本文介绍了用三菱FX2N微型可编程控制器对CK9930车床的电气控制部分的改造设计，重点阐述了数控车床PLC的功能、车床的电气控制原理及相应的PLC程序编制和调试三方面的问题。并且详尽地展示了PLC控制程序的开发过程。根据数控车床所承担加工任务的特点，可知其操作过程比较复杂。要用PLC控制车床动作，必须将PLC及其控制模块和相应的执行元件加以组合。所以在该控制程序的开发过程中，采用了模块化的结构设计方法。本文主要完成了主轴控制、坐标轴控制、自动换刀控制、定时润滑控制以及报警处理等功能的PLC控制程序的开发。并且利用FXGP_WIN-C软件编写了该车床的PLC控制程序，并借助其运行、监控功能，通过相关设备，观察了程序的运行情况。
目录
引 言 1
一、数控系统的工作原理 3
（一） 数控系统的构成 4
(二) PLC的硬件和工作原理 5
二、 数控车床的PLC 8
（一） 数控车床PLC的信息传递 8
（二） PLC在数控车床上的功能 8
（三） 用PLC实现车床电气控制系统的功能 9
三、CK9930数控车床电气控制分析 9
（一）车床基本构造及运行方式 9
（二）车床对电气控制的要求 9
（三）车床的电气控制电路的分析 10
四、PLC控制程序的设计 13
（一）PLC程序设计方法 13
（二）PLC程序的模块化设计 15
（三） 梯形图程序设计 15
总结 24
致谢 25
参考文献 26
附 录 27
引 言
数控是伺服机构实验室发明的名词，是指利用存储的数值数据来控制金属切削机械中工件和刀具的相对位置的过程。20世纪40年代末，约翰帕森斯提出了一种自动车床的建议，该车床可以沿着直线进行连续切割，并通过“切入切割”产生复合曲面。他设想数据被存储在穿孔卡片上，当数据从卡片上读取时，机器滑块被自动驱动。1949年，美国空军考虑到机身制造商在使用现有技术生产复杂三维形状时需要高技能的劳动力，于是与帕森斯公司签订了一份合同，研究他的想法的可行性。 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: *351916072* 
帕森斯的系统中有一个必不可少的元素，那就是一台输入间歇数据的车床的动力驱动装置。他找到了麻省理工学院（MIT）电气工程系的戈登布朗，他是伺服机械实验室的主任，希望能帮助他设计这样一种驱动装置。布朗最初试图开发一个研究项目，研究伺服机构在车床控制中的应用，但由于战争的到来而受阻，他对此反应热烈。很快，麻省理工学院的团队接管了这个项目，并开始把它推向一个与帕森斯设想的不同的方向。他们提出了一种基于车床五轴连续轮廓控制的系统，并得到了空军的支持。Reintjes讲述了帕森斯与麻省理工学院早期合作的故事，以及帕森斯学院、麻省理工学院和空军之间错综复杂的合同关系。他详细描述了研究参与生产实验机器证明的可行性的想法，继续一个帐户的麻省理工学院着手出售的想法持怀疑态度的行业(机身制造商和车床制造商)，以及如何，美国空军的协助下，他们继续开发适合生产的设计。到这个阶段，尽管存在严重的技术问题，这个项目还是取得了一定的发展势头。其中一个问题是向数控单元提供加工指令。Reintjes解释了这如何导致编程语言APT的发展，以及随后使用APT的困难如何导致提供计算机辅助的想法。作为一个简单的技术发展，这本书很有效，但Reintjes声称“超越了一个简单的时间顺序叙述事件”和服务提供见解。
随着国内外高新技术的蓬勃发展，数控车床生产制造综合实力得到了提高，并为完成更多元件设计工作目标提供了物质基础，而同时电气控制系统的合理运用，是促进数控车床向着先进、智能、高自动化进程的关键手段，因此电气控制系统须根据数控车床运行的切实需要进行优化设计，使得数控车床部件加工生产的品质得到了提高。
电气控制系统的控制回路的特异之处在于随着不同机械装备的变化而变化，因此各个设备都需要利用各种方法进行管理，控制回路也就可以保护机械的产能，使得机械装备自我控制。从而使设备及其所在的系统都能够平稳地工作。通常电气控制系统有自锁电路、半自动电路、通信电路、手动电路、电源设备供给回路、制动回路、保护回路、闭锁系统等电路所组成。正基于此，为了发挥数控车床生产制造效率，深入研究一般电器系统的设计方略就变得尤为重要。
一、数控系统的工作原理
随着智能制造时代的到来，制造业打开了一个崭新的世界。少人工干预、多设备互联、24小时不间断运行、高度自动化操作、远程调试、远程实时监控已成为制造业的新特点。数控车床作为这一系统的关键制造设备，需要大量的理论和技术，无疑发挥了重要的作用。数控原理与系统是制造自动化专业本科生必修的一门课程。对数控车床控制系统工作原理的深度理解影响学生解决实际问题的能力和设计一个性能更好的系统。数控系统原理与系统是一门介绍车床控制系统的理论与设计的课程。所有交付内容均以车床自动化为重点。数控系统的核心要素包括NC代码的传输与存储、NC代码的翻译与诊断、刀具补偿与实时插补、控制命令的生成与传输、电机的驱动。根据技术条件进行速度控制，电气布线原理，数控系统中包括软件结构，控制系统的参数设置，硬件结构等。并简要介绍了世界先进的车床数控系统。它不仅要求教师在机械、电子、控制、液压、传感器、电机、计算机、通信等方面具有广泛的知识和深厚的理论基础，而且还要求教师具有额外的能力，如单片机和计算机的高级语言编程、硬件电路设计和分析仪、PLC控制编程等。特别是教师的能力必须随着技术的进步而提高。更好的是，老师可以带头，而不是跟着它走。数控课程原理与系统中存在的问题学习动机不足市场和制造业的周期性波动影响着教学效果。研究发现，学生学习课程的内在动机并不稳定。从21世纪初开始，我国制造大类的行业发展势头一直比较缓慢。许多中小制造企业的日子都不好过。这导致企业雇用的工人数量下降。即使这个专业的学生有了自己的职业，与其他行业相比，他们的工资也很少。由于该专业课程的授课时间与求职时间相吻合，市场对人才需求的变化直接影响了学生的学习热情。这间接导致了教学效果不佳。内容过多、范围广泛这两个特点增加了学生的学习难度。现在我们以数控系统的译码功能为例。数控系统的译码原理比较简单。在实际使用该译码算法时，需要考虑系统中所使用的硬件。如果硬件不同，则数控制造代码的解码程序也不同。此外，这些通用G指令和宏程序指令都可以用于NC代码的编程过程中。为了正确解码，通用的G指令和NC宏教师必须熟悉规则的学生。代码编译是解码程序中比较容易的部分，但在宏指令中有很多算法运算符、逻辑运算符和循环语句，还有很多宏变量。因此，当一系列宏程序的解码过程完成时，该任务几乎相当于设计一个c语言编译器。同时，还必须掌握单片机的存储和寻址。计算机中编号系统转换的方法应通过编程实现。从以上可以看出，开发一种译码功能就需要具备软件编程能力以及计算机和单片机的基础知识。

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