机床电器控制与PLC绪论.ppt

本讲主要内容,机床电气及可编程序控制器在现代工业生产中的作用 电气控制及可编程序控制器的发展 本课程的任务和要求,本课程在现代工业生产中的作用,电气自动控制在现代机床中的地位 机床电气自动控制的发展,电气自动控制在现代机床中的地位,现代机床由工作机构、传动机构、原动机和自动控制系统组成 实现自动控制的方法主要有：机械、液压、气动等方法。电气自动控制是现代机床的主要控制手段 机床性能的提高取决于电气拖动与电气控制系统的更新,自动控制,是指在没有人直接参与的情况下，利用自动控制系统，使被控对象自动地按预定的规律去进行工作,综合应用了计算机 技术、电子技术、传感技术、伺服驱动等技术 机床自动化程度、加工效率、加工精度、可靠性不断提高 扩大了工艺范围、缩短新产品的试制周期、加快了新产品更新换代、降低了成本和减轻了工人的劳动强度 成果：机电一体化产品、数控机床、机器人、柔性制造单元及系统,现代的机床电气自动控制系统:,机床电气自动控制的发展概况,电气拖动的发展（单电机拖动、多电机拖动、交、直流无级调速） 电气拖动的控制方式由手动控制发展为继电接触器控制、顺序控制器、可编程控制器PC（Programmable Control）、数字控制及柔性制造系统。,继电接触器控制,作用：可实现对控制对象的起动、停车、调速、自动循环以及保护等控制 优点：控件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作可靠、易维护。在机床控制中得到长期、广泛的应用 缺点：体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难； 控制复杂时可靠性差。,顺序控制器,用于解决复杂和程序可变的控制对象 是继电器和半导体元件综合应用的控制装置 优点：具有程序改变容易、通用性较强的 应用：组合机床和自动线上,可编程控制器,具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能 优点：以工业控制为目标，具有功率级输出、接线简单、通用性强、编程容易、抗干扰性能力强、工作可靠 可编程序控制器的历史与发展,数字控制,机床电气控制发展的另一个方面 数控机床的控制系统：最初是由硬件逻辑电路组成的专用数控装置NC，随着计算机技术的发展，控制系统由微机控制即CNC或MNC 、DNC、FMS 计算机集成制造系统CIMS：由柔性制造系统加上计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助质量检测CAQ及计算机信息管理系统构成,CK1416型系列数控车床：小型高速精密数控车床 底座床身为一整体，倾斜床身，后置刀架，滚动导轨，全封闭罩壳 模块化设计，对不同加工对象，可实现不同的配置 标准机型采用SIEMENS系统，强力型交流主电机，交流伺服，两座标（X.Z）连续控制的卧式高档数控车床，回转刀架有8个工位 回转直径160mm的零件、端面可以进行车削加工，和加工各种螺纹、钻孔、镗孔等 适用于小盘类零件加工、短轴类零件加工，尤其是形状复杂、精度高、工序多、品种多变的单件或中小批量生产，可广泛应用于汽车、摩托车、仪器仪表、机械、液压等行业,本课程的内容与要求,任务：讲授以机床为主要对象的自动控制技术的基本原理和实现手段 内容：以国内使用最多的继电接触器控制为重点讲授内容，兼顾电气控制中的先进技术，从应用的角度出发讲授可编程控制器 要求： 掌握电气自动控制的基本原理； 熟悉一般机床的电气控制电路并具有一定的设计能力； 对可编程控制器具有初步的了解，并能进行简单的设计应用。,可编程序控制器的历史与发展,1968年，美国通用汽车公司（GE）提出了研制PLC的基本设想：能用于工业现场；能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的元件和修改内部接线；出现故障时易于诊断和维修。 1969年，美国数字设备化司（DEC）研制出了世界上第一台可编程控制器。 70年代，出现了使用微处理器并具有编程语言的PLC。,7家举足轻重的PLC制造厂家： 美国的Rockwell自动化公司所属的A-B (Allen-Bradley)公司 GE-Fanuc公司 德国的西门子（Siemens）公司 美国的Modicon公司 法国TE（Telemecanique）公司 日本三菱公司 日本立石（OMRON）公司,美国Rockwell（罗克威尔）公司由A-B(Allen-Bradley)公司、S+S、瑞恩电气、 Rockwell软件、道奇等公司组成。A-B公司是世界上首屈一指的PLC制造公司，1989年在美国市场占有率为39；GE-Fanuc公司为11.5；Modicon公司为13.5；TI公司为9.2；Square D公司为5.5。,国内PLC的发展概况,用PLC改造设备 国产的小型PLC（I/O点数256）已形成一定的批量，但无主流产品 中型PLC的开发才刚刚起步 国产小型PLC厂家及其产品有上海东屋电器有限公司生产的CF系列 不海工业自动化研究所生产的TCMS-300/D 杭州电子计算机厂生产的YZ系列 苏州机床电器厂生产的CYK/KB系列等,国内中型PLC的发展情况,机械部北京自动化所和天津