数控机床的主轴控制系统设计与调试(PLC控制)
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摘要：数控机床的主轴控制系统，它是利用数字化的信息对机床运动及工作过程进行控制的一种方法。课题采用PLC来控制这些器件，实现工业控制。以可编程控制器(简称PLC)作为控元件，替代机床继电器连接触器组成的电气控制部分，是为了提高机床电气控制系统的可靠性，这种方法主用于组合机床以及生产线上的专用机床用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控(NC)机床。要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数。
关键字：主轴控制、数控系统、自动化、智能化、PLC
要求分析：
1）本课题要考虑按纽、电机、制动器等元器件的选择还要考虑它们在实际使用中的具体性能本课程还要选择一个合适的制动器,还有一些按钮PLC只能提供24v直流电而数控电机采用交流110v电压控制,因此要通过直流接触器的通断来间接控制交流电动机.
3)根据使用时的一般经验选择电流为I=2P=22A，额定电压为380V。
3) 选择一个合适的电机对节约成本和提高设备的使用寿命有着重要的意义，因为西门子的电机有很高的精度还有很好的性能和广阔的市场占有率,因此西门子的电机即经济又实用。本设计选用西门子中等性能的Y型11KW三相异步电动机,能满足控制要求。
毕业设计说明书目录
引言…………………………………………………………………………………………19
第1章 数控技术的基本知识 …………………………………………………………19
1.数控技术的现状 …………………………………………………………………19
1．1国内外数控系统发展 …………………………………………………………19
2．数控技术发展趋势 …………………………………………………………………20
2．1性能发展方向……………………………………………………………………20
2．2功能发展方向 …………………………………………………………………20
3.我国数控技术的发展现状 …………………………………………………………21
（1）传统数控技术…………………………………………………………………21
（2）“PC嵌入NC”结构的开放式数控系统…………………………………………21
（3）“NC嵌入PC”结构的开放式数控系统…………………………………………21
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（4）SOFT型开放式数控系统…………………………………………………………22
4.数控技术的发展趋势 ………………………………………………………………22
（1）高速、高精加工技术及装备的新趋势…………………………………………22
（2）智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势………………23
第2章 数控系统的应用 ……………………………………………………………23
1.PLC和NC的关系 ……………………………………………………………23
2．PLC在数控机床中的应用……………………………………………………………24
3．PLC与数控系统及数控机床间的信息交换…………………………………………24
4．PLC在数控机床中的工作流程………………………………………………………25
5．PLC在数控机床中的控制功能………………………………………………………25
6.数控机床PLC控制系统的控制要求及分析…………………………………………25
6．1数控机床PLC控制系统的控制要求……………………………………………25
6．2控制要求分析……………………………………………………………………26
第3章 电路设计方案和论证……………………………………………………………26
3．1 数控机床主轴系统的PLC选型和资源配置…………………………………26
3．1．1 PLC的选型……………………………………………………………………26
3．1．2 I/O地址分配…………………………………………………………………26
3．1．3控制系统构成图……………………………………………………………26
3．1．4 PLC框图………………………………………………………………………27
3．1．5存储器容量估算 …………………………………………………………27
3．1．6控制功能选择 ……………………………………………………………28
3．1．7机型的选择…………………………………………………………………29
3.2方案论证…………………………………………………………………………30
3．2. 1方案一：继电器逻辑控制电路…………………………………………30
3．2. 2方案一的主电路图和控制电路图…………………………………………31
3．2. 3 方案一电路的论证…………………………………………………………32
3．2. 4 方案二：PLC控制电路……………………………………………………32
3．2. 5 方案二的主电路图和控制电路图…………………………………………33
3．2. 6方案二电路的论证…………………………………………………………33
第4章 元件的选择 ………………………………………………………………………34
4．1 空气开关的选择……………………………………………………………34
4．2 导线的选择…………………………………………………………………34
4．3 交流接触器的选择…………………………………………………………35
4．4 热继电器的选择……………………………………………………………35
4．5 中间继电器的选择…………………………………………………………36
4．6 电机的选择…………………………………………………………………36
第5章 数控机床的主轴控制程序设计 …………………………………………………36
5．1 流程图………………………………………………………………………36
5．2 软件部分……………………………………………………………………38
5．3 程序的下载、安装…………………………………………………………38
参考文献 ……………………………………………………………………………………39
毕业设计材料目录
1. 毕业实践任务书---------------------------------------------------------------------------------------------1
2. 外文翻译------------------------------------------------------------------------------------------------------2
3. 毕业实践调研报告----------------------------------------------------------------------------------------12
4. 毕业设计说明书-------------------------------------------------------------------------------------------16
5．参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------------------38
6毕业设计总结-------------------------------------------------------------------------------------------------39