅動裝置、機床電氣邏輯控制裝置、位置檢測裝置）。

數(shù)控機床的控制系統(tǒng)有三大控制系統(tǒng)組成：數(shù)控機床的強電控制系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)，以及被稱為數(shù)控機床內置式plc的pmc。

！數(shù)控機床的強電控制系統(tǒng)

強電控制系統(tǒng)的功能有：將數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的弱電信號進行放大，從而去控制強電設備的運轉；處理數(shù)控系統(tǒng)所受到的外界干擾信號（由于強電系統(tǒng)將弱電信號放大后就可以對外界微弱干擾進行區(qū)別，數(shù)控機床的控制柜一定要良好接地使其能夠良好屏蔽外部的電磁干擾信號）和數(shù)控機床本身的強電元件運行時所產生的干擾（對于強電系統(tǒng)內部接觸器吸合等產生的干擾信號，使用浪涌抑制元件可以消除其影響；對于數(shù)控系統(tǒng)通信使用的控制信號電纜使用單端或兩端接地的方式可以有效消除電磁波的干擾）。

！數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)

數(shù)控伺服系統(tǒng)是指以機床運動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)。對象例如工作臺，導軌，刀具等執(zhí)行元件。

閉環(huán)伺服系統(tǒng)主要由以下CNC裝置，伺服驅動，執(zhí)行元件，傳動裝置，位置反饋電路，速度反饋電路。

CNC裝置的作用是接收輸入的加工程序指令信息，進行插補運算和位置控制。

伺服驅動的作用是接收CNC指令信息，進行信號轉換和功率放大，驅動伺服電動機運轉。執(zhí)行元件可以是步進電動機、直流或交流伺服電動機等。

傳動裝置包括減速箱和滾珠絲杠等傳動鏈。

位置反饋電路的作用是檢測實際位移量，信號由反饋電路送入位置控制單元，由CNC裝置進行位置環(huán)控制。

速度反饋電路的作用是檢測速度的實際值，信號由反饋電路送入速度調節(jié)單元，進行速度環(huán)控制。

伺服系統(tǒng)按照原理分類可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)。

開環(huán)伺服顧名思義就是沒有反饋信息的系統(tǒng)，也是最為簡單的進給伺服系統(tǒng)，其系統(tǒng)流量可簡單的理解為指令脈沖輸入驅動控制路線，進而控制步進電動機，斷過齒輪箱的變速之后對工作臺或者一些執(zhí)行元件的位置進行控制。

閉環(huán)伺服系統(tǒng)則是在為電動機和工作臺與執(zhí)行元件處分別安裝了速度檢測盒位置檢測，通過對速度和位置的檢測進而反饋給驅動控制路線，形成閉環(huán)控制。

閉環(huán)伺服系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性和可靠性，能及時修正一些位置偏差，而閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋分為以下四類

1)脈沖、數(shù)字比較伺服伺服系統(tǒng)將數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字(或脈沖)指令信號與檢測裝置測得的以數(shù)字(或脈沖)形式表示的反饋信號進行比較，獲得位置偏差。

2)相位比較伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)將指令信號與反饋信號都變成某個載波的相位，然后比較兩者相位，獲得位置的偏差，實現(xiàn)閉環(huán)控制。

3)幅值比較伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)以位置檢測信號幅值的大小來反映機械位移的數(shù)值，并以此信號作為位置反饋信號，一般還要將幅值信號轉換成數(shù)字信號后才能與指令數(shù)字信號比較，從而獲得位置偏差信號，構成閉環(huán)控制系統(tǒng)。

4)全數(shù)字伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)控制技術已從模擬方式、混合方式走向全數(shù)字方式。！！PMC

所謂的PMC也就是PLC。

PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的進行數(shù)學運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體和易于擴展其功能的原則而設計。

PLC是一種能直接應用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置，是以微處理器為基礎，結合計算機技術、自動控制技術和通信技術，用面向控制過程、面向用戶的“自然語言”編程的一種簡單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。

PLC的特點

1）編程方法簡單易學；

2）功能強，性價比高；

3）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強；

4）可靠性高，抗干擾能力強；

5）系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少；

6）維修方便；

7）體積小、能耗低。

PLC的控制領域廣泛包括

開關邏輯和順序控制

這是PLC應用最廣泛、最基本的場合。它的主要功能是完成開關邏輯運算和進行順序邏輯控制，從而可以實現(xiàn)各種簡單或十分復雜的控制要求

模擬量的閉環(huán)控制

在工業(yè)生產過程中，許多連續(xù)變化的需要進行控制的物理量，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。為了實現(xiàn)工業(yè)領域對模擬量控制的廣泛要求，目前大部分PLC產品都具備處理這類模擬量的功能（A/D、D/A轉換）。另外，某些PLC產品還提供了典型控制策略模塊，如PID模塊，從而可實現(xiàn)對系統(tǒng)的PID等反饋或其他模擬量的控制運算。數(shù)字量的智能控制

利用PLC能接受和輸出高速脈沖的功能，配備相應的傳感器（如旋轉變壓器等）或脈沖伺服裝置（如環(huán)形分配器、功率放大器、步進電機等）實現(xiàn)數(shù)字量的智能控制。

智能控制模塊：位控單元模塊、運動單元模塊、可實現(xiàn)曲線插補等功能。

數(shù)據采集與監(jiān)控

PLC實現(xiàn)現(xiàn)場控制，采集、記錄、顯示現(xiàn)場數(shù)控，以供進一步分析研究；

利用PLC自檢信號多的特點，實現(xiàn)自診斷式監(jiān)控，減少系統(tǒng)的故障，提高累計平均無故障運行時間，同時可減低故障修復時間，提高系統(tǒng)的可靠性。

通信、聯(lián)網、集散控制

PLC與PLC間的通信聯(lián)網；

PLC與計算機的通信聯(lián)網，由計算機實現(xiàn)其編程與管理；

PLC與智能儀表、智能執(zhí)行裝置的通信聯(lián)網，實現(xiàn)數(shù)控交互與控制；

利用PLC的強大的聯(lián)網功能，把PLC分布到控制現(xiàn)場，并實現(xiàn)各部分間的通信，達

到分散控制、集中管理，構成PCS系統(tǒng)。

PLC的基本組成（PLC是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機系統(tǒng)基本相同。）主要包括：中央處理單元、存儲器、輸入/輸出單元、電源、通信接口以

及擴展單元等。

各部分的功能為

1中央處理單元

接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據；

診斷電源、PLC內部電路的工作狀態(tài)和編程的語法錯誤；

用掃描的方式接收輸入信號，送入PLC的數(shù)據寄存器保存起來； PLC進入運行狀態(tài)后，根據存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進行解釋和執(zhí)行，完成用戶程序中規(guī)定的各種操作；將用戶程序的執(zhí)行結果送至輸出端。

2存儲器（系統(tǒng)程序存儲器，用戶程序存儲器，工作數(shù)據存儲器）

I/O 單元

輸入單元接受操作指令和現(xiàn)場的狀態(tài)信息，如控制按鈕、操作開關和限位開關、光電管、繼電器觸點、行程開關、接近開關等信號，并通過輸入電路的濾波、光電隔離和電平轉換等將這些信號轉換成CPU能夠接受和處理的信號。

輸出單元將CPU送出的弱電信號通過輸出電路的光電隔離和功率放大等轉換成現(xiàn)場需要的強電信號輸出，以驅動接觸器、電磁閥、電磁鐵等執(zhí)行元件。

3電源單元

PLC由開關式穩(wěn)壓電源為內部電路供電，有的PLC能向外部提供24V的直流電源

4特殊I/O單元—智能單元

智能單元本身是一個獨立的計算機系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲器，及與外界過程相連的接口。

5編程器

編程器的作用是供用戶進行程序的輸入、編輯、調試和監(jiān)視。有的編程器還可與打印機或磁帶機相連，以將用戶程序和有關信息打印出來或存放在磁帶上。磁帶上的信息可以重新裝入PLC。

PLC工作流程

（1）公共處理：復位監(jiān)視定時器、進行硬件檢查、用戶內存檢查等。

（2）程序執(zhí)行：CPU按照先左后右、先上后下的順序對每條指令進行解釋、執(zhí)行。

（3）掃描周期計算處理：掃描周期可設定為固定值，否則，則根據用戶程序長短計算。

（4）I/O刷新：讀入輸入點狀態(tài)，寫入輸入狀態(tài)寄存器中；將輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)傳送至輸出鎖存器，經輸出電路隔離和功率放大，驅動外部負載。

（5）通訊：外設端口服務。PLC循環(huán)掃描工作流程

PLC的工作方式

PLC采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的工作方式，這個過程可分為輸入采樣，程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段，整個過程掃描并執(zhí)行一次所需的時間稱為掃描周期。

！！數(shù)控機床的檢測系統(tǒng)

數(shù)控機床的檢測系統(tǒng)也就是應用于前文所提到的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中的速度檢測與位置檢測。

數(shù)控機床在線檢測系統(tǒng)分為兩種，一種為直接調用基本宏程序，而不用計算機輔助；另一種則要自己開發(fā)宏程序庫，借助于計算機輔助編程系統(tǒng)，隨時生成檢測程序，然后傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中。

數(shù)控機床在線檢測的工作原理

實現(xiàn)數(shù)控機床的在線檢測時，首先要在計算機輔助編程系統(tǒng)上自動生成檢測主程序，將檢測主程序由通信接口傳輸給數(shù)控機床，通過G31跳步指令，使測頭按程序規(guī)定路徑運動，當測球接觸工件時發(fā)出觸發(fā)信號，通過測頭與數(shù)控系統(tǒng)的專用接口將觸發(fā)信號傳到轉換器，并將觸發(fā)信號轉換后傳給機床的控制系統(tǒng)，該點的坐標被記錄下來。信號被接收后，機床停止運動，測量點的坐標通過通信接口傳回計算機，然后進行下一個測量動作。上位機通過監(jiān)測CNC系統(tǒng)返回的測量值，可對系統(tǒng)測量結果進行計算補償及可視化等各項數(shù)據處理工作。

測量典型幾何形狀時檢測路徑的步驟為：

1確定零件的待測形狀特征幾何要素；

2確定零件的待測精度特征；

3根據測量的形狀特征幾何要素和精度特征，確定檢測點數(shù)及分布；

4根據測點數(shù)及分布形式建立數(shù)學計算公式；

5確定檢測零件的工件坐標系；

6根據檢測條件確定檢測路徑。

結論：

在上述的研究中我們可以對數(shù)控系統(tǒng)對數(shù)控機床加工能力，方式，以及精度上面的作用以及影響。

在精度方面，除了我們所說的機床本身以及一些執(zhí)行元件，導軌的精度的影響外，數(shù)控系統(tǒng)的控制能力，檢測系統(tǒng)的準確性以及伺服系統(tǒng)就起到了決定性作用。

而在數(shù)控機床加工復雜性的方面，對PLC的開發(fā)應用就是最好的解決辦法，而據了解我國的PLC自主研發(fā)的能力和完備性，以及在其調試過程中所產生的問題仍然是未被完全解決，主要還是應用國外的西門子，三菱，松下的可編程控制器。

要解決這些問題，我們還是要在引進與使用國外先進設備的過程中對這些設備的設計思想，以及一些先進的理念進行學習，通過仿照開發(fā)的方式，從各個方面來進行研發(fā)，這個過程實屬不易，需要一代代人不斷的積累。記得我們的院長在一次講座中說過，一項技術的開發(fā)，并不是今天有一個概念明天就可以進行實施的，往往是經過了一代代研究的積累，十年二十年后才有成果的。所以我們就得從細節(jié)開始，作者要好好學習PLC。

王侃夫，數(shù)控機床控制技術與系統(tǒng)，王侃夫,機械工業(yè)出版社2007

徐世許，可編程序控制器原理、應用、網絡，中國科技大學出版社，2006

張曉坤，可編程控制器原理與應用，西北工業(yè)大學出版社 2008

第五篇：國內數(shù)控機床控制系統(tǒng)狀況分析

國內數(shù)控機床控制系統(tǒng)狀況分析國內數(shù)控機床控制系統(tǒng)怎么樣了，現(xiàn)在我們看下數(shù)控機床控制系統(tǒng)狀況：

1、國外數(shù)控機床技術現(xiàn)狀

（1）高速高精與多軸加工成為數(shù)控機床的主流，納米控制已經成為高速高精加工的潮流。

（2）多任務和多軸加工數(shù)控機床越來越多地應用到能源、航空航天等行業(yè)。

（3）機床與機器人的集成應用日趨普及，且結構形式多樣化，應用范圍擴大化，運動速度高速化，多傳感器融合技術實用化，控制功能智能化，多機器人協(xié)同普及化。

（4）智能化加工與監(jiān)測功能不斷擴充，車間的加工監(jiān)測與管理可實時獲取機床本身的狀態(tài)信息，分析相關數(shù)據，預測機床的狀態(tài)，提前進行相關的維護，避免事故的發(fā)生，減少機床的故障率，提高機床的利用率。

（5）最新的機床誤差檢測與補償技術能夠在較短的時間內完成對機床的補償測量，與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比，對機床誤差的補償精度能夠提高3～4倍，同時效率得到大幅度提升。

（6）最新的CAD／CAM技術為多軸多任務數(shù)控機床的加工提供了強有力的支持，可以大幅度提高加工效率。

（7）刀具技術發(fā)展迅速，眾多刀具的設計涵蓋了整個加工過程，并且新型刀具能夠滿足平穩(wěn)加工以及抗振性能的要求。

2。國外機床數(shù)控系統(tǒng)技術現(xiàn)狀

（1）發(fā)那科公司最新的FS30i／31i／32i／35i-MODELB數(shù)控系統(tǒng)，是FANUC公司最新的人工智能納米數(shù)控系統(tǒng)，這個系列數(shù)控系統(tǒng)靈 活地支持加工中心、車床、復合加工機床、五軸機床和各種高速高精度機床。系統(tǒng)支持①FL-net，②PROFIBUS-DP，③DeviceNet，④I／OLink-II，現(xiàn)場總線，系統(tǒng)可以實現(xiàn)納米級高精度插補，可提供編程和操作導航，實現(xiàn)系統(tǒng)操作的可視性和操作性。系統(tǒng)提供了剛性攻絲、大型機床控制、雙檢安全等功能。