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1、單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,學習情景五：,數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障的排除,,學習情景五：,數(shù)控機床電氣系統(tǒng) 故障的排除,,,本學習情景目標,,目標,1,：通過該情景的學習能夠掌握數(shù)控機床中,PLC,的工作原理、過程。,,目標,2:,能夠熟練使用電氣手冊排除機床電氣故障,,教學目標,1.,掌握數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的基本組成；,,2.,了解,PLC,與,NC,的關(guān)系；,,3.,掌握數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的工作流程；,,4.,掌握查閱電路圖的方法；,,5.,掌握根據(jù)電路圖排除故障的方法,；,,PLC,（,P

2、rogrammable Logic Controller),,通常用于設(shè)備的自動控制。,,,2. PLC,用于機床的控制，主要是用于機床的外圍、輔助電氣的控制；,,,3.PLC,用于數(shù)控機床通常稱之為可編程序機床控制器；稱之為,PMC,（,programmable machine tool controller,）,第一節(jié),PLC,在數(shù)控機床中的應用,一、數(shù)控機床用,PLC,介紹,,,,1,、,實現(xiàn)刀具相對于工件各坐標軸幾何運動規(guī)律的數(shù)字控制（即是實現(xiàn)機床運動軌跡的控制、實現(xiàn)零件的輪廓控制）。這一部分工作有數(shù)控系統(tǒng)中,NC,部分來完成。,,,,2,、,實現(xiàn)機床輔助設(shè)備的控制,(,包括冷卻系統(tǒng)、

3、照明系統(tǒng)、操作面板、換刀系統(tǒng)等等）是由,PLC,來完成的。,二、,PLC,和,NC,的關(guān)系,第一節(jié),PLC,在數(shù)控機床中的應用,,1.,外圍電路（強電回路）是不能夠直接和,PLC,相互連接的，所以外圍電路和,PLC,相互連接必須要通過中間的繼電器回路的轉(zhuǎn)換。,,,2.,進入,PLC,的必須要轉(zhuǎn)換成弱電信號，用于控制外圍電路的必須要把,PLC,輸出的弱電信號轉(zhuǎn)換成強電信號。,第一節(jié),PLC,在數(shù)控機床中的應用,二、,PLC,和機床外圍電路的關(guān)系,第一節(jié),PLC,在數(shù)控機床中的應用,,1.,內(nèi)裝式（集成式）：,,整體設(shè)計、信息交換速度快、系統(tǒng)可靠。,,2.,獨立式（外裝式）：,,,獨立于,NC,裝

4、置，是能夠獨立完成功能的,PLC,。方便擴展、選擇余地大。,三、,PLC,在數(shù)控機床中的應用形式,第一節(jié),PLC,在數(shù)控機床中的應用,,1,、機床側(cè)至,PLC,：,,,機床側(cè)的信號通過,I/O,單元接口輸入到,PLC,，,輸入的地址由,PLC,程序編制人員自行定義。當然要根據(jù)相關(guān)規(guī)范確定。,,2,、,PLC,至機床側(cè)：,,根據(jù)機床 的配置，以及所需要完成的控制功能。,PLC,將控制信號輸送至機床側(cè)。輸出信號的地址也是由程序編制人員自行定義。,,第一節(jié),PLC,在數(shù)控機床中的應用,四、,PLC,和外部的信息交換,,3,、,PLC,至,CNC,：,,,PLC,至,CNC,的信號地址和含義由系統(tǒng)廠商

5、定義完成，程序編制人員之能夠根據(jù)廠商的定義而不能夠增減、刪除改變。,,4,、,CNC,至,PLC,：,,,CNC,送至,PLC,的信號可由,CNC,直接送至,PLC,的寄存器中，所有,CNC,送至,PLC,的信號含義和地址均由系統(tǒng)廠商定義。,第一節(jié),PLC,在數(shù)控機床中的應用,四、,PLC,和外部的信息交換,,1,、輸入采樣；,PLC,掃描讀入所有輸入端口的信號狀態(tài)，并將此狀態(tài)讀入到輸入映像寄存器中。,,2,、程序執(zhí)行；系統(tǒng)讀入輸入映像緩存區(qū)、輸出映像緩存區(qū)的數(shù)據(jù)，進行運算并將運算結(jié)果輸出到輸出映像緩存區(qū)。,,3,、刷新階段；刷新階段主要是將新的處理結(jié)果輸出到外部。,,第一節(jié),PLC,在數(shù)控機

6、床中的應用,五、,PLC,在數(shù)控機床中的工作流程,,,1,、操作面板的控制,,操作面板的控制分為兩個部分，一個是系統(tǒng)操作面板的控制一個是機床操作面板的控制。,,,系統(tǒng)面板信號,NC,PLC,機床面板信號,機床,機床面板信號,PLC,機床,系統(tǒng)面板的信號,第一節(jié),PLC,在數(shù)控機床中的應用,六、,PLC,在數(shù)控機床中的功能。,,2,、機床外部開關(guān)輸入信號,,將機床側(cè)的開關(guān)信號輸入,PLC,，,進行邏輯運算。運算的結(jié)果用于對機床的控制。,,3,、輸出信號控制，,PLC,將用于控制的信號經(jīng)過接口以及外圍電路中的繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制對象。,,4,、,T,功能實現(xiàn)，所謂,T,功能實際上就是

7、數(shù)控機床對刀具的控制功能。就是通過,PLC,實現(xiàn)刀具調(diào)用、換刀等一系列功能。,第一節(jié),PLC,在數(shù)控機床中的應用,六、,PLC,在數(shù)控機床中的功能。,,5,、,M,功能的實現(xiàn),,所謂,M,功能就是數(shù)控機床的輔助功能，包括主軸 旋轉(zhuǎn)的控制、冷卻系統(tǒng)的控制、程序執(zhí)行方式的控制等等。,第一節(jié),PLC,在數(shù)控機床中的應用,六、,PLC,在數(shù)控機床中的功能。,,NC,PLC,外圍輔助設(shè)備,PLC,NC,指令,外部反饋,直接控制外部設(shè)備,小功率設(shè)備,由繼電器、接觸器等組成的外圍電路,輔助設(shè)備,第二節(jié),PLC,和外圍電路的關(guān)系,一、,PLC,對外圍電路的控制。,,1,、,PLC,內(nèi)部信號和外部信號的對應關(guān)系

8、，對于外圍電路的控制非常重要。,,處理他們的對應關(guān)系，主要是依據(jù)機床廠上的對于外圍電路的設(shè)計、功能,,的定義以及,PLC,程序編制工程是對于,PLC,輸入輸出接口的分配。,2,、地址分配：將,PLC,許可使用范圍內(nèi)的地址，按照一定的規(guī)則使其和外部電路,,中的信號相對應。也就是一個地址對應著一路信號，也就是地址實際上將內(nèi),,部信號和外部信號連接起來。,第二節(jié),PLC,和外圍電路的關(guān)系,一、,PLC,內(nèi)部信號和外部信號的對應。,,PLC,程序編制工程師在編制軟件時，通過設(shè)置參數(shù)、和程序編制時的定義，已經(jīng)將地址從軟件上作了分配。但是，我們在處理外部回路和,PLC,相連接時，不能夠只是靠軟件來保證信號

9、的對應關(guān)系。,PLC,內(nèi)部信號的定義和地址的分配，是和,PLC,的硬件,,接口 相對應的。我們在使用,PLC,時 ，實際上也只能夠,,通過對硬件的使用和辨識來保證接口使用的確實。,,第二節(jié),PLC,和外圍電路的關(guān)系,一、,PLC,內(nèi)部信號和外部信號的對應。,,手動絕對值,選擇停止,主軸正轉(zhuǎn),,主軸反轉(zhuǎn),主軸停止,,線號,插座上的針腳號,分配的輸入地址,實際信號含義標注,實際開關(guān)按鈕的編號,第二節(jié),PLC,和外圍電路的關(guān)系,二、外部元件和,PLC,輸入信號,,PLC,第二節(jié),PLC,和外圍電路的關(guān)系,二、外部元件和,PLC,輸入信號,,PLC,地址通常由三部分組成：,,1,、地址類型；,2,、地

10、址號；,3,、位號；,,如：,,,X 1000.0,地址類型,地址號,位號,位號從,0~7,地址類型由,,廠家定義,第二節(jié),PLC,和外圍電路的關(guān)系,三、,PLC,的地址構(gòu)成,,,元器件（號）,線號,插槽或插座號,針腳號,PLC,輸入地址號,機床上實際使用的電氣元件的編號,和機床電氣元件相連的電纜的線號,電纜匯入的插座、插槽的號碼,每一路信號在插座、插槽上的分配號碼,每一路信號對應分配的,PLC,地址,第二節(jié),PLC,和外圍電路的關(guān)系,三、電路圖上幾種標號的關(guān)系,,,Operation panel,第二節(jié),PLC,和外圍電路的關(guān)系,,S37,S36,,外部執(zhí)行元件,控制,PLC,輸出信號

11、,輸出地址,插座或者插頭的針腳,外圍電路線纜（線號）,設(shè)備或者元件,中間會通過一些端子排,中間會通過一些端子排,第二節(jié),PLC,和外圍電路的關(guān)系,四、輸出信號和受控的執(zhí)行元件,PLC,一、,PLC,信號到達受控元件的路徑,,四、輸出信號和受控的執(zhí)行元件,第二節(jié),PLC,和外圍電路的關(guān)系,二、兩種控制方式,1,、,PLC,輸出信號直接驅(qū)動,PLC,輸出信號,執(zhí)行元件,,第二節(jié),PLC,和外圍電路的關(guān)系,四、輸出信號和受控的執(zhí)行元件,2,、,PLC,輸出信號經(jīng)過中間繼電器、電磁接觸器等才能夠最終控制,,執(zhí)行元件,二、兩種控制方式,輸出信號,中間繼電器,,1.,目錄,,,目錄的主要內(nèi)容是：頁碼、圖號

12、、標題,第三節(jié) 查閱機床電氣手冊,一、機床電氣手冊的構(gòu)成,NO,（頁碼）,DRAWING,（圖號）,TITLE,（標題）,REMARK,（備注）,,2,、線號表,,,說明線纜的走向，線纜在電氣圖中的位置。,第三節(jié) 查閱機床電氣手冊,一、機床電氣手冊的構(gòu)成,,3,、符號描述表,,,描述所要表達的電氣元件的圖形符號,第三節(jié) 查閱機床電氣手冊,一、機床電氣手冊的構(gòu)成,,4,、電器柜布置圖,,,用來描述每個器件在電氣柜中的位置，以及電氣柜和,,外界相連通的線纜的位置。,第三節(jié) 查閱機床電氣手冊,一、機床電氣手冊的構(gòu)成,,電器柜布置圖,,第三節(jié) 查閱機床電氣手冊,一、機床電氣手冊的構(gòu)成,5,、控制回路框

13、圖,,,用于描述整個數(shù)控機床控制系統(tǒng)控制流程和各部分之間,,的關(guān)系。,,6,、各控制單元圖。,,,在數(shù)控機床電氣控制圖中，對完成某一項或者某一類功能的電路作了單獨的描述。除此以外，還對每一個重要的零部件的構(gòu)成做了詳細的描述。通過這些單元圖（零部件圖），我們可以更加詳細而透徹的了解整個數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)成。,第三節(jié) 查閱機床電氣手冊,一、機床電氣手冊的構(gòu)成,,第三節(jié) 查閱機床電氣手冊,一、機床電氣手冊的構(gòu)成,NC,電源供應單元,NC POWER SUPPLY UNIT,,1,、了解數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的工作原理；,,,2,、熟練使用機床電氣手冊維護數(shù)控機床電氣系統(tǒng)。,第四節(jié) 查找回路的方法

14、,一、學習查找回路的目的,,,通過查找冷卻液電機運轉(zhuǎn)的控制回路的工作流程，熟悉和掌握使用機床電氣手冊的方法。,,,控制冷卻液電機運轉(zhuǎn)的的控制的兩種方式：,,,1,、程序自動控制（,M,指令）；,,,NC,將,M,指令譯碼后送至,PLC,，經(jīng)過,PLC,的運算處理后送出控制信號。,,,2,、手動控制（機床面板上的按鈕）；,,,通過操作機床操作面板上的操作開關(guān)，開關(guān)信號進入,PLC,，經(jīng)過,PLC,運算后送出控制信號。,,其實，這兩種方式在,PLC,送出控制信號以后，都是通過同一個回路來控制冷卻液電機的運行。,第四節(jié) 查找回路的方法,二、查找電路圖例,,二、,查找電路圖例,第四節(jié) 查找回路的方法,

15、1,、查找電機控制回路,,通過電氣手冊目錄，查找到電機的控制回路,電機控制回路目錄,,,2,、查找冷卻液電機控制回路,,,在前面目錄所示的頁碼中，找到電機控制回路，在眾多的電機控制回路中，找到冷卻液電機控制回路。,二、,查找電路圖例,第四節(jié) 查找回路的方法,,二、,查找電路圖例,第四節(jié) 查找回路的方法,冷卻液電機控制回路,2,、查找冷卻液電機控制回路,,第四節(jié) 查找回路的方法,二、,查找電路圖例,,3,、查找控制冷卻液電機的接觸器線圈的控制回路,接觸器線圈控制回路,冷卻泵控制,,4,、查找控制前述接觸器的繼電器線圈的控制回路。,第四節(jié) 查找回路的方法,二、,查找電路圖例,繼電器線圈控制回路,冷

16、卻泵,PLC,輸出信號,,5,、查找控制冷卻泵的,PLC,輸入信號。,,,通過查找目錄，找到,I/O,單元，在,I/O,單元里找到控制冷卻泵的輸入信號。,,,第四節(jié) 查找回路的方法,二、,查找電路圖例,控制冷卻泵的輸入信號及外部控制開關(guān),,6,、查找冷卻液控制開關(guān) 。,,,這種控制開關(guān)都是集中在操作面板上，所以應該到操作面板上去查找。,第四節(jié) 查找回路的方法,二、,查找電路圖例,,S33,,7,、小結(jié)。,,,冷卻液電機控制流程如下：,第四節(jié) 查找回路的方法,二、,查找電路圖例,X1000.2,S33,PLC,Y1004.3,Relay PCB,K2,K2M,冷卻泵電機,,根據(jù)本章的內(nèi)容我們可以得出以下的結(jié)論：,,1,、數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)是以,PLC,為核心；,,2,、掌握數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)，必須要掌握機床電氣手冊。,,3,、如果要掌握數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)，必須要了解每一個控制單元、回路。,教、學小結(jié),,情景回顧,1,、敘述數(shù)控機床中,PLC,與,NC,的區(qū)分與聯(lián)系；,,2,、簡述,PLC,在數(shù)控機床中的控制功能；,,3,、外部信號如何和,PLC,聯(lián)系起來；,,4,、那些信號可以直接由,PLC,驅(qū)動；那些信號必須要經(jīng)過中間電路才能夠驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)；,,,