「制造设备与系统控制复习大纲」46089.pdf

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1、制造设备与系统控制 指导老师：李爱萍（教授）机械大楼 A304 重点 可编程控制器的基础知识，如 P的全称，与、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，光栅与莫尔条纹 插补：逐点比较与数字积分 能力拓展“如果给你数控编程的程序，能否画出工件加工图”机械制造设备与自动化概述、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行操作或控制的过程,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 在劳动组织上，最大限度地采用

2、分工的原则 采用流水线生产方式 组织结构上，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、装配检验和销售服务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 TQCS描述,T（time 时间)、Q(qualiy 质量)、C(os成本），（ervice 服务)、E(vronment 环境友善)。2

3、、制造自动化技术的研究现状 归纳为自动化、精密工程、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(FS）Flexibe Mufactuin Ssem 3、制造自动化技术的发展趋势：“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”加工是一个一个进行的，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,成本高；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)PL部分 顺序控制的四种方式:继电器控制（“布线

4、”程序),半导体组件方式，二级管矩阵方式,PL存储程序方式 17 周答疑 2011-1-17 考试 表示重点 PPrammb Conllr 可编程控制器 PLCrogramae Logi Conoler 可编程逻辑控制器 1、技术性能指标(1）I/O 点数 表明 PC 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 P软件功能的强弱（4)扫描速度 反映 PLC 执行用户程序的快慢（)内部寄存器寄存器存放变量状态、中间结果、定时计数等数据 内部寄存器的配置及容量是衡量 PC 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/D 转换模块、D/A 转换模块、高速计

5、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 step 语句:参考西门子 S7-00 语句表（SL)编程手册 TL：tep Ladde Iucton 步进梯形指令 控制语句 操作码操作数（地址码和参数）AI1.0（1）位逻辑指令位逻辑指令处理“”和“0”，根据布尔逻辑对它们进行组合。常见:A 与A与非 O 或 其它指令如 ON 或非、异或、XN 异或非、O 先与后以及嵌套关系请看参考手册。举例:与嵌套：结束指令,结束一个布尔逻辑串:=赋值R复位 S 置位（2)计数器指令 A.端为 1 即清零 置数 C.正向计数(0-99,没有正溢出)D反向计数（减到 0，没有

6、负溢出）计数器1 结果为 1 计数器为 0,扫描结果为 计数器是 STE7 编程语言的功能单元之一,用来计数。在P存储区中留有一块计数器区域。该存储区为每一计数器保留一个 1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:F使能计数器（任意）L 将当前计数器值装入累加器 1 L将当前计数器值作为 BCD 码装入累加器 1 R 复位计数器 S计数器置位 CU 加计数器 C 减计数器(）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与存储区之间的信息交换进行编程。CU 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

7、果的影响。L装入 LAR1将地址寄存器的内容装入地址寄存器 1 T 传送 TAR1AR2 将地址寄存器 1 的内容传送到地址寄存器 2（4）程序控制指令 E块结束（5）移位和循环移位 SL字左移(1位）RW 字右移（16 位)(6)定时器 R 使能定时器（任意）L 将当前定时值作为整数装入累加器 1 C 将当前定时值作为 BC码装入累加器 1 复位定时器 SD延时接通定时器 S 延时脉冲定时器 SF 延时断开定时器 S 脉冲定时器 SS保持型延时接通定时器(7)累加器操作指令 EN 入栈 LEAVE出栈 NOP 空指令 课件补充 基本逻辑功能“与”“或”“非”、嵌套 五种定时器 （2)R-S

8、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P 延时脉冲定时器 SE 延时接通定时器D SS 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、LC 系统的组成硬件系统和软件系统 LC 的基本单元主要由微处理器(CPU,包括运算器和控制器）、存储器、O 模块、电源模块、I/O扩展接口、外设 I/接口以及编程器等。软件部分包括系统软件和应用软件。4、PLC 工作过程 NC 部分轮廓编程法(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：（）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精确定位运动;对轨迹不作

9、控制要求;运动过程中不进行任何加工。适用范围：数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机。()直线控制数控机床 不仅要求控制点到点的精确定位，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行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/直线控制的数控机床。（3)轮廓控制数控机床 对多个坐标轴同时进行控制,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,在运动过程中进行连续切削加工。不仅对坐标的移动量进行控制，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

10、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。结构简单，制造成本较低，价格便宜,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，然后与指令位置值进行比较,进行差值控制。（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。进行差值控制，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

11、量环节放在闭环之内,系统稳定性受到影响,调试困难,且结构复杂、价格昂贵。3、数控编程介绍 从分析零件图纸开始,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、反馈后推动机床上的工件（或刀具）实际移动的最小位移量。5、坐标轴的确定 IO 标准中规定直线进给运动用右手直角笛卡尔坐标系 X、Y、表示；A、B、满足右手螺旋规则。常称基本坐标系。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。基本坐标轴:规定直线进给坐标轴,用 X、Y、Z 表示;回转坐标轴:围绕 X、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:平行于基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 自诊断 与编程器、计算机等通信 读入现场数据 执行用户程序 输出结果