数控机床电器控制系统的组成

数控机床电气控制(1)数控机床电气控制是数控技术的重要组成部分，它主要负责控制和驱动数控机床的各个部件，在保证机床精度和生产效率的同时，也是实现数控加工自动化的基础。

下面就数控机床电气控制的相关内容进行详细阐述：一、数控机床电气控制的基本原理数控机床电气控制的基本原理是将外部的指令信号通过数控装置解码处理后，转换成高速脉冲信号输出给各种指令信号对应的电机驱动器，以控制机床各个部件的运动。

其中，电机驱动器可以根据不同的控制方式进行选择，如步进电机驱动器、伺服电机驱动器等。

二、数控机床电气控制的主要功能1、数据处理功能：包括位置控制、运动规划和插补计算等。

2、控制信号输出功能：输出高速数据脉冲信号，控制电机驱动器的运动。

3、报警保护功能：根据机床状态监测，判断是否存在故障，并及时报警提示、保护机床不受损坏。

4、通讯功能：与上位机进行通讯，实现各种数据的互换。

三、数控机床电气控制的发展趋势1、智能化：未来的数控机床电气控制要拥有更高的自主判断能力和智能化，能够自主调整运动参数，及时处理异常情况，提高机床的生产能力。

2、模块化：模块化设计是未来的发展方向，将复杂的电气控制板块分解成多个小模块，各模块之间通过通讯接口进行数据交换，提高系统扩展性和可靠性。

3、高速化：随着机床运动速度的提高，未来数控机床电气控制需满足更高的速度要求，使运动控制信号更加精确，减小误差，保证产品精度。

总之，数控机床电气控制是数控技术中不可或缺的组成部分，其发展趋势将对数控技术的应用和发展带来更为深远的影响。

随着技术的不断进步和应用的不断拓展，数控机床电气控制将在未来的大规模工业生产中扮演越来越重要的角色。

摘要数控技术发展飞速的今天，数控技术在现代制造业发挥越来越重要的作用，数控机床是数控制造业的核心，本文主要介绍了对数控车床的电气系统设计的过程。

本设计以CK6140车床为载体，对其数控电气系统经行详细设计。

其内容包括强电设计、弱电设计、PLC输入输出及接口设计，本设计选用西门子808D数控系统。

最后绘制出整个机床的电气系统原理图等。

本设计给出了整个机床的原理图绘制过程，重点部分模块化，较详细地介绍了各个部分的功能及用途。

分为 380V强电回路，控制回路，PLC输入输出控制，主轴驱动模块和进给伺服驱动模块，并介绍了相关的电气知识。

通过本设计说明书可以基本上掌握数控车床的电气原理，以及基本的电气常识，使读者无论是从整体上还是各个模块中都能够了解到数控车床相关的一系列电气知识。

关键词：数控系统；数控车床；PLC控制1ABSTRACTThe numerical controls that the technique development fast today, the numerical controls technique at the modern manufacturing industry exertive more and more importance function, numerical control tool machine is number control a manufacturing industry of core, this text mainly introduced logarithms to control the processed that the electricity system of lather design.The design CK6140 lathe as the carrier, the detailed design of the its NC electrical system through the line. its contents includes a strong electrically design, weakness design, PLC importation output and Interface design. The design uses a Siemens 808D CNC system. Finally, to map out the whole machine electrical system schematic. This principle diagram which designs to the whole tool machine draws process and the point parts of mold piece turn and compared to in detail introduce each function and use of part. Is divided into the 380 Vs strong electricity back track, control back track, the PLC importation outputs a control, the principal axis drives a mold piece and enters to servo drive a mold piece, and introduced related electronic knowledge.Through this design system can basically control numerical control the electricity principle of lather, and basic electronic common sense, make the reader regardless can understand numerical control the lather related series of electricity knowledge from wholly the top still each mold piece.Key Words：NC system; NC lathe; PLC control2目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 ABSTRACT ------------------------------------------------------------------------------------------- 2目录------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3第一章绪论----------------------------------------------------------------------------------------- 61.1前言 ------------------------------------------------------------------------------------------ 61.2国外数控系统的发展趋势 ------------------------------------------------------------- 61.2.1新一代数控系统采用开放式体系结构 ------------------------------------ 61.2.2新一代数控系统控制性能大大提高---------------------------------------- 71.2.3数控系统向软数控方向发展 ------------------------------------------------- 71.3我国数控技术的发展-------------------------------------------------------------------- 81.4CK6140数控车床主简介 ---------------------------------------------------------------- 9第二章西门子808D数控车床系统 --------------------------------------------------------- 112.1 西门子808D系统简介 --------------------------------------------------------------- 112.2人机界面 ---------------------------------------------------------------------------------- 132.3进给系统 ---------------------------------------------------------------------------------- 132.4 主轴驱动系统--------------------------------------------------------------------------- 132.5刀架控制系统 --------------------------------------------------------------------------- 142.6电柜设计及电源选用------------------------------------------------------------------ 142.6.1在设计电柜时应注意以下事项：----------------------------------------- 142.6.2 24VDC电源选用---------------------------------------------------------------- 152.7数控系统各部分的连接及接口 ----------------------------------------------------- 152.7.1系统的接线---------------------------------------------------------------------- 152.7.2 接口布置 ------------------------------------------------------------------------ 15第三章CK6140数控车床的基本组成和工作原理 --------------------------------------- 173.1数控车床组成 --------------------------------------------------------------------------- 173.2数控车床工作原理 --------------------------------------------------------------------- 193.3 CK6140数控车床运动分析 ---------------------------------------------------------- 2033.4 CK6140数控车床电气系统简述 ---------------------------------------------------- 21第四章CK6140数控车床硬件系统设计及元件选型------------------------------------ 254.1主轴驱动系统 --------------------------------------------------------------------------- 254.1.1主轴电动机---------------------------------------------------------------------- 254.1.2主轴电动机选型 --------------------------------------------------------------- 254.2机床进给伺服系统 --------------------------------------------------------------------- 264.2.1 CK6140数控车床对伺服驱动进给系统的要求------------------------ 274.2.2 伺服电机的选型--------------------------------------------------------------- 284.3控制电路原理图设计------------------------------------------------------------------ 314.3.1 380V系统强电控制回路----------------------------------------------------- 314.3.2电源回路 ------------------------------------------------------------------------- 334.4常用电器元件的选型------------------------------------------------------------------ 344.4.1低压电器选型的一般原则 -------------------------------------------------- 344.4.2断路器的选型------------------------------------------------------------------- 344.4.3电动机保护用自动开关的选型 -------------------------------------------- 354.4.4 熔断器选型 --------------------------------------------------------------------- 354.4.5接触器的选型------------------------------------------------------------------- 354.4.6热继电器的选型 --------------------------------------------------------------- 364.4.7中间继电器---------------------------------------------------------------------- 364.5 CK6140数控车床控制面板 ---------------------------------------------------------- 37第五章PLC设计及参数设置------------------------------------------------------------------- 395.1 PLC的基本结构及工作原理 --------------------------------------------------------- 395.2 PLC与CNC机床的联接方式 -------------------------------------------------------- 405.3 CNC加工代码在PLC上的实现方法----------------------------------------------- 415.3.1 T功能代码的实现方法------------------------------------------------------- 425.3.2 M功能代码实现方法--------------------------------------------------------- 425.4 PLC程序的模块化设计---------------------------------------------------------------- 425.5 PLC输入输出地址分配---------------------------------------------------------------- 425.6参数设置 ---------------------------------------------------------------------------------- 4445.6.1 PLC参数设置-------------------------------------------------------------------- 445.6.2机床参数设置------------------------------------------------------------------- 45第六章结论--------------------------------------------------------------------------------------- 47致谢 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 48参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------- 495第一章绪论1.1前言装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，机床制造业是一个国家的基本装备工业，是工业生产的技术基础，数控技术在给机床制造业带来显著经济效益及广阔发展前景的同时，也是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备，因此它已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。

数控机床电气控制知到章节测试答案智慧树2023年最新咸阳职业技术学院项目一测试1.接触器的常态是指（）。

参考答案:线圈未通电情况2.通电延时型时间继电器，它的动作情况是（）。

参考答案:线圈通电时触点延时动作，断电时触点瞬时动作3.在鼠笼式异步电动机反接制动过程中，当电动机转速降至很低时，应立即切断电源，防止（）。

参考答案:电动机反转4.采用星—三角降压起动的电动机，正常运行时必是（）连接。

参考答案:三角形连接5.一台额定电压为220V的交流接触器在交流220V和直流220V的电源上均可使用。

（）错项目二测试1.采用交流接触器、按钮等构成的鼠笼式异步电动机直接启动控制电路，在合上电源开关后，电动机启动、停止控制都正常，但转向反了，原因是（）。

参考答案:引入电动机的电源相序错误2.电气控制电路分析的内容有（）。

参考答案:设备说明书;电气元件布置图;电气元件连接图和总装接线图;电气控制原理图3.在电气控制线路中，若对电动机进行过载保护，则选用的低压电器是（）。

参考答案:热继电器4.下列不属于机械设备的电气工程图是（）。

参考答案:电器结构图5.X62W万能铣床主轴采用变速冲动的目的是（）。

便于齿轮啮合项目三测试1.在设计机械设备的电气控制工程图时，首先设计的是（）。

参考答案:电气原理图2.电器元件布置图是用规定的图形符号，根据原理图，按各电器元件相对位置绘制的实际接线图。

（）参考答案:对3.电气原理图设计包含（）。

参考答案:主电路设计;控制电路设计;联锁保护环节设计;辅助电路设计4.机床电气控制原理图设计应注意（）。

参考答案:保证电气控制电路工作可靠;正确选择电器元件;合理选择控制电路电流种类与控制电压数值;合理布线，力求使控制电路简单、经济5.两个同型号电压线圈可以串联后接在2倍线圈额定电压的交流电源上。

（）错项目四测试1.（）是初始化脉冲，仅在PLC上电运行时接通一个扫描周期。

参考答案:SM0.12.李工想用PLC的时钟脉冲编程，用了SM0.5这个位寄存器，该寄存器的脉冲输出周期是多少（）。

PLC电气控制系统在数控机床中的应用摘要：随着科技的发展，以及国家对工业生产的重视，越来越多电子化和自动化技术被应用到工业生产中。

PLC 可编程技术作为数控机床电气控制方面广泛应用的技术之一，也在不断更新迭代。

本文分析了如何在数控机床的电气控制中融入 PLC 编程技术，希望对我国数控机床电气控制方面的发展提供借鉴。

关键词：PLC 编程；数控机床；电气控制引言近些年来，新兴起的可编程控制器（PLC）逐渐取代了传统的控制装置。

PLC可编程装置不仅可以节省人力和物力，还可以广泛应用到电气自动化控制领域。

在数控机床电气方面，PLC 实现了机器化和自动化的发展，同时 PLC 可编程技术的广泛应用，也推动了我国现代化和自动化的全面发展。

1.PLC可编程PLC可控编程技术是一种以微处理器为基础，集合微电子技术、自动控制技术、计算机技术和通讯技术于一体的数字运算操作电子系统，具有控制能力强、抗干扰能力强、适用范围广、可靠性高、使用方便、配置灵活、编程简单等特点，在我国工业行业领域占据着重要的地位。

目前为止，PLC 编程运用最广泛的领域就是在数控机床的电子技术方面，其可以将编程储蓄器作为一项技术，然后在数据计算的过程中增加一些运算指令，通过将这些指令进行数据化分析，实现编程技术的自动化、电气化和机械化，从而实现对机械设备的服务和控制，进而更快更好地完成生产任务。

关于 PLC 可编程技术主要从以下几方面来进行分析。

首先，PLC 编程相对其他科学技术来说较为简单，容易上手，并且编程语言等不需要计算机的知识，因此，这项技术很适合基础人员使用。

与此同时，PLC可编程的系统开发周期较短，并且现场调试也相对容易，即使出现一些不可控的突发因素，也能稳定下来进行调试。

此外，PLC可编程系统的修改也可以根据其所具有的系统来进行调整，在不拆动零件的基础上，通过修改程序来改变控制方案。

另外，PLC 可编程控制技术的功能性非常强，性价比也非常高，可以通过通信联网对数据进行分散控制，且集中管理。

数控机床工作原理及组成1．1．1 数控机床工作原理数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。

具体地说，将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件，这种机床即为数控机床。

1．1．2 数控机床的种类由于数控系统的强大功能，使数控机床种类繁多．其按用途可分为如下三类。

①金属切削类数控机床。

金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。

②金属成形类数控机床。

金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床与数控压力机等。

③数控特种加工机床。

数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床，数控淬火机床等。

1．1．3 数控机床的组成数控机床一般由输入输出设备、数控装置(CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。

图1—1是数控机床的硬件构成。

(1)输入与输出装置输入与输出装置是机床数控系统与操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备．输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。

目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体第1页为磁盘、穿孔纸带。

输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。

输出装置的作用是：数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。

显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值，以及报警信号等。

(2)数控装置(CNC装置)数控装置是计算机数控系统的核心，是由硬件与软件两部分组成的。

它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算与逻辑处理后，输出各种信号与指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。

1．按钮开关和行程开关的作用分别是什么？如何确定按钮开关的选用原则？答：按钮开关通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关，用于控制电路中发出起动或停止等指令，通过接触器、继电器等控制电器接通或断开主电路。

行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器。

动作时，由挡块与行程开关的滚轮相碰撞，使触头接通或断开用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。

按钮开关的选用原则①根据用途选择开关的形式，如紧急式、钥匙式、指示灯式等。

②根据使用环境选择按钮开关的种类，如开启式、防水式、防腐式等。

③按工作状态和工作情况的要求，选择按钮开关的颜色。

2．低压断路器在电路中的作用是什么？答：低压断路器又称自动空气开关，它不但能用于正常工作时不频繁接通和断开电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备，因此，低压断路器在机床上使用得越来越广泛。

3．接触器的用途是什么？它由哪几部分组成？答：接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。

接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为交流、直流两种，机床上应用最多的是交流接触器。

它由电磁机构、触头系统、灭弧装置及其他部件等四部分组成。

4．接近开关与行程开关相比有哪些优点？若接近开关为三线制输出，一般为哪三根输出线？答：接近开关又称无触点行程开关。

与行程开关相比，接近开关具有工作稳定可靠、使用寿命长、重复定位精度高、操作频率高等优点。

接近开关多为三线制。

三线制接近开关有二根电源线（通常为24V）和一根输出线，输出有常开、常闭两种状态。

5．中间继电器的作用是什么？它和交流接触器有何区别？答：中间继电器实质上是电压继电器的一种，其触点数量多（多至6对或更多），触点电流容量大（额定电流5〜10A）,动作时间不大于0.05s 。

其主要用途是当其他继电器的触头数量或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触点数或触点容量，起到中间转换和放大作用。

简述数控车床的结构组成数控车床是一种通过计算机控制的自动化机床，其结构组成包括床身、主轴箱、刀架、进给机构、液压系统、润滑系统、电气系统等部分。

床身是数控车床的基础和支撑部分，一般采用整体铸造或焊接而成，具有良好的刚性和稳定性。

床身上设置有主轴箱、刀架和进给机构等关键部件的安装位置，并通过各种连接件将各部件固定在床身上。

主轴箱是数控车床的核心部分，包括主轴、主轴驱动装置和主轴箱壳体等组成。

主轴是数控车床的动力来源，通过电机驱动实现工件的旋转。

主轴驱动装置负责将电机的旋转转化为主轴的旋转，并具有变速功能以满足不同加工要求。

主轴箱壳体起到保护主轴和主轴驱动装置的作用，同时具有防护、散热和降噪等功能。

刀架是数控车床上刀具的安装和运动部分，包括刀架座、刀架滑架、刀架驱动装置等组成。

刀架座是刀架的安装座，通过各种连接件与床身固定。

刀架滑架负责刀架的移动和定位，可以实现各种切削操作。

刀架驱动装置通过电机驱动刀架的运动，使刀具在工件上进行切削。

进给机构是数控车床的进给系统，包括进给轴、进给伺服装置和进给传动装置等组成。

进给轴负责工件在进给方向上的运动，可以实现不同速度和进给量的控制。

进给伺服装置负责将电机的旋转转化为进给轴的运动，并通过编码器等反馈装置实时监测和控制进给轴的位置和速度。

进给传动装置起到传递动力和运动的作用，一般采用齿轮传动或螺杆传动。

液压系统是数控车床的辅助系统，主要包括液压站、液压缸和液压管路等组成。

液压站负责液压系统的供油和控制，通过油泵将液压油送至液压缸以实现刀架和进给轴等部件的运动。

液压缸负责产生必要的力和压力，通过液压缸的伸缩实现刀架的升降和进给轴的进退。

液压管路起到传递液压油的作用，连接液压站和液压缸等部件。

润滑系统是数控车床的重要辅助系统，负责给各润滑点提供润滑油脂以减少磨损和摩擦，并冷却和清洗工作区域。

润滑系统包括油泵、油箱、油管和润滑装置等组成，通过油泵将润滑油送至润滑点以实现有效的润滑。

机床应该具备的三个组成部分
机床通常由以下三个主要组成部分：
1. 机床本体：机床本体是机床的基础部分，它包括床身、工作台、立柱、导轨等结构。

机床本体的设计和制造质量直接影响到机床的稳定性、精度和刚性。

机床本体需要具备足够的强度和刚性，以承受加工过程中的力和振动，并确保工件的加工精度。

2. 动力和传动系统：动力和传动系统为机床提供动力源和运动传递。

它包括电动机、减速器、传动轴、皮带、齿轮等部件。

动力和传动系统的性能将直接影响机床的加工效率和加工精度。

高效、稳定的动力和传动系统能够提供足够的动力，并将动力准确地传递给刀具或工件，以实现期望的加工效果。

3. 控制系统：控制系统是机床的“大脑”，它负责控制机床的各种动作和功能。

控制系统包括数控系统、电气控制元件、传感器、人机界面等。

控制系统的先进程度和功能将决定机床的自动化程度和加工精度。

现代机床通常配备先进的数控系统，能够实现高精度的加工控制，并提供丰富的功能和编程选项。

以上三个组成部分是机床的核心要素，它们相互协作，共同实现机床的加工功能。

除了这三个部分，机床还可能包括其他辅助设备，如冷却系统、润滑系统、刀具库等，以提高机床的性能和可靠性。

不同类型和规格的机床在具体结构和配置上可能会有所差异，但以上三个组成部分是机床的基本构成。

【数控机床电气控制】形成性考核册作业1~4答案电大天堂【数控机床电气控制】形成性考核册作业（一）答案1．按钮开关和行程开关的作用分别是什么？如何确定按钮开关的选用原则？答：按钮开关通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关，用于控制电路中发出起动或停止等指令，通过接触器、继电器等控制电器接通或断开主电路。

行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器。

动作时，由挡块与行程开关的滚轮相碰撞，使触头接通或断开用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。

按钮开关的选用原则①根据用途选择开关的形式，如紧急式、钥匙式、指示灯式等。

②根据使用环境选择按钮开关的种类，如开启式、防水式、防腐式等。

③按工作状态和工作情况的要求，选择按钮开关的颜色。

2．低压断路器在电路中的作用是什么？答：低压断路器又称自动空气开关，它不但能用于正常工作时不频繁接通和断开电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备，因此，低压断路器在机床上使用得越来越广泛。

3．接触器的用途是什么？它由哪几部分组成？答：接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。

接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为交流、直流两种，机床上应用最多的是交流接触器。

它由电磁机构、触头系统、灭弧装置及其他部件等四部分组成。

4．接近开关与行程开关相比有哪些优点？若接近开关为三线制输出，一般为哪三根输出线？答：接近开关又称无触点行程开关。

与行程开关相比，接近开关具有工作稳定可靠、使用寿命长、重复定位精度高、操作频率高等优点。

接近开关多为三线制。

三线制接近开关有二根电源线（通常为24V）和一根输出线，输出有常开、常闭两种状态。

5．.中间继电器的作用是什么？它和交流接触器有何区别？答：中间继电器实质上是电压继电器的一种，其触点数量多（多至6对或更多），触点电流容量大（额定电流5～10A）,动作时间不大于0.05s。

模块一数控机床电气控制基础[模块教学内容]1、介绍数控机床主电路常用电器元件包括低压断路器、开关、熔断器、接触器、热继电器以及变压器的结构、原理、功能、技术参数、选型和应用。

2、介绍数控机床控制电路常用电器元件包括继电器、按钮、开关、信号灯和直流稳压电源的结构、原理、功能、技术参数、选型和应用。

3、介绍图形文字符号及选择方法；数控机床电气原理图的画法规则。

[模块学习目标]1、了解数控机床主要电器的结构。

2、掌握数控机床主要电器的基本应用技术。

3、掌握组成电气控制线路的基本规律和绘图方法。

单元一数控机床主电路常用电器元件数控机床是在通用机床基础之上发展而来的，至今很多方面还保留着通用机床的痕迹，在电气系统主电路方面二者仍然是统一的。

本单元介绍数控机床主电路常用的电器元件，如低压断路器、开关、熔断器、接触器等，同时介绍其工作原理及选用原则，以便学会正确选择和合理使用，为分析和设计数控机床电气控制线路打下基础。

一、电器的作用与分类根据外界特定的信号和要求自动或手动接通或断开电路，断续或连续改变电路参数，实现对电路或非电对象的接通、切换、保护、检测、控制、调节作用的装置称为电器。

工作在交流 1200V、直流 1500V 额定电压以下的电路中，能根据外界信号(机械力、电动力和其他物理量)，自动或手动接通和断开电路的电器称为低压电器。

其作用是实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节。

数控机床电气控制系统中采用了低压电器作为基本组成元件，而且控制系统的优劣与所用的低压电器直接相关，因此掌握低压电器的基本知识和常用低压电器的结构及工作原理，并能准确选用、检测和调整常用低压电器元件，才能够分析数控机床电气控制系统的工作原理，处理及维修一般故障。

低压电器种类繁多、功能各样、构造各异，工作原理各不相同，常用低压电器的分类方法有：1．按操作方式分类（1）自动电器依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作，如接触器、继电器等。

机床电气控制与PLC1. 介绍机床电气控制是机床制造中的核心技术之一。

它涉及到机床运动控制、工艺控制、安全控制等方面的内容。

而在现代机床中，PLC（可编程逻辑控制器）作为一种常用的控制设备，被广泛应用于机床的电气控制系统中。

本文将介绍机床电气控制系统的基本原理、PLC的工作原理以及机床电气控制与PLC的应用。

2. 机床电气控制系统的基本原理机床电气控制系统是由电机、传感器、执行器、控制器等组成的系统。

其基本原理是通过控制器对电机、传感器、执行器等进行控制，从而实现机床的工艺控制、运动控制以及安全控制。

在机床电气控制系统中，电机作为输出装置，负责驱动工作台、主轴等进行运动。

传感器用于检测机床的运动状态、位置以及工件的尺寸等信息，并将其转化为电信号。

执行器则根据控制信号驱动相关的机构运动，如气缸、伺服电机等。

控制器则根据输入的信号进行逻辑运算和控制操作，实现对机床的精确控制。

3. PLC的工作原理PLC是一种专门用于工业自动化控制的硬件设备。

它的工作原理主要包括输入模块、中央处理器、输出模块等组成。

输入模块负责接收外部信号，如传感器的信号等，并将其转化为与PLC内部相兼容的信号。

中央处理器是PLC的核心部分，它对输入信号进行处理、判断，并根据预设的程序逻辑生成相应的输出信号。

输出模块则将处理后的信号输出到执行器，驱动相关的机构进行运动。

PLC的一个重要特点是可编程性，用户可以通过编程控制器内部的逻辑和功能，实现对机床电气控制系统的灵活调整和优化。

4. 机床电气控制与PLC的应用机床电气控制与PLC的应用广泛存在于各种机床中，如数控机床、自动化生产线等。

在数控机床中，PLC可以完成对机床的运动控制、工艺控制以及安全控制。

通过编写PLC的程序，可以实现对机床运动轨迹的精确控制，使其按照预定的路径进行运动。

同时，PLC还可以对机床的主轴转速、进给速度等进行调节，以满足对工件加工的要求。

此外，PLC还能监视机床的安全状态，当出现异常情况时，如过载、碰撞等，能够及时采取相应的措施保护机床和工作人员的安全。

数控机床控制技术基础数控11-1班级第1章绪论一、数控机床的组成和工作原理1、数字控制技术：简称数控（NC）技术，是指用数字化信息对设备运行和生产过程进行控制的一种自动控制技术。

2、数控机床的组成（1）程序载体（2）输入输出装置（3）CNC单元（4）伺服系统（5）可编程序控制器（PLC）（6）位置反馈系统（7）机床本体3、数控机床的工作原理（1）工艺规划（2）数学处理（3）编制程序单（4）输入程序（5）程序校验与试运行二、数控机床的特点及分类1、数控机床的特点优点：（1）对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面（2）加工精度高，加工质量稳定（3）生产效率高（4）良好的经济效益（5）自动化程度高缺点：（1）价格较高，设备首次投资大（2）对操作、维修人员的技术要求较高（3）加工复杂形状的零件时，手工编程的工作量大2、数控机床的应用范围数控机床的应用范围正在不断扩大，但目前它还不能完全代替普通机床，也还不能以最经济的方式解决机械加工中的所有问题。

数控机床最适合加工具有以下特点的工件：（1）多品种小批量零件；（2）形状结构复杂的零件；（3）需要频繁改型的零件；（4）价格昂贵、不允许报废的零件；（5）批量较大精度要求高的零件。

3、数控机床的分类（1）按工艺用途分类：普通数控机床、加工中心机床、数控特种加工机床。

（2）按运动方式分类：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床。

（3）按伺服系统的控制方式分类：开环、闭环、半闭环控制系统的数控机床。

（4）按数控系统的功能水平分类：经济性数控机床、中档数控机床、高档数控机床三、数控机床控制技术1、数控机床控制技术是集机械技术（精密机械为主）、电子技术、信息技术（包括传感检测）、计算机及软件技术和自动控制等技术为一体的多学科交叉的综合技术。

2、数控机床控制技术的发展趋势（1）高速化和高精度化（2）数控系统智能化、信息化（3）数控系统开放化第2章液压控制技术一、概述液压传动是利用密闭系统中的受压液体作为工作介质来传递运动和动力的一种传动方式。

CA6140车床的电气控制设计CA6140车床是一种常用的金属加工机床，它主要包括机床主体、进给机构、刀架和电气控制系统等组成部分。

电气控制系统是车床的重要组成部分，其设计合理与否直接影响到车床的加工精度、工作效率和安全性。

本文将从控制系统的硬件构成和软件设计两方面进行阐述，以完整呈现CA6140车床的电气控制设计。

一、硬件构成1.电气控制柜：电气控制柜是车床电气控制系统的核心部件，用于安装各种电气元件和控制器。

控制柜通常由控制器、电源、断路器、继电器、按钮开关和指示灯等组成。

其中，控制器是车床电气控制系统的大脑，负责处理各种控制信号和指令，控制车床的运行状态和动作。

2.电机和传动装置：CA6140车床主轴电机和进给主电机是控制系统的关键部件，负责提供车床的主轴和工件的进给动力。

电机通过传动装置将动力传递给车床主轴和进给系统。

3.传感器和测量元件：传感器主要用于感知车床的工作状态和位置，常用的传感器包括位置传感器、力传感器和速度传感器等。

测量元件用于测量加工件的尺寸和形状，常用的测量元件有千分尺、游标卡尺和测量仪等。

4.控制元件：控制元件主要用于实现车床工作状态和动作的控制，常见的控制元件有继电器、断路器、按钮开关和指示灯等。

继电器用于控制电路的通断，断路器用于过载保护，按钮开关用于人机交互，指示灯用于显示车床的工作状态。

二、软件设计1.控制逻辑设计：控制逻辑设计是控制系统软件设计的核心内容，它包括车床的启动、停止、运行模式切换和动作控制等方面。

在设计控制逻辑时，首先要分析车床的工作原理和工艺流程，然后根据实际需要确定相应的控制逻辑，最后将控制逻辑转换成程序代码。

2.编程软件选择：根据车床的具体需要，选择适合的编程软件，如PLC编程软件或CNC编程软件。

PLC编程软件适用于简单的逻辑控制和信号处理，CNC编程软件适用于复杂的数控运动控制和工艺控制。

3. 编程语言选择：根据具体需求选择合适的编程语言，如Ladder Diagram（梯形图）、Structured Text（结构化文本）或G代码等。

数控铣床电气图分析数控机床的电气册由数控机床厂商提供，电气原理图一般包括主电路、控制电路、进给伺服驱动电路、主轴驱动电路、CNC接口电路和PLC输入输出电路。

除此之外还提供电气元件安装位置图等，便于维修。

机床厂在设计电气图册时一般考虑多种不同情况，如不同的主轴变频器，全闭环或半闭环系统等，因此电气图上会用虚线框标示出来一些选件，这些选件在实际机床电气配置不一定都有，因此在利用电气图进行维修时首先应清楚机床实际的电气配置。

（一）主电路数控机床主电路主要包括电源的进线，总开关，冷却、润滑、排屑、散热风扇等辅助功能的电机连接，如果因伺服动力电不是380V，还需要动力变压器和控制变压器的变压电路。

图3-6-1 主电路图一由图3-6-1可以看到，该机床采用三相五线制供电，电网三相380V电L1，L2，L3经总开关QF1输入至电气柜，给各支路供电，QF1带有分离脱扣，当机床执行指令M30时，中间继电器KA11得电，QF1断开，实现了机床关机。

机床排屑、冷却及主轴风扇电动机都配有过载保护开关QM，QM的作用相当于QF 和FR的作用。

FV为限压保护器件，在电动机频繁起停时起干扰作用。

在图纸上标注的3/E4表示此处与第3页E4区标有320和0线号的地方连接，2/B1表示与第2页B1区是相同的三条线。

XB0是地线的接线排，此外在图纸上还标明了连接线的线径和QM的型号及电流设定值。

图3-6-2 主电路图二在第2张主电路图当中，通过一个两相的QF2接到单相变压器上，变压器有24V和220V两个抽头，其中24V用于机床照明灯EL1，EL2；220V用于给其它设备供电，包括热交换器，机床润滑泵，以及两个开关电源。

此处开关电源VC1用于系统和PLC输出继电器供电，开关电源VC2用于电磁阀和三色灯供电。

在图中320，0，306，307，308，309，310，311，312，0N，+24A，0D，+24D等都表示线号，在接线或查找机床故障时，应该对应找标有这些线号的线去测试。