数控机床电气系统

学习情景五：数控机床电气系统故障的排除学习情景五：数控机床电气系统故障的排除学习情景五：数控机床电气系统故障的排除本学习情景目标•目标1：通过该情景的学习能够掌握数控机床中PLC的工作原理、过程。•目标2:能够熟练使用电气手册排除机床电气故障学习情景五：数控机床电气系统故障的排除教学目标1.掌握数控机床电气控制系统的基本组成；2.了解PLC与NC的关系；3.掌握数控机床电气控制系统的工作流程；4.掌握查阅电路图的方法；5.掌握根据电路图排除故障的方法；学习情景五：数控机床电气系统故障的排除1.PLC（ProgrammableLogicController),通常用于设备的自动控制。2.PLC用于机床的控制，主要是用于机床的外围、辅助电气的控制；3.PLC用于数控机床通常称之为可编程序机床控制器；称之为PMC（programmablemachinetoolcontroller）第一节PLC在数控机床中的应用一、数控机床用PLC介绍学习情景五：数控机床电气系统故障的排除1、实现刀具相对于工件各坐标轴几何运动规律的数字控制（即是实现机床运动轨迹的控制、实现零件的轮廓控制）。这一部分工作有数控系统中NC部分来完成。2、实现机床辅助设备的控制(包括冷却系统、照明系统、操作面板、换刀系统等等）是由PLC来完成的。二、PLC和NC的关系第一节PLC在数控机床中的应用学习情景五：数控机床电气系统故障的排除1.外围电路（强电回路）是不能够直接和PLC相互连接的，所以外围电路和PLC相互连接必须要通过中间的继电器回路的转换。2.进入PLC的必须要转换成弱电信号，用于控制外围电路的必须要把PLC输出的弱电信号转换成强电信号。第一节PLC在数控机床中的应用二、PLC和机床外围电路的关系第一节PLC在数控机床中的应用学习情景五：数控机床电气系统故障的排除1.内装式（集成式）：整体设计、信息交换速度快、系统可靠。2.独立式（外装式）：独立于NC装置，是能够独立完成功能的PLC。方便扩展、选择余地大。三、PLC在数控机床中的应用形式第一节PLC在数控机床中的应用学习情景五：数控机床电气系统故障的排除1、机床侧至PLC：机床侧的信号通过I/O单元接口输入到PLC，输入的地址由PLC程序编制人员自行定义。当然要根据相关规范确定。2、PLC至机床侧：根据机床的配置，以及所需要完成的控制功能。PLC将控制信号输送至机床侧。输出信号的地址也是由程序编制人员自行定义。第一节PLC在数控机床中的应用四、PLC和外部的信息交换学习情景五：数控机床电气系统故障的排除3、PLC至CNC：PLC至CNC的信号地址和含义由系统厂商定义完成，程序编制人员之能够根据厂商的定义而不能够增减、删除改变。4、CNC至PLC：CNC送至PLC的信号可由CNC直接送至PLC的寄存器中，所有CNC送至PLC的信号含义和地址均由系统厂商定义。第一节PLC在数控机床中的应用四、PLC和外部的信息交换学习情景五：数控机床电气系统故障的排除1、输入采样；PLC扫描读入所有输入端口的信号状态，并将此状态读入到输入映像寄存器中。2、程序执行；系统读入输入映像缓存区、输出映像缓存区的数据，进行运算并将运算结果输出到输出映像缓存区。3、刷新阶段；刷新阶段主要是将新的处理结果输出到外部。第一节PLC在数控机床中的应用五、PLC在数控机床中的工作流程学习情景五：数控机床电气系统故障的排除1、操作面板的控制操作面板的控制分为两个部分，一个是系统操作面板的控制一个是机床操作面板的控制。系统面板信号NCPLC机床面板信号机床机床面板信号PLC机床系统面板的信号第一节PLC在数控机床中的应用六、PLC在数控机床中的功能。学习情景五：数控机床电气系统故障的排除2、机床外部开关输入信号将机床侧的开关信号输入PLC，进行逻辑运算。运算的结果用于对机床的控制。3、输出信号控制，PLC将用于控制的信号经过接口以及外围电路中的继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象。4、T功能实现，所谓T功能实际上就是数控机床对刀具的控制功能。就是通过PLC实现刀具调用、换刀等一系列功能。第一节PLC在数控机床中的应用六、PLC在数控机床中的功能。学习情景五：数控机床电气系统故障的排除•5、M功能的实现所谓M功能就是数控机床的辅助功能，包括主轴旋转的控制、冷却系统的控制、程序执行方式的控制等等。第一节PLC在数控机床中的应用六、PLC在数控机床中的功能。学习情景五：数控机床电气系统故障的排除NCPLC外围辅助设备PLCNC指令外部反馈直接控制外部设备小功率设备由继电器、接触器等组成的外围电路辅助设备第二节PLC和外围电路的关系一、PLC对外围电路的控制。学习情景五：数控机床电气系统故障的排除1、PLC内部信号和外部信号的对应关系，对于外围电路的控制非常重要。处理他们的对应关系，主要是依据机床厂上的对于外围电路的设计、功能的定义以及PLC程序编制工程是对于PLC输入输出接口的分配。2、地址分配：将PLC许可使用范围内的地址，按照一定的规则使其和外部电路中的信号相对应。也就是一个地址对应着一路信号，也就是地址实际上将内部信号和外部信号连接起来。第二节PLC和外围电路的关系一、PLC内部信号和外部信号的对应。学习情景五：数控机床电气系统故障的排除•PLC程序编制工程师在编制软件时，通过设置参数、和程序编制时的定义，已经将地址从软件上作了分配。但是，我们在处理外部回路和PLC相连接时，不能够只是靠软件来保证信号的对应关系。PLC内部信号的定义和地址的分配，是和PLC的硬件接口相对应的。我们在使用PLC时，实际上也只能够通过对硬件的使用和辨识来保证接口使用的确实。第二节PLC和外围电路的关系一、PLC内部信号和外部信号的对应。学习情景五：数控机床电气系统故障的排除手动绝对值选择停止主轴正转主轴反转主轴停止线号插座上的针脚号分配的输入地址实际信号含义标注实际开关按钮的编号第二节PLC和外围电路的关系二、外部元件和PLC输入信号学习情景五：数控机床电气系统故障的排除PLC第二节PLC和外围电路的关系二、外部元件和PLC输入信号学习情景五：数控机床电气系统故障的排除PLC地址通常由三部分组成：1、地址类型；2、地址号；3、位号；如：X1000.0地址类型地址号位号位号从0~7地址类型由厂家定义第二节PLC和外围电路的关系三、PLC的地址构成学习情景五：数控机床电气系统故障的排除元器件（号）线号插槽或插座号针脚号PLC输入地址号机床上实际使用的电气元件的编号和机床电气元件相连的电缆的线号电缆汇入的插座、插槽的号码每一路信号在插座、插槽上的分配号码每一路信号对应分配的PLC地址第二节PLC和外围电路的关系三、电路图上几种标号的关系学习情景五：数控机床电气系统故障的排除Operationpanel第二节PLC和外围电路的关系学习情景五：数控机床电气系统故障的排除S37S36学习情景五：数控机床电气系统故障的排除外部执行元件控制PLC输出信号输出地址插座或者插头的针脚外围电路线缆（线号）设备或者元件中间会通过一些端子排中间会通过一些端子排第二节PLC和外围电路的关系四、输出信号和受控的执行元件PLC一、PLC信号到达受控元件的路径学习情景五：数控机床电气系统故障的排除四、输出信号和受控的执行元件第二节PLC和外围电路的关系二、两种控制方式1、PLC输出信号直接驱动PLC输出信号执行元件学习情景五：数控机床电气系统故障的排除第二节PLC和外围电路的关系四、输出信号和受控的执行元件2、PLC输出信号经过中间继电器、电磁接触器等才能够最终控制执行元件二、两种控制方式输出信号中间继电器学习情景五：数控机床电气系统故障的排除1.目录目录的主要内容是：页码、图号、标题第三节查阅机床电气手册一、机床电气手册的构成NO（页码）DRAWING（图号）TITLE（标题）REMARK（备注）学习情景五：数控机床电气系统故障的排除2、线号表说明线缆的走向，线缆在电气图中的位置。第三节查阅机床电气手册一、机床电气手册的构成学习情景五：数控机床电气系统故障的排除3、符号描述表描述所要表达的电气元件的图形符号第三节查阅机床电气手册一、机床电气手册的构成学习情景五：数控机床电气系统故障的排除4、电器柜布置图用来描述每个器件在电气柜中的位置，以及电气柜和外界相连通的线缆的位置。第三节查阅机床电气手册一、机床电气手册的构成学习情景五：数控机床电气系统故障的排除电器柜布置图学习情景五：数控机床电气系统故障的排除第三节查阅机床电气手册一、机床电气手册的构成5、控制回路框图用于描述整个数控机床控制系统控制流程和各部分之间的关系。学习情景五：数控机床电气系统故障的排除6、各控制单元图。在数控机床电气控制图中，对完成某一项或者某一类功能的电路作了单独的描述。除此以外，还对每一个重要的零部件的构成做了详细的描述。通过这些单元图（零部件图），我们可以更加详细而透彻的了解整个数控机床电气控制系统的构成。第三节查阅机床电气手册一、机床电气手册的构成学习情景五：数控机床电气系统故障的排除第三节查阅机床电气手册一、机床电气手册的构成NC电源供应单元NCPOWERSUPPLYUNIT学习情景五：数控机床电气系统故障的排除1、了解数控机床电气控制系统的工作原理；2、熟练使用机床电气手册维护数控机床电气系统。第四节查找回路的方法一、学习查找回路的目的学习情景五：数控机床电气系统故障的排除通过查找冷却液电机运转的控制回路的工作流程，熟悉和掌握使用机床电气手册的方法。控制冷却液电机运转的的控制的两种方式：1、程序自动控制（M指令）；NC将M指令译码后送至PLC，经过PLC的运算处理后送出控制信号。2、手动控制（机床面板上的按钮）；通过操作机床操作面板上的操作开关，开关信号进入PLC，经过PLC运算后送出控制信号。其实，这两种方式在PLC送出控制信号以后，都是通过同一个回路来控制冷却液电机的运行。第四节查找回路的方法二、查找电路图例学习情景五：数控机床电气系统故障的排除二、查找电路图例第四节查找回路的方法1、查找电机控制回路通过电气手册目录，查找到电机的控制回路电机控制回路目录学习情景五：数控机床电气系统故障的排除2、查找冷却液电机控制回路在前面目录所示的页码中，找到电机控制回路，在众多的电机控制回路中，找到冷却液电机控制回路。二、查找电路图例第四节查找回路的方法学习情景五：数控机床电气系统故障的排除二、查找电路图例第四节查找回路的方法冷却液电机控制回路2、查找冷却液电机控制回路学习情景五：数控机床电气系统故障的排除第四节查找回路的方法二、查找电路图例3、查找控制冷却液电机的接触器线圈的控制回路接触器线圈控制回路冷却泵控制学习情景五：数控机床电气系统故障的排除4、查找控制前述接触器的继电器线圈的控制回路。第四节查找回路的方法二、查找电路图例继电器线圈控制回路冷却泵PLC输出信号学习情景五：数控机床电气系统故障的排除5、查找控制冷却泵的PLC输入信号。通过查找目录，找到I/O单元，在I/O单元里找到控制冷却泵的输入信号。第四节查找回路的方法二、查找电路图例控制冷却泵的输入信号及外部控制开关学习情景五：数控机床电气系统故障的排除6、查找冷却液控制开关。这种控制开关都是集中在操作面板上，所以应该到操作面板上去查找。第四节查找回路的方法二、查找电路图例学习情景五：数控机床电气系统故障的排除S33学习情景五：数控机床电气系统故障的排除7、小结。冷却液电机控制流程如下：第四节查找回路的方法二、查找电路图例X1000.2S33PLCY1004.3RelayPCBK2K2M冷却泵电机学习情景五：数控机床电气系统故障的排除根据本章的内容我们可以得出以下的结论：1、数控机床电气控制系统是以PLC为核心；2、掌握数控机床电气控制系统，必须要掌握机床电气手册。3、如果要掌握数控机床电气控制系统，必须要了解每一个控制单元、回路。教、学小结学习情景五：数控机床电气系统故障的排除情景回顾1、叙述数控机床中PLC与NC的区分与联系；2、简述PLC在数控机床中