单元五数控机床接口电路的设计讲述.ppt

《工业机器人工作站系统集成》 常州机电 《工业机器人工作站系统集成》 主讲教师：汪励 单元五 数控机床接口电路的设计 工作任务描述: 掌握工业机器人数控机床上下料工作站的特点。 掌握工业机器人数控机床上下料工作站与数控系统的接口电路。 学习目标: 通过本任务学习，应能： 1.了解数控机床的组成。 2.掌握工业机器人数控机床上下料工作站的特点。 3.掌握工业机器人数控机床上下料工作站与数控系统的接口电路。 数控机床（Computer Numerical Control Machine Tools）是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床，简称CNC。 上下料机器人是在数控机床上下料环节取代人工完成工件的自动装卸功能，主要适应对象为大批量、重复性强或是工件重量较大以及工作环境具有高温、粉尘等恶劣条件情况下使用。具有定位精确、生产质量稳定、减少机床及刀具损耗、工作节拍可调、运行平稳可靠、维修方便等特点。 知识准备 一、数控机床的组成 知识准备 数控机床的组成如图所示。 数控机床的组成 一、数控机床的组成 知识准备 1) 程序载体及输入/输出装置 编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、磁卡、磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。 输入装置将数控加工程序等各种信息输入到数控装置；输出装置用于观察输入内容和数控系统的工作状态。常见的输入/输出装置有键盘、软驱、RS232接口、USB接口、显示器、发光指示器、操作控制面板等。 2) 数控装置 数控装置是数控机床的核心，它包括CPU、存储器、各种I/O接口以及相应的软件。 数控装置接受输入装置送来的程序，进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号控制机床的各个部分进行相应的动作。这些控制信号包括：各坐标轴的进给量、进给方向和速度的指令，经伺服驱动系统驱动各执行部件运动; 一、数控机床的组成 知识准备 主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号；控制冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度工作台转位等辅助指令信号等。 3) PLC PLC主要作用是接收数控装置输出的主运动变速、刀具选择交换、辅助装置动作等指令信号，经必要的编译、逻辑判断、功率放大后直接驱动相应的电器、液压、气动和机械部件，以完成指令所规定的动作，此外还有行程开关和监控检测等开关信号也要经过PLC送到数控装置进行处理。 4) 伺服系统及位置检测装置 伺服驱动系统由伺服驱动电路和伺服驱动装置（电机）组成，与机床上的传动和执行部件组成进给系统。每个作进给运动的执行部件，都配有一套伺服驱动系统。 在半闭环和闭环伺服驱动系统中，还得使用位置检测装置，间接或直接测 一、数控机床的组成 知识准备 量执行部件的实际进给位移，与指令位移进行比较，纠正所产生的误差。 5) 机床的机械部件 机械部件包括主运动部件，进给运动执行部件如工作台、拖板及其传动部件和床身立柱等支承部件，此外，还有冷却、润滑、排屑、转位和夹紧等辅助装置。 对于加工中心类的数控机床，还有存放刀具的刀库、交换刀具的机械手等部件。 二、PLC在数控机床中的应用 知识准备 1．PLC在数控机床中的应用形式 PLC在数控机床中应用，通常有两种形式：一种称为内装式；一种称为独立式。 内装式PLC也称集成式PLC，采用这种方式的数控系统，在设计之初就将CNC和PLC结合起来考虑，CNC和PLC之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的，因而有较高的较高交换速度和较宽的信息通道。它们可以共用一个CPU也可以是单独的CPU， PLC和CNC之间没有多余的导线连接, 增加了系统的可靠性，而且CNC和PLC 之间易实现许多高级功能。PLC中的信息也能通过CNC的显示器显示， 这种方式对于系统的使用具有较大的优势。高档次的数控系统一般都采用这种形式的PLC。 二、PLC在数控机床中的应用 知识准备 独立式PLC也称外装式PLC，它独立于NC装置，具有独立完成控制功能的PLC。在采用这种应用方式式，可根据用户自己的的特点，选用不同专业PLC厂商的产品，并且可以更为方便的对控制规模进行调整。 2．PLC与数控系统间的信息交换 PLC与外部的信息交换，通常有四个部分。 (1) 机床侧至PLC 机床侧的开关量信号通过I/O单元接口输入到PLC中，除极少数信号外，绝大多数信号的含义及所配置的输入地址，均可由PLC程序编制者或者是程序使用者自行定义。数控机床生产厂家可以方便的根据机床的功能和配置，对PLC程序和地址分配进行修改。 二、PLC在数控机床中的应用 知识准备 (2