CK6150数控车床上的应用Word下载.doc
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学生姓名：
田旺上
指导教师：
邓利红
完成日期：
2015.5.10
5
FAGOR8025/8030数控系统及其在CK6150数控车床上的应
用设计
摘要
本设计是数控机床的PLC控制，用国内广泛使用的德国西门子S7-200系列PLC来控制CK6150数控机床。
本设计主要包括CK6150机床的简单介绍、PLC类型选择、输入/输出分配表、梯形图、指令语句等内容。
本文分析了数控中的PLC，以CK6150数控车床的PLC控制来分析PLC在工业中的应用。
通过CK6150数控车床的PLC控制这个实例，可以清楚地看出独立型PLC与CNC装置之间、PLC与机床侧的开关量之间的I/O连接关系：
并通过PLC程序设计，使CNC装置、PLC和数控机床三者紧密结合在一起，形成一个有机整体，从而控制数控机床有条不紊地工作。
关键词：
可编程控制器（PLC）,控制,数控机床
30
ABSTRACT
ThisdesignisthePLC’sconformityofCNCmachinetools.Germany'
sSiemensS7-200seriesPLCwhatiswidelyusedathometocontroltheCK6150CNCmachinetools.ThedesignincludesabriefintroductionoftheCK6150machine,PLCtype,input/outputallocationtable,ladder,instructions,etc.statements.ThispaperanalyzesthePLCofthenumericalcontrolandapplicationsofPLCcontrolinindustrybythePLC’sconformityoftheCK6150CNCmachinetools.YoucanclearlyseethattheI/OconnectionsbetweenindependentPLCandCNCequipmentandthatPLCandthemachinesideoftheswitchbythisexampleofthePLC’sconformityoftheCK6150CNCmachinetools.ThecloseconnectionwiththethreetogetherformsanorganicwholebythedesigningofPLCprogram,andthusconformityofCNCmachinetoolsworkinanorderlymanner.
KEYWORDS:
Programmablecontroller（PLC），control，enginebednumericalcontrol
目录
摘要 I
ABSTRACT II
前言 1
一.FAGOR8025/8030数控简介
1.1外形结构 2
1.2I/O连接器配置 3
二．K6150数控车床PLC控制
2.1概述 7
2．2CK6150数控车床 7
2．2．1CK6150型数控车床控制电路工作原理 8
2．3PLC类型的选择 11
2．4输入/输出分配表 12
2．5PLC的I/O接线图 13
2．6PLC主程序梯形图 15
2．7主要子程序梯形图 17
2．7．1液压卡盘和液压尾座控制子程序 17
2．7．2冷却和润滑控制子程序 19
2．7．3换刀控制子程序 21
2．7．4主轴控制子程序 23
2．7．5急停、进给保持控制子程序 26
结语 29
参考文献 30
谢辞 31
前言
大学生活即将结束，而毕业设计却是我们大学学习生活的很重要的一部分，是我们在校学习的最后一个环节，是评价我们是否是一个合格大学生的一个很重要标准，因此在做毕业设计时，我都怀着很重视的态度去做的。
在刚接到要做毕业设计的任务，我一下子感到无从下手，有点迷茫，由于从没有做过这样的设计，因此我不得不感谢我的指导老师，没有她不辞劳苦的教诲，我是不会这么快的完成毕业设计。
经过几天的查找资料，我发现数控加工是机械行业一门新的专业，数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作、柔性化、集成化生产的基础。
它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。
随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。
同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。
随着改革开放深入发展，全国特别是国有大中型企业及三资企业，在生产中都广泛地应用了数控加工技术和计算机辅助加工技术。
由于市场竞争日益激烈，从而导致对专业人才的大量需求。
随着民营经济的飞速发展，我国沿海经济发达地区（如广东，浙江、江苏、山东），数控人才更是供不应求，所以我觉得数控行业有着十分广阔的前景，所以就有试着做这方面设计的念头，又因为我们在校时也开了这方面的课程，我对数控的编程又有一定的了解，就选择典型零件的数控铣床铣削编程与操作设计这个课题。
要成为数控编程员就要具备：
掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握机械的设计和制造专业知识，熟练掌握三维CAD、CAXA、UG软件，熟练掌握数控手工和自动编程等技术；
这样的高的要求就更能考察我们的综合知识掌握的怎么样，所以我愿意接受这个任务，来自我检验一下自己是否合格一个的大学生。
经过二个月的精心准备，我的毕业设计终于告以段落，二个月的忙碌对我来说有着丰富的收获，我学会了如何与同学、老师的沟通，学会了与同学配合完成任务，学会了如何利用图书、网络搜集信息等。
一．FAGOR8025/8030数控系统简介
FAGOR8025/8030数控系统是由西班牙FAGOR公司生产的数控系统产品它有T、TG、TS三个系列，其中T系列为车床系列，TG系列为带有图形功
能的车床数控系统，TS为具有刀具自旋转功能的车床数控系统。
系统最多可驱
动六个坐标轴，也可以接受六个坐标轴的反馈输入，可以实现三轴联动直线插补，
两轴直线或圆弧插补。
系统分辨率为1um,机床定位精度接近2um。
系统中G00
的最大进给速度可达到65.535m/min，可控最大主轴转速为9999r/min。
刀库容量
可达99把刀具。
8英寸单色CRT显示器可进行静、动态图形显示。
经RS-232
和RS485通信接口可以很容易地实现通讯和联网。
具有完备的刀具补偿功能，
有较强的错误诊断能力，还具有探针输入功能。
1.1外形结构
FAGOR8025/8030车床数控系统外形结构如图1.10所示，其操作面板、CRT显示器和系统主板采用一体化集成安装结构。
该数控系统分为不带PLC型和内装PLC型两种形式，其前面板及外形结构相同，后面板I/O连接器数量不同，不带PLC型只有I/O1、I/O2两个I/O连接器，而内装PLC型有I/O1、I/O2、I/O3三个I/O连接器，如图1.11所示。
图1.10FAGOR8025/8030数控系统外形结构
1.2I/O连接器配置
FAGOR8025/8030数控系统采用交流220V电源供电，靠后备锂电，保存机床参数等信息。
该系统有两个I/O连接器，5个编码器输入插座，1个电子手轮输入插座，2个串行通信接口。
图1.11FAGOR8025/8030数控系统后面板布局
（1）I/O连接器
I/O连接器I/O1、I/O2用来向伺服驱动装置提供模拟电压给定信号，向外部独立型PLC
输出辅助功能信号，接收外部PLC送来的同步信号等，配置如图1.12所示。
其中M1~M15为M功能译码输出；
MST01~MST80为M、S、T功能BCD编码输出，与3个选通信号MStrobe、SStrobe、TStrobe配合，实现辅助功能输出控制；
EmergencyStop为外部输入到NCN的急停信号，FeedHold为外部输入到NCN的进给保持信号，这两个信号均为低电平有效。
图1.12FAGOR8025/8030数控系统I/O连接器
（2）位置反馈编码器输入A1、A2、A3、A4
A1~A4为4个位置反馈旋转编码器输入15针插座，其中A1用于X轴反馈，A2用于刀具或第4轴反馈，A3用于Z轴反馈，A4用于C轴或第3轴反馈。
插针排列如图1.13（a）所示。
（3）主轴编码器输入A5
A5为主轴编码器输入插座，用于主轴转速反馈和螺纹加工，插针排列方式如
图1.13（b）所示。
（4）电子手轮输入A6
A6为电子手轮输入插座，1~5号插针用于手轮输入，6~8号插针用于探针输入，插针排列如图1.13（c）所示。
图1.13编码输入信号连接器
二．CK6150数控车床PLC控制
2.1概述
数控机床的控制就是由数控系统和可编程控制器协调配合共同完成的。
[6]其中可编程控制器主要完成与逻辑运算有关的一些动作，没有实现轨迹运动上的具体要求。
可编程控制器通过辅助控制装置完成机床相应的开关动作，如刀具的更换，工件的装夹，冷却液的开关，自动润，滑等一些辅助动作。
它还接收机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的动作，另一方面，将一部分信息送往数控系统用于加工过程的控制。
在现代数控系统中，多数机床逻辑控制器都由可编程控制器来实现，也就是利用PLC中可靠的开关实现，从而避免相互矛盾和操作者有危险的现象出现。
2．2CK6150数控车床
CK6150普通数控车床主要由床身、主轴变速箱、进给箱、刀架、尾座、丝杆和光杠等部分组成。
具有性能优越、操作方便、外形美观、结构先进等优点。
主轴变速箱用来支承主轴和传动其旋转，它包含主轴及其轴承、传动机构、启停及换向装置、制动装置、操纵机构及润滑装置。
进给箱用来变换被加工螺纹和导程，以及获得所需的各种进给量，它包含变换螺纹导程和进给量的变速机构、变换螺纹种类的移换机构、丝杆和光杠转换机构以及操作机构等部件。
溜板箱用来将丝杆或光杠传来的旋转运动变为直线运动并带动刀架进给，控制刀架运动的接通、断开和换向等操作。
车床的切削运动包括卡盘或顶尖带动工件的旋转主运动。
中小型普通车床的主运动和进给运动一般采用一台异步电动机进行驱动。
[5]根据被加工零件的材料性质、几何形状、工作直径、加工方式及冷切条件的不同，要求车床有不同的切削速度，因此车床主轴需要在相当大的范围内改变速度，普通车床的调速范围在70以上，中小型普通车床多采用齿轮变速箱调速。
车床主轴在一般情况下是单方向旋转的，但在车削螺纹时，要求主轴能正反转。
主轴旋转方向可通过离合器或
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