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目录第一章绪论 (2)1.1课题研究背景 (2)第二章机床数控系统 (4)2.1改造方案 (4)2.2相关技术 (4)2.2.1变频技术 (4)2.2.2伺服控制 (6)2.3 PLC技术 (7)2.3.1基础知识 (7)2.3.2发展趋势 (8)2.4小结 (8)第三章 PLC编程技术 (9)3.1概述 (9)3.1.1语言特点 (9)3.1.2编程语言的形式 (10)3.2程序设计 (11)3.2.1程序结构 (11)3.2.2变量表 (22)3.3小结 (22)第四章PLC接口与通信技术 (23)4.1自由口模式下PLC与计算机的通信 (23)4.1.1通信协议 (23)4.1.2通信技术 (25)4.2 PLC与控制系统通信 (33)4.3 PLC与人机界面HMI (34)4.4小结 (35)第五章总结 (36)论文总结 (36)致谢 (37)参考文献 (38)第一章绪论1.1课题研究背景由于机床一般都具有较长的使用时间，在上个世纪70、80年代制造的普通机床都采用的是接触器-继电器控制，到目前有很大一部分还在使用，该系统具有体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是由触点控制，在控制复杂时可靠性降低。
在如今的加工环境中已经越来越不适应精确，高效率的要求。
可编程序控制器(PLC)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。
PLC是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式，PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。
机床采用了PLC控制，用软件实现对机床运行的自动控制，可靠性大大提高。
控制系统结构简单，外部线路简化。
另外可方便地增加或改变控制功能。
也可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。
鉴于其种种优点，目前，普通机床的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。
同时，由于电机交流变频调速技术的发展，机床的调速方式已由原来的齿轮箱固定档位调速改为直接由伺服电机拖动的无级调速。
普通立式车床的数控化改造方案及其优劣第2期李吉吉等:牛奶掺假检验试纸的研制41L I Zhe1,WAN G Shi-zhe2,WU Y e-ping1(1.Chemical Engineering College of Qiqihar University,Qiqihar161006,China;2.Heilongjiang Environtal Monitoring Center,Harbin150001,China)Abstract:At present,the appearance milk adulteration is very serious.The normol reagent examination oper2 ates troublely;The instyument examination costs much,it is not fit for the middle and small milk stop.There2 fore,this paper presents chemical test methods of most commonly seen mixed substances(basicite material, table salt),and develop a test paper to examine the five substances above mixed together in the milk.The rezults of experiment show that the test paper has the features of sensitive response,quick examine,convinence to take with and use and so on.K ey w ords:milk;mix;examine;test paper普通立式车床的数控化改造方案及其优劣沈立新,王延昭近年来,将普通立式车床进行数控化改造,使之具备数控功能或更进一步具有数控机床精度,将比购买新的数控立式车床节省资金,因此成为许多企业技术改造的最佳方案.这里仅对普通立式车床的数控化改造的几种方案进行对比分析.1 主传动的数控化改造主传动即立式车床的主轴,带动工作台和工件旋转的主运动,其传动为有级16级传动,即由一个普通型Y系列交流主电动机和一个可手动16级变档的减速箱相配合,产生主轴运动.在改造成数控立式车床时可有2种方案.A方案是改为16级自动变档主传动,即主传动变档可由数控系统编程实现,由电磁阀控制油缸动作,推动变速箱换档.这种方案既实现了自动变档,又不做大的改动,相对而言比较经济;但是缺点是主轴箱还是16级箱,是有级变速,因而无法实现数控立式车床的恒线速度车削功作.B方案是改16级变速箱为2级变速箱,同时原普通Y系列交流主电机改为Z4直流主电机或YVP系列交流变频主电动机,增加一个西门子6RA70型直流调速系统或矢量型(如:6SE70型或A TV58型)交流变频器.Z4型直流电动机或YVP型交流变频主电动机可实现1?100的调速范围,从而实现主传动的无级变速.有了主传动的无级变速,再在与工作台同步的地方装一个1024线的主轴位置编码器,就可以与数控系统通讯,使数控自动控制主轴的转速随工件的直径变化而自动变速,从而实现恒线速度车削功能.这种方案可以实现一个标准数控立式车床的功能;但是需要换变速箱和主电动机并增加主电动机驱动器和主轴位置编码器,因此资金投入增多.2 立刀架的数控化改造普通立式车床的刀架进给为有级,即为一个普通Y系列双速交流电机和一个可6级变速的减速箱相配合产生刀架有级-12级进给运动.对其数控恨架的改造有2种方案.A方案:1)普通立式刀架保留,把原减速箱取消,改为一对减速轮;2)把原来的T型丝杠改为P5级滚珠丝杠;3)把原来的Y系列普通交流电机取消,改为丁西门子交流伺服电机(可适当选用IF15,IF16或IF K7系列交流伺服电机,该电机可由西门子SIMODRIV E611型驱动器驱动,实现2000r/min转范围内的任意转速,从而使刀架实现0.001～2000mm的进给量范围);4)取消原机械手轮,根据需要可安装电子手轮(对于0.001 mm,0.01mm,0.1mm等微量进给,可通过数控系统的6FC9型电子手轮实现;立刀架的水平方向和垂直方向运动均可由西门子交流伺服电机控制,当需要水平和垂直两轴联动来车削锥度或车削圆弧时,可由数控系统编程,同时对驱动器及交流伺服电机发出指令并计算由伺服电机内装的编码器反馈回的脉冲实现两轴的插补运动).这种方案保留了原有普通立式车床的立刀架,较为经济.B方案:取消原普通立式车床的立刀架,重新配做一个滑座和一个数控立式车床的立刀架(这种立刀架可以配自动转位刀台,如果配液压控制的转位刀台则需要再配一套液压系统,由数控系统控制电磁阀实现转位刀台1 -4工位自动转位;如果采用电动式转位刀台,则由数控系统控制刀台内自带的电动机,实现刀台的放松、转位及卡紧控制,从而实现1-6工位自动转位).这种方案成本较高;但是可实现自动转位换刀,因而加工效率可以显著提高.讨论:以上几种普通立式车床的数控化改造方案各有优势,我们可以根据自己要实现的功能、要达到的精度、要实现的效率和能够接受的资金资入作出选择,对设备进行改造.(作者单位:齐重数控装备股份有限公司)。
关于立式车床数控化再改造技术可行性探讨摘要：为了提高曲面类零件的加工条件，进一步对立式车床的功能实施数控化的改造与完善。
并且根据此次完善，进行可行性分析。
得出的实验目标证明了通过数控化的再改造。
立式车床对于机床加工范围的扩大，有一定的成果，并且能够提高生产效率与加工精度，可用于实际生产。
关键词：立式车床，数控化，再改造技术一、立式车床的现状分析立式车床，是一种制造设备，生产于20世纪80年代。
这种制造设备不仅能够推动企业经济效益，还会对社会经济进行一系列的发展。
通过美国日本等国家的对比，我国数控机床的发展，起步较晚。
而且在国外来说这是一个近期才发展起来的产业，但是在先进国家，已经有了初具规模的研究与进展。
这一新型行业的形成，使得发达国家在企业的应用中有了一定的市场。
我国认识到这是推动经济发展的一大产业之后，大力扶持这一产业发展。
尽管这一产业刚刚兴起，但是我国在不断对这方面进行一系列的改造与优化，相信在未来短短的几年时间也会发展成一个龙头行业。
我国的现有立式车床可以对金属以及一些圆柱体工件进行加工与进一步的处理。
针对立式车床的现状可以从自动化程度与生产效率，以及加工精度这三方面进行优化。
改造后的立式车床，要能够有良好的性能，以及资金上成的生产成本的节约，这样才能适应时代的发展。
伴随着科技的发展，产品也不断在更新换代。
立式车床的基本功能已经无法满足市场的需求。
原始的立式车床已经无法对复杂的曲面零件进行进一步的加工处理。
在实际的操作中，也无法满足现在产品的需求。
对于原本的立式车床在生产中效率大幅下降，加工成本不断增加，对于市场的发展，略为滞后。
针对于这一点，我们必须对立式车床进行数控化的再次改造，从而提高其生产效率，增加产品适应性，提高使用效率，更好的应用于新产品的市场应用中去。
二、探讨立式车床的在改造技术的可行性立式车床是以一种手工片导和电机交流的形式进行工作的，这种形式对于加工精度来说会有一定的影响，而且比较浪费时间。
C5225立式车床的数控化改造摘要C5225普通立式车床可以满足普通端面和外圆的切削，但不适应曲面类零件的加工。
加工曲面类零件需先根据零件的要求设计制造工装，然后利用工装进行加工，因而存在生产成本高，产品适应性差，加工周期长等缺点。
针对C5225立式车床的结构特点，经过技术上和经济上的可行性分析，本文提出了利用SIEMENSSINUMERIK 802D数控系统对机床进行数控化改造的方案，对机床主传动系统的全数字直流调速改造、左刀架进给系统的数控化改造以及数控电气控制系统的设计和调试三方面的内容进行了具体实现。
1、主传动系统的全数字直流调速改造采用英国欧陆590+全数字直流调速器，在保留原变速机构的基础上将机床原液压16级手工变速改造为液压4级无级调速。
改造内容包括调速方案和电机的选择、主传动传动路线的调整以及直流调速器控制电路、PLC控制程序的设计；2、左刀架进给系统的数控改造采用滚珠丝杠替换原滑动丝杠，半闭环控制。
改造内容包括伺服进给系统控制方式的选择、进给系统机械部分改造方案的确定；滚珠丝杠副及伺服电机的的参数计算和选择；3、SINUMERIK 802D数控系统有效实现了左刀架的x轴和z轴联动控制，数控电气控制系统的设计内容主要包括数控电气控制系统的组成及连接、数控系统中PLC程序的设计及调试、数控系统的调试及系统基本参数的设定。
机床改造后，除可以满足普通端面和外圆的切削外，还可以加工出普通立车无法加工的复杂曲面类零件，大大扩大了机床的加工范围，同时提高了生产效率和加工精度，并至少节省购买数控立车的大笔资金50万元，完全达到了改造的目的。
关键词：立式车床；数控改造；全数字直流调速；滚珠丝杠；数控系统Numerical Control Transformation of C5225Vertical LatheABSTRACTThe traverse plane and top circle call be cut by the C5225 vertical lathe．by which the spherical surface work piece Call not be machined．The technics fumishment ,should be designed according to the actual request before machining the spherical surface work piece，causing high production cost，bad product applicability and long production cycle．A new alteration method about machine tool，basing on SIEMENS SUNUMERRIK 802D numerical control system，has been brought out in this paper．Concretely ,the full —number DC timing alteration ofmaster drive system，the numerical control alteration ofleft tool carriage as well as the design and debug ofthe numerical control electric system ,has been achieved．The Eurptherm 590 full-number DC actiyator had been applied when alteriIlg the master drive system ,whose transmission has been kept down while hydraulic 16-classmanual speed control had been changed to 4-class stepless speed regulation．Theal teration plane comprised the choosing of timing plane and electromotor, the transmission route adjusting of the master drive ,the design of DC actiyator control circuit and PLC program． In the left tool carriage feed system，the sliding leadserew and the semi·closed loop control has been displaced by ball screw．The alteration comprised the choosing of control way to the scrvo feed system，the confirm of mechanism part alteration plane about the feed system．the parameter count and choosing of the ball screw pair as well as the servo motor．The coordinated movement about X and Z axis could be implemented by SINUERRIK 802D numerical system effectively．The design about numerical control electric system comprised the components of hardware，the connecting method，the design and debugging of the system PLC program，the debugging of numerical system and the set of system parameters．After the alteration，the complex spherical surface work piece，besides normal traverse plane and top circle，could be macllined．In this way ,the machining bound of the tool could be enlarged．the productivity as well as the precision could be improved highly and the cost of numerical control tool，500，000 yuan ,would be saved．This alteration was successful．KEY WORDS：vertical lathe；numerical controI transformation；full—number DC speed adjusting；ball screw：numerical control system目录中文摘要---------------------------------------------------------- I Abstract---------------------------------------------------------- II 第一章绪论 ------------------------------------------------------- 1.1 国内外数控化改造的现状 -------------------------------------- 1.2 项目的来源及研究意义 ----------------------------------------1.2.1 项目的来源 ----------------------------------------------1.2.2 C5225车床的概述 -----------------------------------------1.2.3 项目的研究意义 ------------------------------------------ 1.3 C5225立式车床数控改造的总体方案 ----------------------------- 1.3.1 国内立车数控改造的成功案例 ------------------------------ 1.3.2 数控系统及进给伺服驱动系统的选择 ------------------------ 1.3.3主轴改造方案的选择 -------------------------------------- 1.3.4 刀架改造方案的选择 -------------------------------------- 1.3.5 C5225立式车床数控改造的总体方案 ------------------------- 1.4 本文研究的主要内容 ------------------------------------------ 1.5 本章小结 ---------------------------------------------------- 第二章 C5225立式车床主传动变速系统的改造 -------------------------- 2.1 C5225立式车床主传动系统概述 --------------------------------- 2.2 主轴电动机的确定 -------------------------------------------- 2.2.1 调速方式的选择 ----------------------------------------- 2.2.2 直流电动机的选择 ---------------------------------------- 2.3 5225立式车床主传动系统传动路线的改造 ------------------------ 2.4 本章小结 ---------------------------------------------------- 第三章 C5225立式车床进给系统的改造 -------------------------------- 3.1 伺服进给系统概述 -------------------------------------------- 3.2 滚珠丝杠螺母副 ---------------------------------------------- 3.3 C5225立式车床进给系统的改造方案 ----------------------------- 3.4 伺服电机和滚珠丝杠副的参数计算与选用 ------------------------ 3.5 本章小结 ---------------------------------------------------- 第四章 C5225立式车床数控系统的选择 -------------------------------- 4.1 数控系统的工作原理和组成 ------------------------------------ 4.2 数控系统的选择 ---------------------------------------------- 4.3 SINUMERIK 802D数控系统简介 ---------------------------------- 4.4 本章小结 ---------------------------------------------------- 第五章结论 ------------------------------------------------------- 个人总结 ---------------------------------------------------------- 参考文献 ----------------------------------------------------------第一章绪论1.1 国内外数控改造的现状工业发达国家在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。
CK56A立式车床数控设计概述:一、车床结构设计:1.主轴箱结构设计:主轴箱采用立式结构，由主轴、主轴帽、主轴箱底盘等组成。
主轴帽采用整体铸造，保证刚性和稳定性。
主轴箱底盘采用箱式结构，以提供稳定的支撑。
2.工作台结构设计:工作台采用滚动导轨结构，以实现工作台的平稳移动和精确定位。
滚动导轨选用高精度的线性导轨，同时加装滚子轴承，以增加滚动的平稳性。
3.XY轴结构设计:XY轴采用滚珠丝杠传动结构，以保证精确控制并提高运动速度。
滚珠丝杠选用高精度的滚珠丝杠，同时加装封闭式防尘罩，以延长滚珠丝杠的使用寿命并减少维护。
4.运动控制系统设计:运动控制系统采用数控系统，实现对车床的自动控制。
数控系统选用高性能的数控控制器，具备多种加工函数和编程功能，以满足不同的加工需求。
二、数控系统设计:1.数控系统选型:数控系统选用功能齐全、稳定可靠的数控控制器，以保证车床的精度和稳定性。
数控控制器具备多种编程方式和协同功能，以增加加工的灵活性和效率。
2.数控系统布局设计:数控系统布局合理，以方便操作和维护。
各控制设备之间的连线均采用防护套管进行隔离，以保证运行的安全性。
3.数控系统软件设计:数控系统软件应具备友好的界面和丰富的功能，以满足不同的加工需求。
软件应支持G代码和M代码的输入，以实现程序的编制和执行。
三、操作界面设计:1.操作界面布局设计:操作界面布局简洁明了，以方便操作人员的使用。
主要功能按钮和显示器应位于操作人员易于触摸和看见的位置。
2.操作界面趋向设计:操作界面应具备人性化的趋向设计，以提高操作的效率和精度。
主要功能按钮提供快捷键和快速设置选项，以减少操作的步骤和时间。
3.操作界面显示设计:操作界面可以显示当前的加工状态和参数，以方便操作人员对加工过程的实时掌控。
同时，还可以显示故障信息和报警信息，以帮助操作人员及时处理问题。
四、安全系统设计:1.急停开关设计:车床应配备紧急停止按钮，以便在紧急情况下能够及时停止设备的运行。
数控立式车削中心的数控化改造采用新型SINUMERIK 802D数控系统对使用10多年的SKIQ16 CNC B数控立式车削中心进行数控化改造，机床强大的数控功能极大地拓宽了机床加工零件的范围，更好地保证了零件加工的一致性和产品质量。
本文获第二届SINUMERIK 数控应用与改造有奖征文活动二等奖。
SKIQ16 CNC B数控立式车削中心是捷克HULIN公司于上世纪90年代制造，采用FANUC-BASK 6T数控系统。
由于该机床已经使用10余年，加之数控系统更新换代，FANUC-BASK 6T数控系统早已停产，系统板件老化，备件昂贵。
采用新型数控系统对该机床进行改造势在必行，这样可使该机床重新焕发活力，更好地发挥机床的潜力。
改造方案的制定该机床原有功能齐全，包括主轴(工作台)和铣磨轴的旋转运动、X、Z 轴坐标运动、15个刀位的刀库系统，还有诸如冷却系统、液压系统、润滑系统、排屑系统等机床功能。
主轴和铣磨轴采用直流电动机及直流调速器。
X、Z 轴坐标也采用直流伺服电机及直流伺服调速器。
刀库采用普通三相异步交流电动机，由5位二进制凸轮定位。
该机床的机械部分各方面机械性能良好稳定、精度尚可、液压系统工作正常，因此上述部分基本保持不变。
数控改造更换数控系统和电气控制部分，采用SIEMENS SINUMERIK 802D数控系统。
X、Z轴和刀库坐标伺服驱动系统采用SIIMODRIVE 611UE变频驱动系统和1FK7伺服电机，选用脉冲编码器作为位置检测元件，达到数字伺服驱动系统闭环控制。
主轴和铣磨轴驱动系统采用英国 Eurotherm公司的590+系列直流电动机调速装置。
改造机床其他电气控制线路，更换电气控制元件，保证机床各种控制功能和操作的实现，保证机床电气控制部分长期可靠工作。
除增加MCP机床控制面板外，还要重新设计机床操作面板，具有各种机床功能按钮和指示灯。
数控系统和坐标伺服驱动系统数控系统硬件连线图SIEMENS SINUMERIK 802D数控系统是将所有CNC、PLC、HMI和通讯任务集成，是基于PROFIBUS总线的数控系统。
数控立式车床结构设计的若干思考引言本文通过对机床结构进行科学的设计并针对主要部件进行动力学研究有效的保证了机床的性能，从而保证企业的生产效益。
1.机床的总体设计1.1加工工艺方案机床的加工条件：圆柱类的零件，车削内、外表面，直径加工范围200-1400mm，高度加工范围100-800mm，IT6-IT8级精度，粗糙度3.2-0.8μm，采用西门子系统。
1.2机床的总体布局立式车床主运动为电机通过三级齿轮传递扭力带动卡盘旋转，切削运动是由刀架自身的升降进给以及刀架在横梁上的水平进给。
机床底座和主轴使卡盘在水平面有5个自由度的约束。
为了增加抗震性，机床的進给通过精密滚珠丝杠伺服电机，提高了切削的稳定性，。
以倾斜的钣金为隔离形式，切屑与机床本体间接接触，直接落入卷屑机中，避免机床产生额外的热变形，内部主轴轴承和齿轮产生的热量将采用液压油喷射冷却。
1.3确定主传动电动机功率主运动是旋转运动的机床，运动参数是主轴转速。
若选取较大动力参数，则传动件的结构尺寸大，导致机床笨重，增加制造成本的同时，还增加机床工作中空载功率，又浪费电力；若选取小动力参数，机床传动链和电动机长期超载工作，则缩短机床的使用寿命。
电动机功率估算如下：Pm为切削功率；η为主传动链的总效率；FZ为主切削力；v为切削速度；ap为背吃刀量；f为进给量；KFZ为总修正系数；1.4确定传动机构及动力参数机床的传动效率、尺寸及内部空间结构由传动结构表示。
本文设计的机床在确保较大尺寸零件的精加工基础上，还要减少外观空间结构，采用西门子伺服系统及三段式内部齿轮传动方式。
可以满足精度、转速的要求，及数据的通信，此外其结构也比较紧凑。
1.4.1传动比的计算考虑到加工零件的精度需求以及各传动轴承能够承受的最大转速：根据卡盘轴承尺寸选择最大承载转速nw=430rpm；总传动比i=nMax/nw=4500/430=10.47；选择主传动的传动比i1=d1/d2=4.3 可确定底座的主体尺寸；减速机构传动比i’=i/i1=2.435高速级：i3=（1.3i1）1/3低速级：i2=i’/i3=1.3691.4.2齿轮的设计齿轮传动适用于短距离传动的机构。
