緒論_機(jī)床電氣控制

1、青島理工大學(xué)（臨沂）青島理工大學(xué)（臨沂）電氣自動化教研室電氣自動化教研室張張 強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)系方式：辦公室聯(lián)系方式：辦公室2#42#4樓樓 電話：電話：57970145797014 手機(jī)：手機(jī)：1876497312618764973126 Email Email：課堂安排：課堂安排：回顧、講授、提問回顧、講授、提問考核：考核：期末考試：期末考試：70%70%平時：平時：30%30%（出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、大作業(yè)）（出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、大作業(yè)） 機(jī)床電氣控制技術(shù)機(jī)床電氣控制技術(shù)緒論緒論本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容 機(jī)床電氣及可編程序控制器在現(xiàn)機(jī)床電氣及可編程序控制器在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的作用代工業(yè)生產(chǎn)中的作用

2、 電氣控制及可編程序控制器的發(fā)電氣控制及可編程序控制器的發(fā)展展 本課程的任務(wù)和要求本課程的任務(wù)和要求本課程在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的作用本課程在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的作用 電氣自動控制在現(xiàn)代機(jī)床中的地電氣自動控制在現(xiàn)代機(jī)床中的地位位 機(jī)床電氣自動控制的發(fā)展機(jī)床電氣自動控制的發(fā)展電氣電氣自動控制自動控制在現(xiàn)代機(jī)床中的地在現(xiàn)代機(jī)床中的地位位 現(xiàn)代機(jī)床由工作機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、原現(xiàn)代機(jī)床由工作機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、原動機(jī)和自動控制系統(tǒng)組成動機(jī)和自動控制系統(tǒng)組成 實現(xiàn)自動控制的方法主要有：機(jī)械、實現(xiàn)自動控制的方法主要有：機(jī)械、液壓、氣動等方法。電氣自動控制是液壓、氣動等方法。電氣自動控制是現(xiàn)代機(jī)床的主要控制手段現(xiàn)代機(jī)床的主要

3、控制手段 機(jī)床性能的提高取決于電氣拖動與電機(jī)床性能的提高取決于電氣拖動與電氣控制系統(tǒng)的更新氣控制系統(tǒng)的更新自動控制自動控制 是指在沒有人直接參與的情況下，是指在沒有人直接參與的情況下，利用自動控制系統(tǒng)，使被控對象自利用自動控制系統(tǒng)，使被控對象自動地按預(yù)定的規(guī)律去進(jìn)行工作動地按預(yù)定的規(guī)律去進(jìn)行工作綜合應(yīng)用了計算機(jī)綜合應(yīng)用了計算機(jī) 技術(shù)、電子技術(shù)、傳感技術(shù)、電子技術(shù)、傳感技術(shù)、伺服驅(qū)動等技術(shù)技術(shù)、伺服驅(qū)動等技術(shù)機(jī)床自動化程度、加工效率、加工精度、可機(jī)床自動化程度、加工效率、加工精度、可靠性不斷提高靠性不斷提高擴(kuò)大了工藝范圍、縮短新產(chǎn)品的試制周期、擴(kuò)大了工藝范圍、縮短新產(chǎn)品的試制周期、加快了新產(chǎn)品更

4、新?lián)Q代、降低了成本和減輕加快了新產(chǎn)品更新?lián)Q代、降低了成本和減輕了工人的勞動強(qiáng)度了工人的勞動強(qiáng)度成果成果：機(jī)電一體化產(chǎn)品、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、機(jī)電一體化產(chǎn)品、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、柔性制造單元及系統(tǒng)柔性制造單元及系統(tǒng)現(xiàn)代的現(xiàn)代的機(jī)床電氣自動控制系統(tǒng)機(jī)床電氣自動控制系統(tǒng): :機(jī)床電氣自動控制的發(fā)展概況機(jī)床電氣自動控制的發(fā)展概況 電氣控制與電氣拖動有著密切的關(guān)系。電氣控制與電氣拖動有著密切的關(guān)系。20世紀(jì)初，由于世紀(jì)初，由于電動機(jī)的出現(xiàn)，使得機(jī)床的拖動發(fā)生了變革，用電動機(jī)代替電動機(jī)的出現(xiàn)，使得機(jī)床的拖動發(fā)生了變革，用電動機(jī)代替蒸汽機(jī)，機(jī)床的電氣拖動隨電動機(jī)的發(fā)展而發(fā)展。蒸汽機(jī)，機(jī)床的電氣拖動隨電動機(jī)的發(fā)展

5、而發(fā)展。 電氣拖動的發(fā)展（單電機(jī)拖動、多電機(jī)拖動、交、電氣拖動的發(fā)展（單電機(jī)拖動、多電機(jī)拖動、交、直流無級調(diào)速）直流無級調(diào)速） 電氣拖動的控制方式由手動控制發(fā)展為電氣拖動的控制方式由手動控制發(fā)展為繼電接觸器繼電接觸器控制控制、順序控制器順序控制器、可編程控制器可編程控制器PLCPLC（Programmable ControlProgrammable Control）、）、數(shù)字控制及柔性制造數(shù)字控制及柔性制造系統(tǒng)。系統(tǒng)。繼電接觸器控制繼電接觸器控制作用作用：可實現(xiàn)對控制對象的起動、停車、可實現(xiàn)對控制對象的起動、停車、調(diào)速、自動循環(huán)以及保護(hù)等控制調(diào)速、自動循環(huán)以及保護(hù)等控制優(yōu)點優(yōu)點：控件結(jié)構(gòu)簡單、

6、價廉、控制方式控件結(jié)構(gòu)簡單、價廉、控制方式直觀、易掌握、工作可靠、易維護(hù)。在直觀、易掌握、工作可靠、易維護(hù)。在機(jī)床控制中得到長期、廣泛的應(yīng)用機(jī)床控制中得到長期、廣泛的應(yīng)用缺點缺點：體積大、功耗大、控制速度慢、體積大、功耗大、控制速度慢、改變控制程序困難；改變控制程序困難； 控制復(fù)雜時可靠性差。控制復(fù)雜時可靠性差。順序控制器順序控制器 用于解決復(fù)雜和程序可變的控制對象用于解決復(fù)雜和程序可變的控制對象 是繼電器和半導(dǎo)體元件綜合應(yīng)用的控是繼電器和半導(dǎo)體元件綜合應(yīng)用的控制裝置制裝置 優(yōu)點：具有程序改變?nèi)菀?、通用性較優(yōu)點：具有程序改變?nèi)菀?、通用性較強(qiáng)的強(qiáng)的 應(yīng)用：組合機(jī)床和自動線上應(yīng)用：組合機(jī)床和自動線

7、上可編程控制器可編程控制器具有編程、存儲、邏輯控制及數(shù)字運具有編程、存儲、邏輯控制及數(shù)字運算功能算功能優(yōu)點優(yōu)點：以工業(yè)控制為目標(biāo)，具有功率以工業(yè)控制為目標(biāo)，具有功率低輸出、接線簡單、通用性強(qiáng)、編程低輸出、接線簡單、通用性強(qiáng)、編程容易、抗干擾性能力強(qiáng)、工作可靠容易、抗干擾性能力強(qiáng)、工作可靠 可編程序控制器的歷史與發(fā)展可編程序控制器的歷史與發(fā)展數(shù)字控制數(shù)字控制機(jī)床電氣控制發(fā)展的另一個方面機(jī)床電氣控制發(fā)展的另一個方面數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)：最初是由硬件邏輯電：最初是由硬件邏輯電路組成的專用數(shù)控裝置路組成的專用數(shù)控裝置NCNC，隨著計算機(jī)技術(shù)，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，控制系統(tǒng)由微機(jī)控制即的

8、發(fā)展，控制系統(tǒng)由微機(jī)控制即CNCCNC或或MNC MNC 、DNCDNC、FMSFMS計算機(jī)集成制造系統(tǒng)計算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMSCIMS：由柔性制造系統(tǒng)：由柔性制造系統(tǒng)加上計算機(jī)輔助設(shè)計加上計算機(jī)輔助設(shè)計CADCAD、計算機(jī)輔助制造、計算機(jī)輔助制造CAMCAM、計算機(jī)輔助質(zhì)量檢測、計算機(jī)輔助質(zhì)量檢測CAQCAQ及計算機(jī)信息及計算機(jī)信息管理系統(tǒng)構(gòu)成管理系統(tǒng)構(gòu)成CK1416CK1416型系列數(shù)控車床型系列數(shù)控車床：小型高速精密數(shù)控車床小型高速精密數(shù)控車床底座床身為一整體，傾斜床身，后置刀架，滾動導(dǎo)底座床身為一整體，傾斜床身，后置刀架，滾動導(dǎo)軌，全封閉罩殼軌，全封閉罩殼模塊化設(shè)計，對不同加工對象，

9、可實現(xiàn)不同的配置模塊化設(shè)計，對不同加工對象，可實現(xiàn)不同的配置標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型采用SIEMENSSIEMENS系統(tǒng)，強(qiáng)力型交流主電機(jī)，交系統(tǒng)，強(qiáng)力型交流主電機(jī)，交流伺服，兩座標(biāo)（流伺服，兩座標(biāo)（X.ZX.Z）連續(xù)控制的臥式高檔數(shù)控車）連續(xù)控制的臥式高檔數(shù)控車床，回轉(zhuǎn)刀架有床，回轉(zhuǎn)刀架有8 8個工位個工位 回轉(zhuǎn)直徑回轉(zhuǎn)直徑160mm160mm的零件、端面的零件、端面 可以進(jìn)行車削加工，可以進(jìn)行車削加工，和加工各種螺紋、鉆孔、鏜孔等和加工各種螺紋、鉆孔、鏜孔等適用于小盤類零件加工、短軸類零件加工，尤其是適用于小盤類零件加工、短軸類零件加工，尤其是形狀復(fù)雜、精度高、工序多、品種多變的單件或中形狀復(fù)

10、雜、精度高、工序多、品種多變的單件或中小批量生產(chǎn)，可廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、儀器儀小批量生產(chǎn)，可廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、儀器儀表、機(jī)械、液壓等行業(yè)表、機(jī)械、液壓等行業(yè) 本課程的內(nèi)容與要求本課程的內(nèi)容與要求任務(wù)：任務(wù)：講授以機(jī)床為主要對象的講授以機(jī)床為主要對象的自動控制技術(shù)自動控制技術(shù)的基本原理和實現(xiàn)手段的基本原理和實現(xiàn)手段內(nèi)容：內(nèi)容：以國內(nèi)使用最多的繼電接觸器控制為重以國內(nèi)使用最多的繼電接觸器控制為重點講授內(nèi)容，兼顧電氣控制中的先進(jìn)技術(shù)，從點講授內(nèi)容，兼顧電氣控制中的先進(jìn)技術(shù)，從應(yīng)用的角度出發(fā)講授可編程控制器應(yīng)用的角度出發(fā)講授可編程控制器要求：要求：掌握電氣自動控制的基本原理；掌握電氣自動控制

11、的基本原理；熟悉一般機(jī)床的電氣控制電路并具有一定的設(shè)熟悉一般機(jī)床的電氣控制電路并具有一定的設(shè)計能力；計能力；對可編程控制器具有初步的了解，并能進(jìn)行簡對可編程控制器具有初步的了解，并能進(jìn)行簡單的設(shè)計應(yīng)用。單的設(shè)計應(yīng)用。可編程序控制器的歷史與發(fā)展可編程序控制器的歷史與發(fā)展 19681968年，美國通用汽車公司（年，美國通用汽車公司（GEGE）提出了）提出了研制研制PLCPLC的基本設(shè)想：的基本設(shè)想：能用于工業(yè)現(xiàn)場；能能用于工業(yè)現(xiàn)場；能改變其控制改變其控制“邏輯邏輯”，而不需要變動組成，而不需要變動組成它的元件和修改內(nèi)部接線；出現(xiàn)故障時易它的元件和修改內(nèi)部接線；出現(xiàn)故障時易于診斷和維修。于診斷和維修

12、。 19691969年，美國數(shù)字設(shè)備化司（年，美國數(shù)字設(shè)備化司（DECDEC）研制出）研制出了世界上第一臺可編程控制器。了世界上第一臺可編程控制器。 7070年代，出現(xiàn)了使用微處理器并具有編程年代，出現(xiàn)了使用微處理器并具有編程語言的語言的PLCPLC。7 7家舉足輕重的家舉足輕重的PLCPLC制造廠家：制造廠家： 美國的美國的RockwellRockwell自動化公司所屬的自動化公司所屬的A-B A-B (Allen-Bradley)(Allen-Bradley)公司公司 GE-FanucGE-Fanuc公司公司 德國的西門子（德國的西門子（SiemensSiemens）公司）公司 美國的美國

13、的ModiconModicon公司公司 法國法國TETE（TelemecaniqueTelemecanique）公司）公司 日本三菱公司日本三菱公司 日本立石（日本立石（OMRONOMRON）公司）公司美國美國RockwellRockwell（羅克威爾）公司由（羅克威爾）公司由A-A-B(Allen-Bradley)B(Allen-Bradley)公司、公司、S+SS+S、瑞恩電氣、瑞恩電氣、 RockwellRockwell軟件、道奇等公司組成。軟件、道奇等公司組成。A-BA-B公司公司是世界上首屈一指的是世界上首屈一指的PLCPLC制造公司，制造公司，19891989年年在美國市場占有率為

14、在美國市場占有率為3939；GE-FanucGE-Fanuc公司公司為為11.511.5；ModiconModicon公司為公司為13.513.5；TETE公司公司為為9.29.2； SiemensSiemens公司為公司為5.55.5。國內(nèi)國內(nèi)PLCPLC的發(fā)展概況的發(fā)展概況用用PLCPLC改造設(shè)備改造設(shè)備國產(chǎn)的小型國產(chǎn)的小型PLCPLC（I/OI/O點數(shù)點數(shù)256256）已形成一）已形成一定的批量，但無主流產(chǎn)品定的批量，但無主流產(chǎn)品中型中型PLCPLC的開發(fā)才剛剛起步的開發(fā)才剛剛起步國產(chǎn)小型國產(chǎn)小型PLCPLC廠家及其產(chǎn)品有上海東屋電器廠家及其產(chǎn)品有上海東屋電器有限公司生產(chǎn)的有限公司生產(chǎn)的CFCF系列系列上海工業(yè)自動化研究所生產(chǎn)的上海工業(yè)自動化研究所生產(chǎn)的TCMS-300/DTCMS-300/D杭州電子計算機(jī)廠生產(chǎn)的杭州電子計算機(jī)廠生產(chǎn)的YZYZ系列系列蘇州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的蘇州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的CYK/KBCYK/KB系列等系列等國內(nèi)中型國內(nèi)中型PLCPLC的發(fā)展情況的發(fā)展情況機(jī)械部北京