立式车床的数控化改造 毕业论文

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1、目录第一章绪论21.1课题研究背景2第二章机床数控系统42.1改造方案42.2相关技术42.2.1变频技术42.2.2伺服控制62.3PLC技术72.3.1基础知识72.3.2发展趋势82.4小结8第三章PLC编程技术93.1概述93.1.1语言特点93.1.2编程语言的形式103.2程序设计113.2.1程序结构113.2.2变量表223.3小结22第四章PLC接口与通信技术234.1自由口模式下PLC与计算机的通信234.1.1通信协议234.1.2通信技术254.2PLC与控制系统通信334.3PLC与人机界面HMI344.4小结35

2、第五章总结36论文总结36致　　谢37参考文献38第39页共39页朱景尚第一章绪论1.1课题研究背景由于机床一般都具有较长的使用时间，在上个世纪70、80年代制造的普通机床都采用的是接触器-继电器控制，到目前有很大一部分还在使用，该系统具有体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是由触点控制，在控制复杂时可靠性降低。在如今的加工环境中已经越来越不适应精确，高效率的要求。可编程序控制器(PLC)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。PLC是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于

3、计算机控制方式，PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。机床采用了PLC控制，用软件实现对机床运行的自动控制，可靠性大大提高。控制系统结构简单，外部线路简化。另外可方便地增加或改变控制功能。也可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。鉴于其种种优点，目前，普通机床的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。同时，由于电机交流变频调速技术的发展，机床的调速方式已由原来的齿轮箱固定档位调速改为直接由伺服电机拖动的无级调速。它具有体积小，调速范围广。如果要把那些老式机床废弃，重新购买新的数控机床，不仅花费巨

4、大，而且原有的老式机床也将浪费。在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个"永恒"的课题。所以，对这些机床进行数控化改造，就有了很大的市场，且具有投资少，交货快，可充分利用现有条件和采用最新技术的特点。同购置新机床相比，一般可以节省60％～80％的费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只花新机床购置费用的1/3，交货期短。但有些特殊情况，如高速主轴、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱，往往改造成本提高2～3倍，与购置

5、新机床相比，只能节省投资50%左右。第39页共39页朱景尚可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。宏观上看，工业发达国家的军、民机械工业，在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床拥有量中，数控机床的比重(数控化率)到1995年只有1.9％，而日本在1994年已达20.8％，因此每

6、年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。目前，在我国随着企业加速进行现代化技术改造，PLC及其应用技术越来越多的应用到企业的设备改造和技术更新之中。近几年在大型机床的电气化改造中PLC技术的应用得到了长足发展，有许多成功范例。第39页共39页朱景尚第二章机床数控系统我国20年以前生产的机床电气控制普遍采用交流接触器和继电器进行控制，经过长期使用，电器元件老化，触点烧损，造成设备故障频发。在维护中由于线路接点多，元件更新，许多故障不能及时处理，给企业生产带来诸多不便。随着电子和信息技术的发展，PLC技术也获得了长足

7、进步。许多企业为了提高机床效率与精度开始对老式机床进行技术改造，运用PLC、变频控制、人机交互、网络控制等技术提高机床的可靠性和精度，提高设备现代化技术水平，以适应市场经济带来的挑战。2.1改造方案C5235双柱立式车床是武汉重型机床厂70年代生产的大型车床，采用接触器和继电器回路进行控制，主要加工大型碎矿、选矿备件。近几年，由于线路老化、接点烧损，电气故障频繁发生，控制回路多，故障难以及时排查，加之电子元件改型，往往牵一发而动全身，给维护工作带来极大困难。经有关技术人员讨论决定对电气线路进行数控化改造，采用PLC摸块作核心控制，用变频器驱

8、动主电机带动工作盘，左右立柱电机更换步进电机，传动丝杠改用滚珠丝杠，用触摸屏代替控制柜，实现实时显示与控制。改造后走刀量实现了精确控制与显示，加工锥体不再板立柱，安装专用挂轮系统