车床的电气改造设计带CAD图纸与PLC变频器等部件的接线图.docx

1、车床的电气改造设计带CAD图纸与PLC变频器等部件的接线图摘 要摘要:20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，数控技术被认为是20世纪制造业最神奇、最具有成果的进展。自从1952年美国第l台数控车床问世至今已经历了50多个年头，特别是近lO年来，数控技术有了巨大进步，数控车床向着高速化、高精度化发展，复合加工、新结构车床大量出现。中国是一个传统的机械制造大国，但其装备水平落后，特别是一些老的机械制造厂大多还是比较旧的车床，这些旧的数控车床不能满足现代客户的加工要求，如：加工精度，小批量生产等。解决这个问题有两种途径：一是购买新的数控车床；二是在旧的车床基础上进行数控化改造。本设计

2、是针对普通车床C6140进行数控化改造，其现实意义在于寻找一种可行的、有推广价值的设备改造方法，对传统机械制造行业的技术装备进行技术提升，以解决目前设备老化所带来的问题。同时介绍可编程控制器(PLC)的原理、组成以及编程，具体在C6140车床改造中的应用，对PLC在数控系统控制下所完成的控制功能作简单阐述, 并介绍了可编程控制器（PLC）应用于车床控制系统的控制原理;系统设计方法;输入、输出点数确定;程序设计及手动操作梯形图设计，并给出了PLC的控制电路接线图和梯形图。因此，本系统采用经验设计法为主的设计方法，取得了良好的效果。关键词 : 车床；可编程控制器PLC；梯形图AbstractAbs

3、tract:The 20th century, human societys greatest scientific and technological achievements are the invention and application of computer, numerical control technology is considered the 20th century the most magical manufacturing，the most fruitful progressSince 1 952 the United States No1 since the ad

4、vent of CNC lathe has undergone more than 50 years，especially in the past 10 years，numerical control technology has been tremendous progress toward the high-speed CNC lathes，high precisiondevelopment, composite processing，the new structure machine tools have emergedChina is a traditional mechanical

5、manufacturing power, but the level of its equipment behind，especially some old factories are mostly mechanical or older lathes，CNC lathe these old should not meet the modem customer process远g requirements，such as machining accuracy ,small mass production, etcTo solve this problem there is two ways：F

6、irst, purchase a new CNC system；Second，at the old foundation on CNC lathe transformationThe C6140 is designed for CNC Lathe for the transformation, and its practical significance is to find a feasible and promote the value of the equipment modification method, the traditional machinery manufacturing

7、 industry, technology and equipment for technology upgrading in order to resolve the current caused by aging equipment problems. Programmable logic controller is also introduced (PLC) principles, composition and programming, specifically in the application of C6140 Lathe, numerical control system of

8、 the PLC under the control of the control functions performed by briefly explained and introduced programmable logic controller (PLC ) used lathe control system control theory; system design; input and output points to determine; programming and manual operation of the ladder design, and gives the c

9、ontrol circuit wiring diagram of PLC and ladder. Therefore, the system design using experience-based design methods, and achieved good results. Keywords:Lathe; Programmable Logic Controller (PLC) ;Ladder朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典前 言数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字

10、化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。数控技术在机械制造业中得到广泛的应用，是因为它有效地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题，能适应各种机械产品迅速更新换代的需要，使企业快速响应市场需求的能力大大加强，其经济效益显著。数控技术是20世纪70年代发展起来的一种车床自动控制技术。30多年来，随着电子器件、计算机、传感与检测、机械制造技术的不断进步，以电子信息技术为基础，集传统的机械制造技术，计算机技术，成组技术与现代控制技术，传感测控技术，信息处理技术，网络通讯技术、液压

11、气动技术、光机电技术于一体的数控技术得到迅猛发展和广泛应用。使得普通车床逐渐被高效率、高精度的数控设备所代替，从而形成了巨大的生产力，导致了制造业发生了根本性变化，数控技术已成为现代制造技术的基础，其水平高低和数控车床拥有量多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志【1】。工业装备的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的发展水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)使用的技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么样劳动资料生产。当今世界各国制造业广泛采用数控

12、技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径【2】。随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高。产品的更新换代也不断加快。因此对机床不仅要求具有较高的精度和生产率，而且应能迅速地适应产品零件的变换，生产能力的需要促进了数控机床的产生。数控车床又称数字控制（Numerical Control,简称NC）机床。它是20世纪50年代初发展起来的一种自动控制机床，而数控车床是其中的一类实用性很强的机床形式。数控车床是基于数字控制的。数控机床，就是采用了数控

13、技术的机床。是一个装有程序控制系统的机床，该统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令规定的程序。此种程序控制系统，即数控系统。数控系统是一种控制系统，它自动阅读输入载体上事先给定的数字值，并将其译码，从而使机床动作和加工零件。绪 论目前，我国拥有300多万台机床，是生产和使用机床最多的国家之一, 但现有机床大多数服役年龄较长.大都是多年来生产积累的通用机床，设备陈旧落后.柔性和自动化程度低。要想在短时期内大量地更新现有设备，无论从资金还是国内机床制造厂的生产能力都很难做到。对于机床进行数控化改造投资少，见效快，是机械制造厂挖掘技改的一条成功之路。 对车床进行数控化改造，使其可以加工出传

14、统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高37倍。加工零件的精度高，尺寸分散度小，拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能。降低了工人的劳动强度，节省了劳动力，减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求做出快速反应等等。由于数控机床具有自动化程度高加工精度高,质量稳定,便于生产管理现代化等特点.数控机床的应用越来越普及,也是制造业现代化的必然趋势.如果全部淘汰旧机床而采用新的数控机床不仅所需资金太大,而且会造成原有设备的闲置和浪费. 我国的再制造技术研究起步较晚.迫切需要大力发展,即能充分利用原有的旧设备资源,

15、减少浪费又能够以较小的代价获得性能先进的设备,满足现代化生产的要求.普通车床是应用非常广泛的金属切削工具，,目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用。由于继电器系统接线复杂,故障诊断与排除困难,并存在着固有缺陷。由于它是利用布线组成各种逻辑来实现控制,需要大量机械触点,因此可靠性不高；当改变生产流程时要改变大量的硬件接线,甚至重新设计系统,要耗费大量的人力物力,花费很多时间。因而造成了这些企业的生产率低下,效益差,反过来这些企业又没有足够的资金购买新的数控车床。因此,当务之急就是对这些普通车床进行技术改造,以提高企业的设备利用率,提高产品的质量和产量。由于可编程控制器（PLC）

16、具有:通用性、适应性强；完善的故障自诊断能力且维修方便；可靠性高及柔性强等优点,且小型PLC的价格目前亦很便宜。因此,PLC在普通车床的控制电路改造中发挥了及其重要的作用。PLC是20世纪70年代以来以微处理器为核心，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制，被广泛应用于各个领域，因为它具有几个突出的特点：可靠性高，抗干扰能力强；编程简单，易于掌握，功能完善，灵活方便，体积小，质量轻，功耗低。本文以C6140车床的控制系统为例,详细说明采用PLC改造传统控制系统的设计过程。第1章 控制方案的选择1.1 为何采用PLC控制可编程序控制器PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础