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1、17周答疑2021-1-17考试表示重点制造设备及系统控制指导教师：李爱萍教授机械大楼A304重点可编程控制器的根底知识，如PLC的全称，及、或、非、定时器、计数器等STL语句编程数控电机伺服系统检测装置，光栅及莫尔条纹插补：逐点比拟及数字积分能力拓展“如果给你数控编程的程序，能否画出工件加工图机械制造设备及自动化概述1、自动化：机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进展操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快。自动化的目标：对人而言，减轻人的体力负担，减少劳动力的使用；对产品而言，提高产品的产量和质量，同时降低生产费用。制造自动化的特点： 产品、零部件标准化，装配简单化 在劳动组织
2、上，最大限度地采用分工的原那么 采用流水线生产方式 组织构造上，追求纵向一体化广义制造自动化：1“制造的概念，已经不是狭隘意义上的产品生产工艺过程，而是包括市场分析、产品设计、生产工艺过程、装配检验和销售效劳等产品整个生命周期过程。2在形式方面，制造自动化代替人的体力劳动、代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人、机及整个系统的协调、管理、控制和优化。3在功能方面，制造自动化的功能目标是多方面的，不仅仅包括代替人的体力和脑力劳动。功能目标是一个有机体系，用目标模型TQCSE描述，Ttime时间、Qquality质量、Ccost本钱，Sservice效劳、Eenvironment环境友善。2、制造自
3、动化技术的研究现状归纳为自动化、精细工程、绿色制造三个方面。其中自动化包括：数控技术，柔性制造，集成制造，智能制造，全球制造等。柔性制造系统FMSFlexible Manufacturing System3、制造自动化技术的开展趋势：“六化全球化、敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、绿色化。4、机械加工的特点“离散加工是一个一个进展的，不是“连续的，区别的化工中小批量零件生产的特点：物料、时间利用率低；加工准备时间长，效率低，本钱高；机床使用率低和零件处理时间长控制系统的分类：功能控制分过程手动引发，程序控制，数字控制用数字指令控制PLC局部顺序控制的四种方式：继电器控制“布线程序，半导体组件方式
4、，二级管矩阵方式，PLC存储程序方式PC-Programmable Controller可编程控制器PLC-Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器1、 技术性能指标1I/O点数说明PLC可接收的输入信号和输出信号的数量2程序存储容量3指令总数表示PLC软件功能的强弱4扫描速度反映PLC执行用户程序的快慢5内部存放器存放器存放变量状态、中间结果、定时计数等数据内部存放器的配置及容量是衡量PLC硬件功能的重要指标6特殊功能模块常用的特殊功能模块有A/D转换模块、D/A转换模块、高速计数模块、速度控制模块等。2、编程方式：接点梯形图，逻辑功能图，语句表西门子的st
5、ep语句：参考?西门子S7-300语句表STL编程手册?STL：Step Ladder Instruction步进梯形指令1位逻辑指令位逻辑指令处理“1和“0，根据布尔逻辑对它们进展组合。常见：A及AN及非O或其它指令如ON或非、X异或、XN异或非、O先及后以及嵌套关系请看参考手册。举例：及嵌套：完毕指令，完毕一个布尔逻辑串：=赋值R复位S置位2计数器指令AR端为1即清零B置数C正向计数0-999，没有正溢出D反向计数减到0，没有负溢出E计数器1结果为1计数器为0，扫描结果为0计数器是STEP7编程语言的功能单元之一，用来计数。在CPU存储区中留有一块计数器区域。该存储区为每一计数器保存一个1
6、6位的字。语句表指令集提供了256个计数器。计数器指令，可以在一定范围内改变计数值：FR使能计数器任意L将当前计数器值装入累加器1LC将当前计数器值作为BCD码装入累加器1R复位计数器S计数器置位CU加计数器CD减计数器3装入和传送指令使用装入L和传送T指令可以对输入和输出模块及存储区之间的信息交换进展编程。CPU在每次扫描中都将无条件执行这些指令，也就是说，这些指令不受语句逻辑操作结果的影响。L装入LAR1AR2将地址存放器2的内容装入地址存放器1T传送TAR1AR2将地址存放器1的内容传送到地址存放器24程序控制指令BE块完毕5移位和循环移位SLW字左移16位SRW字右移16位6定时器FR
7、使能定时器任意五种定时器L将当前定时值作为整数装入累加器1LC将当前定时值作为BCD码装入累加器1R复位定时器SD延时接通定时器SE延时脉冲定时器SF延时断开定时器SP脉冲定时器SS保持型延时接通定时器7累加器操作指令ENT入栈LEAVE出栈NOP空指令 课件补充根本逻辑功能“及“或“非、嵌套2R-S存储器复位优先/置位优先3计时器的类型具体编程课件有脉冲计时器SP延时脉冲定时器SE延时接通定时器SDSS保持型延时接通定时器SF延时断开定时器4计数器5数字功能3、 PLC系统的组成硬件系统和软件系统PLC的根本单元主要由微处理器CPU，包括运算器和控制器、存储器、I/O模块、电源模块、I/O扩
8、展接口、外设I/O接口以及编程器等。软件局部包括系统软件和应用软件。4、 PLC工作过程及编程器、计算机等通信输出结果执行用户程序读入现场数据自诊断CNC局部轮廓编程法课件有1、数控机床按加工功能运动控制方式分类，其主要特点：1点位控制数控机床 点位控制：仅实现刀具相对于工件从一点到另一点的准确定位运动；对轨迹不作控制要求；运动过程中不进展任何加工。适用范围：数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机。2直线控制数控机床 不仅要求控制点到点的准确定位，而且要求机床工作台或刀具刀架以给定的进给速度，沿平行于坐标轴的方向进展直线移动和切削加工。适用范围：数控镗铣床、加工中心等机床，多属于点位/直线控
9、制的数控机床。3轮廓控制数控机床 对多个坐标轴同时进展控制，使之协调运动(坐标联动)，使刀具相对工件按程序规定的轨迹和速度运动，在运动过程中进展连续切削加工。不仅对坐标的移动量进展控制，而且对各坐标的速度及它们之间比率都要严格控制，以便加工出给定的轨迹。适用范围：数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工曲线和曲面的机床。2、数控机床按伺服系统分类，其主要特点：1开环控制数控机床 特点：没有位置检测装置，指令信号是单向的。构造简单，制造本钱较低，价格廉价，精度一般不高。用于经济型数控车、铣、线切割机床。2半闭环控制数控机床 特点:带有位置检测装置，常安装在伺服电机上或丝杠的端部，通过检测伺服电机或
10、丝杠的角位移间接计算出机床工作台等执行部件的实际位置值，然后及指令位置值进展比拟，进展差值控制。3闭环控制数控机床 特点：带有位置检测装置,安装在机床刀架或工作台等执行部件上,随时检测执行部件的实际位置。进展差值控制，修正误差，直到消除。加工精度很高,但由于它将丝杠螺母副及工作台导轨副这些大惯量环节放在闭环之内,系统稳定性受到影响,调试困难,且构造复杂、价格昂贵。3、数控编程介绍从分析零件图纸开场，经过工艺分析、数学处理到获得数控机床所需的数控加工程序的全过程叫做数控编程。编程方法：手工编程和自动编程4、数控机床的脉冲当量数控机床的最小位移量最小设定单位，最小编程单位，最小指令增量，脉冲当量步
11、进电机是指数控系统发出一个脉冲指令后,经伺服系统的转换、放大、反响后推动机床上的工件或刀具实际移动的最小位移量。5、坐标轴确实定ISO标准中规定直线进给运动用右手直角笛卡尔坐标系X、Y、Z表示；A、B、C满足右手螺旋规那么。常称根本坐标系。座标轴的正方向是假定工件不动，刀具相对于工件而运动来确定。根本坐标轴：规定直线进给坐标轴，用X、Y、Z表示；回转坐标轴：围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴，分别用A、B、C表示；附加坐标轴：平行于根本坐标系的直线运动坐标轴，用U、V、W表示。6、机床坐标系和工件坐标系机床坐标系是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点。数控车床的机床原点定义为主轴旋转中心
12、线及车床端面的交点。工件坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员以工件图纸上的某一固定点为原点工件原点所建立的坐标系，编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。数控车床的工件坐标系原点一般选在工件的回转中心及工件右端面或左端面的交点上。工件坐标系及工件原点关系确实定：1) 由编程人员确定,用于编程;2)工件坐标系的原点称为工件原点或工件零点，可用程序指令来设置和改变;3)根据编程需要，在一个加工程序中可一次或屡次设定或改变工件原点。7、绝对坐标系编程和相对坐标系编程增量绝对坐标系：工件所有点的坐标值均基于某一固定坐标机床或工件 原点计量的坐标系。相对坐标系：运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的坐
13、标系增量坐标系。8、常见指令G指令M指令M、S、T、D9、数控系统的插补功能直线插补、圆弧插补、极坐标插补、抛物线插补、螺旋线插补、渐开线插补、正弦线插补、样条曲线插补和球面螺旋线插补等。CNC装置的插补算法：基准脉冲插补-特点：每次插补的结果仅产生一个单位的行程增量一个脉冲当量。以一个脉冲的方式输出给步进电机。运算简单，用硬件电路实现，运算速度快。插补速度及进给速度密切相关。该方法一般用于进给速度不是很高的数控系统或开环控制系统中。基准脉冲插补有多种方法，最常用的是逐点比拟插补法和数字积分插补法。数据采样插补-特点：插补程序以一定的时间间隔定时插补周期运行，在每个周期内根据进给速度计算出各坐
14、标轴在下一插补周期内的位移增量数字量。插补运算速度及进给速度无严格的关系。数字增量插补的实现较脉冲增量插补复杂，对计算机的运算速度有一定的要求。逐点比拟法走一步看一步逐点比拟插补法通过逐点地比拟刀具及所需插补曲线的相对位置，确定刀具的坐标进给方向，以加工出零件的轮廓。一个插补循环由偏差判别、进给、偏差计算和终点差异四个工作节拍组成。对于逐点比拟法，每进展一个插补循环，刀具或者沿X轴，或者沿Y轴走一步，因此循环数及刀具沿X、Y轴已走的总步数相等。Fm0 m在直线上方X方向走一步新偏差Fm=0 m在直线上X方向走一步 同上Fm0 m在直线下方Y方向走一步新偏差如果m点直线OA上，那么m在直线上方m在直线下方令偏差差异式一、平面直线插补总步数N=5+3=8举例：第一象限直线OA，终点5，3二、圆弧插补判别函数Fm0 向X负方向走一步新的差异函数同理推出Fm 根据数控机床类型选择2 根据设计指标选择3 根据数控机床性能4 订购数控系统时要考虑周全工时和节拍的估算自动换刀装置的选择及刀柄的配置数控机床驱动电机的选择机床选择功能及附件选择技术效劳