33数控机床上的可编程控制器plc.ppt

第三章 数控机床电气控制系统 3.1 概述 3.2 数控系统的功能与特点 3.3 数控机床上的可编程控制器（PLC） 3.4 伺服系统 3.1 概述 3.1.1数控机床电气控制系统的组成 3.1.2数控机床电气控制系统的数据流程 3.2 数控系统的功能和特点 3.2.1 计算机数控系统的特点 计算机数控系统有下述主要特点： 具有灵活性 具有通用性 较强的环境适应性 复杂、高效的数控功能 高可靠性 完善的输入/输出通道 易于实现机电一体化 3.2 数控系统的功能和特点 3.2.2数控系统的功能 3.2 数控系统的功能和特点 补偿功能 人机对话功能 程序编制功能 输入、输出和通信功能 自诊断功能 3.2 数控系统的功能和特点 3.2.3数控系统的插补原理 1、插补：数据密化的过程。 对输入数控系统的有限坐标点（例如起点、终点），计算机根据曲线的特征，运用一定的计算方法，自动地在有限坐标点之间生成一系列的坐标数据，以满足加工精度的要求。 3.2 数控系统的功能和特点 2、插补方法的分类： A、基准脉冲插补： 1）应用：适用于以步进电机为驱动装置的开环数控系统。 2）特点：每次插补结束后产生一个行程增量，并以脉冲的方式输出到坐标轴上的步进电机。 3）脉冲当量：单个脉冲使坐标轴产生的移动量，是脉冲分配的基本单位。一般用δ来表示。 4）逐点比较插补法是以折线来逼近直线或圆弧曲线，它与给定的直线或圆弧之间的最大误差不超过一个脉冲当量。 3.2 数控系统的功能和特点 B、数据采样插补： 1）应用：适用于交、直流伺服电动机驱动的闭环（或半闭环）位置采样控制系统。 2）特点：是插补运算分粗插补和精插补两步进行。这类插补算法都是采用时间分割的思想，根据程序编制的进给速度，将轮廓曲线分割为采样周期的进给段（轮廓步长），即用直线或圆弧逼近轮廓曲线。 3.2 数控系统的功能和特点 3、典型的插补方法简介 逐点比较法 基本原理：被控对象在按要求的轨迹运动时，每走一步都要与规定的轨迹进行比较，由此结果决定下一步移动的方向。逐点比较法既可以作直线插补又可以作圆弧插补。 特点：运算直观，插补误差小于一个脉冲当量，输出脉冲均匀，而且输出脉冲的速度变化小，调节方便，因此在两坐标数控机床中应用较为普遍。 3.2 数控系统的功能和特点 3.2 数控系统的功能和特点 3.2 数控系统的功能和特点 偏差判别函数的递推形式 设当前切削点M(Xi,Yj)的偏差为F=Fi,j=XeYj-XiYe 则根据偏差公式 当Fi,j ?0 新加工点坐标为: Xi+1= Xi +1, Yj+1=Yj 新偏差为: Fi+1,j=XeYj-(Xi +1) Yj = Fi,j –Ye 当Fi,j 0 新加工点坐标为: Xi+1= Xi, Yj+1=Yj+1 新偏差为: Fi,j+1=Xe (Yj+1) - Xi Ye ＝ Fi,j +Xe 终点判别方法： 设置减法计数器(Xe??X ，Ye ??Y; 或Xe+ Ye ??; 或 max(Xe, Ye) ??)，进给一步减1，直至减到0为止 3.2 数控系统的功能和特点 3.2 数控系统的功能和特点 3.2 数控系统的功能和特点 3.2 数控系统的功能和特点 3.2.4 典型数控系统及其应用 1、数控系统是数控机床的核心。数控机床根据功能和性能要求，配置不同的数控系统。 2、典型数控系统： 国外：FANUC（日本）、SIEMENS（德国）、FAGOR（西班牙）、HEIDENHAIN（德国）、MITSUBISHI（日本）； 国内：广州数控、华中数控、航天数控。 3.3 数控机床上的可编程控制器（PLC） 3.3.1 PLC的工作原理 1、作用：代替数控机床上的继电器逻辑，完成逻辑控制。 可编程控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。 3.3 数控机床上的可编程控制器（PLC） 2、组成： PLC硬件组成：中央处理器（CPU）、存储器、 I／O单元、编程器、电源和外部设备等组成，内部通过总线相连。 PLC软件组成：包括系统软件和用户应用软件。 3.3 数控机床上的可编程控制器（PLC） 3.3 数控机床上的可编程控制器（PLC） 3.3 数控机床上的可编程控制器（PLC） 3、特点： (1) 可靠性高。 (2) 编程简单，使用方便。 (3) 灵活性好。 (4) 直接驱动负载能力强。 (5) 便于实现机电一体化。 (6) 利用其通信网络功能可实现计算机网络控制 3.3 数控机床上的可编程控制器（PLC） 3.3.2数控机床的PLC （1）