《数控原理与系统》第7章 数控机床电气控制系统.ppt

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1、第7章数控机床电气控制系统7.1概述7.2JBK-30型数控系统及其在CJK0630A车床上的应用7.3FAGOR8025/8030数控系统及其在CK6150数控车床上的应用7.4数控系统中PLC的信息交换及M、S、T功能的实现7.5数控机床电气图的绘制方法小结习题7.1概述数控机床是典型的机电一体化产品，除了计算机数控装置和伺服驱动装置之外，还必须有配套的电气控制电路和辅助功能控制逻辑。7.1.1数控机床电气控制电路数控机床的电气控制电路包括主电路、控制电路、数控系统接口电路等几个部分，涉及低压电器元件、机床电气控制技

2、术和数控系统接口等知识。机床主电路主要用来实现电能的分配和短路保护、欠压保护、过载保护等功能。在控制要求较高的数控机床总电源回路中，为了保证数控系统的可靠运行，一般要通过隔离变压器供电；对于电网电压波动较大的应用场合，还要在总电源回路中加装稳压器；对于主回路中容量较大、频繁通/断的交流电动机电源回路，为了防止其对数控系统产生干扰，一般要加阻容吸收电路。机床控制电路主要用来实现对机床的液压、冷却、润滑、照明等进行控制，该电路的控制原则与普通机床相同，但有些开关信号来自数控系统，而且在交流接触器、继电器线圈的两端要加阻容吸收

3、。数控系统接口电路用来完成信号的变换和连接。由于在数控系统内部是直流弱电信号，而机床电气控制电路是交流强电信号，为防止电磁场干扰或工频电压串入计算机数控系统中，一般采用光电耦合器进行隔离。常见的接口电路如图7.1所示。（a）直流输入接口(b)达林顿晶体管输出接口图7.1数控系统开关量输入/输出接口7.1.2数控辅助功能数控系统除了用于进给位置控制的准备功能（G功能）之外，还有用于零件装卸、冷却液开关、主轴启停等控制的辅助功能(M功能),以及用于指定主轴转速的S功能、用于刀具更换的T功能。这些辅助动作控制功能通称为数控辅助

4、功能。1.辅助功能M辅助功能M，用来控制主轴的正反转及停止，主轴齿轮箱的变速，冷却液的开关，卡盘的夹紧和松开，以及自动换刀装置的取刀和还刀等。在零件程序中，用字母“M”后跟2位十进制数字构成的M代码编程。表7.1所示，为某数控系统的基本辅助功能。表7.1基本辅助功能动作类型辅助功能代码功能类型辅助功能代码功能类型M00M01M02M03M04M05M06程序停选择停程序结束主轴顺时针旋转主轴逆时针旋转主轴停换刀准备AAAIIACM07M08M09M10M11M30液状冷却开雾状冷却开冷却液关夹紧松开程序结束并倒带IIAH

5、HA各辅助功能的执行条件是不完全相同的，从而可以分为4种动作类型。有的辅助功能在它所在程序段开始执行时就立即起作用，这类辅助功能称为段前辅助功能，记为I，例如M03、M04等。有些辅助功能要等到它所在程序段中的坐标轴运动完成之后才起作用，故称为段后辅助功能，记为A，例如M05、M09等。有些辅助功能只在本程序段内起作用，当后续程序段到来时便失效，称为当前辅助功能，记为C类，例如M06等。还有一些辅助功能一旦被执行便一直有效，直至被注消或被取代为止，称为保持类辅助功能，记为H类，例如M10、M11等。对于不同动作类型的辅助

6、功能，在用逻辑电路或编写PLC程序实现时，其处理方法也将不同。2．S功能S功能主要完成主轴转速的控制，有S2位代码和S4位代码两种编程形式。S2位代码用字母“S”后跟2位十进制数的形式来指定主轴转速，S00～S99共100级，主要用于分档调速的主轴。S4位代码用字母“S”后跟4位十进制数的形式来指定主轴转速，例如，S1500就直接表示主轴转速为1500r/min。S4位代码表示的转速范围为0～9999r/min，用于带专用主轴驱动单元的连续或分段无级主轴调速。3．T功能T功能即刀具功能，T代码后跟随2～5位数字表示要求的

7、刀具号和刀具补偿号。数控机床根据T代码，通过PLC可以管理刀库，自动更换刀具，也就是说根据刀具和刀具座的编号，可以简便、可靠地进行选刀和换刀控制。7.1.3数控系统中的可编程控制器（PLC）数控系统辅助控制功能以开关量顺序控制为主，可采用继电器控制逻辑或可编程序逻辑控制器（PLC）实现。在一些经济型的数控车床和辅助动作比较简单的数控机床上，为了简单起见，其辅助动作的控制常用继电器逻辑实现。而在功能比较完善的数控机床上，其辅助动作的控制逻辑一般都比较复杂，如果仍使用继电器实现，则电路的设计和调试将比较困难，可靠性也差。因此

8、，多数数控机床都采用可编程控制器（PLC）来完成辅助运动的控制。根据所用PLC与CNC装置之间的关系不同，数控系统中的PLC分为内装型PLC和独立型PLC两种配置形式。1．独立型PLC所谓独立型PLC实际上也就是一个通用型PLC，它完全独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件，能够独立完成逻辑顺序控制任务。它与CNC装