1、 P PLCLC 改造普通车床论文改造普通车床论文 题目：题目：PLCPLC 改造普通车床的研究改造普通车床的研究 目录目录 一、引言一、引言 二、改造方案的确定二、改造方案的确定 三、机械部分的改造三、机械部分的改造 3.1 主轴传动系统 3.2 进给传动系统 四、控制系统设计四、控制系统设计 4.1 硬件结构 4.2 软件结构 五、设计中几个关键问题的处理五、设计中几个关键问题的处理 5.1 防止步进电机在运行时失步 5.2 数据输入装置和数码输出显示电路 5.3 元件故障检测 六、结束语六、结束语 一、引言一、引言 目前，在机械加工企业中，有许多旧式普通机床，为了机床适应小批量、 多品种
2、、复杂零件的加工，充分利用普通机床，就需要对普通机床进行机电一 体化改造。通常改造法有几种： 一种方法是以微机作为控制元件(主要是单片机)， 通过对机床的进给系统进 行改造，采用步进电动机开控制系统； 第二种方法是以可编程控制器(简称 PLC)作为控元件，替代机床继电器镰接 触器组成的电气控制部分，是为了提高机床电气控制系统的可靠性，这种方法 主用于组合机床以及生产线上的专用机床； 第三种方法采用的数控数控设备来控制机床的伺服进给系统， 其伺服进给为步进 电机开环控制系统。 这几种控制方法各有特点：机构成的控制系统不但能控制机床的运动轨迹， 也可以机床的机械结构，但是其接口设计复杂，可靠性低，
3、而 PLC 成的控制系 统接口简单，可靠性高，但不能控制机床的轨迹，对机床的机械结构部分没有 改变。虽然采用专用的设备不但能简化机床的机械结构，而且能控制机床的运 轨迹，但专用数控设备价格高，不适应经济性数控机床。 近几年随着微电子技术、 计算机技术、 集成技术以及自动控制技术的发展， PLC 的功能越来越强大，功能模块越来越多，可以在小型 PU：机上实现大型机 的功能。 本文提出了用PLC控制步进电动机和机床主轴来实现机床的数控化造。 二、改造方案的确定二、改造方案的确定 数控改造普通机床主要是解决机床和运动部分的传之间的关系，以C616 卧式车床为例，其传动链主要有：主轴 传动系统、进给传
4、动系统。为了能充 分利用 PLC 的功能，造设计方案如下： 1)主轴传动系统采用变频调速； 2)横向进给和纵向进给传动系统采用步进电机开环控 3)刀架部分不变； 4)主要技术参数：横向进给脉冲当量 0.05 mm/step，快进速度 2mm/min 纵向进给脉冲当量 0.001 mm/step，快进速度 1 mm/min。 三、机械部分的改造三、机械部分的改造 3.1 主轴传动系统 为 T 简化主轴箱的结构， 满足主轴调速和转矩要求主传动系统原交流异 步电动机型号不变，采用三相异步电动经皮带、降速齿轮驱动主轴旋转： 3.2 进给传动系统 横向进给和纵向进给传动系统都采用步进电机经减速轮驱动滚珠丝杠滚珠丝杠副， 推动刀架拖板作插补运动。为了提给 lf 动精度，齿轮选用具有调隙结构的直 齿轮，滚珠丝杠副安装时要预紧。 四、控制系统设计四、控制系统设计 4.1 硬件结构 为了系统以后功能的扩充，提高系统的可维护性，本控系统采用模块化设 计。它由四个子系统构成，即 PLC 控制器、变频器、步进电机驱动模块、键盘 /显示板。其控制系统组成逻辑图如图 2 所示，其 PLC 控制器选
