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1、,数控机床电气控制期末复习指导4,湖南电大 舒大松 电话：13974888138,第5章 数控机床的位置检测装置 一、数控机床对检测装置的基本要求是什么？ 1、稳定可靠、抗干扰能力强。数控机床的工作环境存在油污、潮湿、灰尘、冲击振动等，检测装置要能够在这样的恶劣环境下工作稳定，并且受环境温度影响小，能够抵抗较强的电磁干扰。 2、满足精度和速度的要求。为保证数控机床的精度和效率，检测装置必须具有足够的精度和检测速度，位置检测装置分辨率应高于数控机床的分辨率一个数量级。 3、安装维护方便、成本低廉。受机床结构和应用环境的限制，要求位置检测装置体积小巧，便于安装调试。尽量选用价格低廉，性能价格比高的
2、检测装置。,数控机床加工精度，在很大程度上取决于数控机床位置检测装置的精度，因此，位置检测装置是数控机床的关键部件之一，它对于提高数控机床的加工精度有决定性的作用。 二、常用位置检测装置是如何进行分类的？ 答：根据位置检测装置安装形式和测量方式, 数控机床测量方式可按以下几种方式分类： 1、绝对式和增量式 按检测量的测量基准，可分为绝对式和增量式测量 绝对式位置检测是：每个被测点的位置都从一个固定的零点算起。 增量式位置检测是：只测位移增量，每检测到位置移动一个基本单位时，输出一个脉冲波，通过脉冲计数便可得到位移量。,2、直接测量和间接测量 按被测量和所用检测元件的位置关系，可分为直接测量和间
3、接测量。 若位置检测装置所测量的对象就是被测量本身，叫做直接测量。采用安装在电机或丝杠轴端的回转型检测元件间接测量机床直线位移的检测方法，叫做间接测量。 三、位置检测装置常用的性能指标有哪些？ 答：位置检测装置安装在伺服驱动系统中，由于所测量的各种物理量是不断变化的，因此传感器的测量输出必须能准确、快速地跟随并反映这些被测量的变化。位置检测装置的主要性能指标包括如下几项内容。 1、精度 符合输出量与输入量之间特定函数关系的准确程度称作精度。数控机床加工精度，在很大程度上取决于数控机床位置检测装置的精度。,2、分辨率 位置检测装置能检测的最小位置变化量称作分辨率。分辨率应适应机床精度和伺服系统的
4、要求。分辨率的高低，对系统的性能和运行平稳性具有很大的影响。一般按机床加工精度的13110选取检测装置的分辨率。 3、灵敏度 输出信号的变化量相对于输入信号变化量的比值为灵敏度。实时测量装置不但要灵敏度高，而且输出、输入关系中各点的灵敏度应该是一致的。,四、试阐述旋转编码器的工作原理。 答： 旋转编码器是一种旋转式的角位移检测装置，在数控机床中得到了广泛的使用。旋转编码器通常安装在被测轴上，随被测轴一起转动，直接将被测角位移转换成数字(脉冲)信号，所以也称为旋转脉冲编码器，这种测量方式没有累积误差。旋转编码器也可用来检测转速。,当光电盘随被测工作轴一起转动时，每转过一个缝隙，光电管就会感受到一
5、次光线的明暗变化，使光电管的电阻值改变，这样就把光线的明暗变化转变成电信号的强弱变化，而这个电信号的强弱变化近似于正弦波的信号，经过整形和放大等处理，变换成脉冲信号。通过计数器计量脉冲的数目，即可测定旋转运动的角位移；通过计量脉冲的频率，即可测定旋转运动的转速，测量结果可以通过数字显示装置进行显示或直接输入到数控系统中。 增量式光电编码器外形结构见图。实际应用的光电编码器的光栏板上有两组条纹A、A和B、B，A组与B组的条纹彼此错开14节距，两组条纹相对应的光敏元件所产生的信号彼此相差90相位，用于辨向。 此外，在光电码盘的里圈里还有一条透光条纹C(零标 志刻线)，用以每转产生一个脉冲，该脉冲信
6、号又称零标志脉冲，作为测量基准。,第6章 数控机床的可编程控制器（PLC） 一、最初，可编程控制器是用来替代哪类传统控制电器的？目前它一般用来实现数控机床的哪类控制功能？ 答：传统的继电接触器控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点，在工业生产中应用甚广。但是，这些控制装置体积大、动作速度较慢、耗电较多、功能少，特别是传统的继电器接触器控制采用的是固定接线方式，一旦生产过程有所变动，就得重新设计线路和连线安装，不利于产品的更新换代，目前大都用可编程控制器取代。 可编程控制器用来实现控制数控机床的主轴起停、换刀、冷却液开停等辅助控制功能。,二、PLC的硬件主要由哪几部分组成？ 答：PLC内部硬
7、件结构框图如图所示。硬件主要由中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出接口、编程器、电源等几部分组成。,图6.1 PLC的硬件结构框图,三、可编程序控制器的主要特点有哪些？ 答： 1、可靠性高、抗干扰能力强 工业生产一般对控制设备的可靠性有很高的要求：要能够在恶劣的环境中可靠地工作，控制设备应具有很强的抗干扰能力。 2.、控制系统构成简单、通用性强 PLC是一种存储程序控制器，其输入和输出设备与继电接触器控制系统类似，但它们可直接连接在PLC的I/O端。 3、编程简单、使用、维护方便 编程简单是PLC优于微机的另一特点。PLC的设计宗旨之一是方便使用，目前大多数的PLC均可采用与实际电路接线
8、图非常接近的梯形图编程，这种编程语言形象直观，易于掌握，只要具有一定电工和工艺知识的人就可在短时间内学会。,4、.组合方便、功能强、应用范围广 现代的PLC不仅具有逻辑运算、定时、计数、步进等功能，而且还能完成A/D（模拟量/数字量）、D/A（数字量/模拟量）转换，数字运算和数据处理以及通信联网、生产过程控制等。 5、体积小、重量轻、功耗低 PLC采用了半导体集成电路，外形尺寸很小，重量轻，同时功耗也很低，空载功耗约l.2W。,四、 简述PLC的梯形图程序中的“软继电器”的意义？ 答：1、梯形图中仍然采用了“继电器”这一名称，但它们不是真正的物理继电器，而是PLC内部的编程元件，称为“软继电器
9、”。每一个编程元件与PLC元件映像器的一个存储单元对应，当相应存储单元为“l”时，表示继电器线圈“通电”，则其动合触点闭合，动断触点断开，反之亦然。 2、继电器控制电路中继电器触点作为客观存在的物理触点，其数量是有限的。而梯形图中触点的状态实际是指PLC内部相应存储单元的状态，而存储单元的状态是可以无限次读取的，所以梯形图中“软继电器”的触点在编程时可无限次使用，但一般情况下，某个编号的继电器线圈只能使用一次。,五、PLC中最常用的编程语言有哪二种？ 答： 1、梯形图编程 梯形图是各种PLC通用的一种图形编程语言，在形式上类似于继电器控制电路，它直观、易懂，是目前应用最多的一种编程语言。 2、
10、语句表编程 语句表又叫做指令表，在形式上类似于计算机汇编语言，它是用指令的助记符来编程的，通常一条指令由步序号、助记符和元件号三部分组成。,六、 S7-200 PLC基本指令举例 二进制逻辑操作基本实例及说明： 1、下图中，左边为梯形图编程表达方式，右边为语句表编程表达方式。,如图所示的逻辑操作指令功能是：当输入点I0.0与输入点I 0.1的状态都为“1”（即接通状态）时，输出Q 0.0为“l”，上面的输入点I0.0与输入点I 0.1的逻辑关系为“与” ；而输入点I0.0或输入点I0.1只要某一个为“l”状态，即可使Q 0.2输出“l”，这时输入点I0.0与输入点I 0.1的逻辑关系为“或” 。,2、分析左图所示的梯形图，写出对应的指令表。 分析：图所示的程序中第一段为“或”装载关系，第二段为“与”装载关系。也就是说：第一段的OLD指令把两个串联环节“并联”起来，而第二段的ALD指令把两个并联环节“串联”起来。,3、置位复位指令SR（SetReset） 图所示为SR指令应用，实例中，当I0.0、I0.1都为低电平时，Q0.0保持原来的状态；当I0.0、I0.1有一个高电平时，高电平的信号影响Q0.0的状态；当I0.0、I0.1都为高电平时，写在后面的指令优先影响Q0.0的状态。,谢谢各位领导！谢谢各位老师！ 请多提宝贵意见！,
