运动控制器及数控系统的工程应用

前言第1篇运动控制器应用案例第1章大型包装机多轴同步运行控制系统的设计开发及伺服系统的调试1.1项目背景及主控制系统方案1.1.1项目背景1.1.2主控制系统方案1.2电气控制系统设计方案1.2.1包装机核心技术要求——多轴同步运行1.2.2同步控制设计方案.1.3伺服系统调试1.3.1同步运行精度超标1.3.2对第1轴速度波动的原因分析1.3.3对电动机工作状态的测试1.3.4对机械负载进行分析1.3.5对伺服电动机工作参数进行调整1.4对系统稳定性的判断和改善1.4.1减速比的影响1.4.2改变机械系统减速比提高系统稳定性1.5结束语第2章数控压力机伺服电动机的选型及压力测试新方法2.1伺服电动机选型的原则和计算2.2压力机工作压力的测定2.2.1测试对象的基本参数2.2.2伺服电动机最大转矩测试2.2.3行程?转矩测试2.2.4实际自动工作状态数据测试第3章基于三菱QD75运动控制单元的压力限制保护技术开发3.1压力机控制系统的构成及压力控制要求3.2压力机工作压力与伺服电动机转矩的关系3.3实时转矩控制方案3.3.1实时转矩值的读取3.3.2实际自动工作状态转矩值测试3.3.3实时转矩控制的PLC程序3.4转矩限制方案3.4.1作为控制指令的转矩限制指令3.4.2使用转矩限制指令的若干问题3.4.3报警3.5结束语第4章运动控制器与QPLC多CPU数据通信的实用方法4.1运动控制器CPU的信息及传递4.2多CPU通信方法4.3运动控制器中的指令型元件和状态型元件4.3.1指令型元件4.3.2状态型元件4.4对运动CPU 中常用软元件的解释4.5运动控制器中信息程序的编制原则4.5.1处理“开关量信号”4.5.2处理“数据量信号”第5章运动控制器SFC程序的设计开发5.1实用的SFC编程方法5.2SFC图的构建技巧5.2.1主程序SFC图5.2.2工作模式选择流程图5.2.3JOG模式的 SFC图5.2.4手轮模式运行子程序SFC5.2.5回原点模式子程序SFC5.2.6自动模式子程序SFC5.3对SFC图用软元件的说明5.4结束语〖1〗目录〖〗〖1〗运动控制器及数控系统工程应用案例集锦第6章运动控制器“原点返回”的14种模式及参数设置6.1运动控制器“原点返回”的14种模式6.1.1对“原点返回”模式各名词的说明6.1.2DOG1 型“原点返回”模式6.1.3DOG2 型“原点返回”模式6.1.4DOG+计数1型“原点返回”模式6.1.5DOG+计数2型“原点返回”模式6.1.6DOG+计数3型“原点返回”模式6.1.7绝对原点设置模式16.1.8绝对原点设置模式26.1.9长挡块型DOG开关“原点返回”模式16.1.10长挡块型DOG开关“原点返回”模式26.1.11长挡块型DOG开关“原点返回”模式36.1.12长挡块型DOG开关“原点返回”模式46.1.13阻挡型“原点返回”模式16.1.14阻挡型“原点返回”模式26.1.15限位开关型“原点返回”模式6.2“原点返回”操作的主要参数6.2.1对参数的一般说明6.2.2对重要参数的说明6.3MT developer软件固定参数的设置第7章变频主轴实现定位运行的方法7.1硬件配置要求及定位准确度7.2FR A7AP定位卡的安装与接线7.3变频器参数的设置7.3.1定位起动信号设置7.3.2定位完成信号设置7.3.3定位运行主要参数设置7.4定位过程7.4.1在运行过程中的定位7.4.2从停止状态起动的定位7.4.3连续多点定位7.4.4关于定位原点的确定方法7.4.5关于编码器脉冲的“4倍频”7.5对电动机性能的调谐第8章基于运动控制器的变频器伺服运行技术开发研究8.1对硬件的要求8.2FR?A7NS SSCNET III通信卡的技术规格及使用8.2.1FR?A7NS SSCNET通信卡8.2.2FR?A7NS SSCNET III通信卡各接口的说明和连接8.2.3使用FR?A7NS SSCNET III通信卡的注意事项8.2.4轴号设定8.3变频器相关参数设置8.4运动控制器系统构成及设置8.5运动程序编制8.5.1回原点8.5.2定位8.6虚模式下的同步运行8.7注意事项8.8关于变频器定位准确度的计算第9章基于运动控制脉冲单元的专用机床控制系统开发9.1项目背景9.2控制系统方案及配置9.2.1方案及配置9.2.2位置控制单元FX2N?1PG9.3基于 1PG的自动程序编制9.4绝对位置检测系统的建立9.5定位不准的问题及其解决方法9.5.1定位不准的现象9.5.2解决问题的方法9.6结束语第10章PLC位置控制系统中手轮应用技术研究10.1FXPLC使用手轮理论上的可能性10.2PLC程序的处理10.3实际接入手轮信号后遇到的问题及处理方法10.3.1手轮的输入信号10.3.2对手轮运行模式下“起动信号”的处理10.3.3提高PLC处理速度响应性的方法第11章基于PLC控制的升降机舒适感调试及运动分析11.1客户对升降机运行舒适感的要求11.2解决方案11.3升降机各运行阶段速度变化的分析11.3.1上升起动阶段的速度变化11.3.2上升停止阶段的速度变化11.3.3下降起动阶段的速度变化11.3.4下降停止阶段的速度变化11.4PLC程序的编制11.5实验结果11.6结论第12章带触摸屏压力机数控系统的技术开发及调试12.1数控系统的配置12.2主要程序的编制12.3调试中遇到的问题及故障排除第13章基于FX2N 20GM定位单元的多点定位测试仪控制系统技术开发13.1多点定位测试仪控制系统技术要求13.2控制系统的基本配置13.2.1控制系统的构成13.2.2控制系统各部分的功能13.3多点定位测试仪运动逻辑分析及运动程序开发13.3.1多点定位测试仪的定位运动要求13.3.2对运动逻辑的分析13.3.3运动程序的编制13.4FX2N?20GM定位单元与PLC的联机通信13.4.1联机通信的专用指令及PLC程序13.4.2使用FX2N?20GM定位单元的注意事项13.5调试期间的问题及解决13.5.1手轮的连接13.5.2停止方式的选择13.5.3M指令的使用第14章基于FX2N?10GM定位单元的8轴专用机床数控系统的开发设计14.1工作机械的动作要求14.2数控系统的选型及配置14.2.1控制方案14.2.2设计方案14.3程序设计要点14.3.1主PLC与FX2N?10GM 定位单元之间的信息交换14.3.2自动程序的构成14.4主要技术难点14.4.1绝对位置检测系统的建立14.4.2绝对位置检测系统下的回零操作14.4.3关于旋转轴的定位和旋转的处理14.5结束语第2篇数控系统应用案例第15章轧辊磨床数控系统的技术开发及应用15.1磨床的各运动轴及数控系统配置15.1.1磨床的各运动轴15.1.2数控系统的基本配置15.2调试中的问题及故障排除15.2.1Z轴速度问题及对“电子齿轮减速比”的分析15.2.2插补速度的限制15.2.3Z55报警及其排除15.3磨削程序的结构15.3.1轧辊磨床的基本动作顺序15.3.2客户对加工程序的要求15.3.3加工程序的编制原则15.4加工程序中变量的设置及使用15.4.1公共变量的设置15.4.2程序内部用变量15.5实用加工程序15.6PLC程序与加工程序的关系15.6.1“当前磨削齿数”的处理15.6.2加工圈数的显示15.7结束语第16章12轴热处理机床数控系统的开发应用16.1机床动作要求和运动轴功能分配16.2数控系统的选择16.3双系统的PLC梯形图编制要点16.4加工程序的编制16.4.1双系统编程方法16.4.2工件旋转轴的速度控制和位置控制的实现16.5控制系统的其他特点16.6调试中遇到的问题第17章彩带打标机控制系统的技术开发17.1彩带打标机的工作要求17.2控制系统的构成及解决方案17.3技术难点——超长行程的处理方法17.3.1延长当前值的各种实验17.3.2理论行程和实际行程17.3.3设置参数时的注意事项17.4技术难点——模拟主轴与插补轴的同步运行17.4.1彩带打标机的主加工运行模式17.4.2对模拟主轴速度的计算17.4.3插补轴的合成速度和分量速度17.4.4变量设置及宏程序编制17.5结束语第18章数控系统在激光切割机随动技术上的应用18.1激光切割机的特殊工作要求18.2激光切割机的数控系统基本配置18.3激光切割机特殊工作要求的解决方案——随动技术18.4实现“外部工件坐标系补偿”的相关技术18.4.1硬件配置18.4.2相关的PLC接口18.4.3PLC程序处理18.5实际效果第19章伺服同步功能在双驱动龙门铣床上的应用19.1伺服同步功能的实现19.2相关的参数19.3原点的设置19.4回原点过程中遇到的问题19.5机械精度误差的补偿19.6软极限引起的问题第20章变截面变速度运行的宏程序编制第21章高速高精度功能在模具加工中的使用21.1使用高速高精度功能的步骤21.2影响运行流畅性的关键参数21.2.1关键参数及加速度21.2.2其他高速高精度参数设置21.3建议设置的参数第22章刀库换刀PLC程序和宏程序的开发研究22.1刀库运动的基本知识22.1.1刀库运动基本术语22.1.2三菱M70数控系统内置刀库的设置22.1.3刀库中的环形坐标系22.2换刀专用指令的功能及使用22.2.1换刀专用指令的基本格式22.2.2刀号搜索指令22.2.3刀具交换指令22.2.4刀盘正转指令22.2.5刀盘反转指令22.2.6刀号读取指令22.2.7刀号写入指令22.2.8一次性写入全部刀号指令22.2.9刀库旋转分度指令22.3斗笠式刀库换刀程序的编制22.3.1斗笠式刀库的基本特点22.3.2换刀指令的使用22.3.3换刀PLC 程序的编制方法22.3.4换刀宏程序的编制方法22.3.5刀库换刀的安全保护22.3.6刀库换刀调试必须注意的问题22.4机械手刀库的换刀程序开发和调试22.4.1机械手刀库的工作特点22.4.2换刀宏程序及PLC程序的编制方法22.4.3刀库调试必须注意的问题22.5某品牌刀库的案例22.5.1刀库系统提供的信号22.5.2对换刀系统时序图的解释22.6伺服电动机刀库22.6.1斗笠式刀库22.6.2机械手刀库第23章一种多M指令的PLC程序处理方法23.1对感应器运动的处理方法23.2解决问题的关键第24章主轴换档的PLC程序编制和关键参数设置24.1与主轴换档相关的主轴参数24.2与换档相关的PLC 接口信号24.3主轴换档的PLC程序处理第25章“中断宏程序插入”功能在加快生产节拍上的应用25.1专用数控机床的工作要求25.2M70数控系统的“功能开发”25.2.1启用 M70的“中断宏插入”功能25.2.2启用M70的“手动?自动同时有效”功能25.3使用M70中“手动定位”功能的技术要点25.4结束语第26章数控系统的特殊功能在专用机床上的应用26.1问题的提出26.2三菱数控系统特殊功能的应用26.2.1DDB功能的应用26.2.2对进给轴“当前位置”的处理26.2.3使用“宏程序读取PLC程序中的相关信息”26.3实用的主加工程序第27章两伺服轴同步运行的一种新方法27.1工作机械的特殊要求27.2解决方案27.3实际技术开发第28章应用“斜线可选程序跳过功能”实现加工程序的分支流程28.1专用机床的交替循环工作要求28.2解决问题的对策28.3“斜线可选程序跳过功能”的实际应用28.4实际效果第29章伺服参数对加工圆形工件几何误差的影响29.1加工圆形工件时出现的形位误差29.2圆度误差在45°方向达到最大29.3产生圆度误差的原因29.4提高加工准确度的对策第30章数控机床断电重启的一种新方法30.1三菱数控系统本身具有 “断电重启”功能30.2新开发的“断电重启”功能第31章影响数控齿条机动态剪切精度的各因素试验研究31.1工作机械的运行方式及控制系统31.1.1移动剪切平台对齿条的动态剪切过程31.1.2移动剪切平台控制系统的构成31.2移动剪切平台的动态冲切模式分析31.2.1移动剪切平台的动态冲切模式分析31.2.2移动剪切平台动态冲切的PLC程序31.3影响剪切长度准确度的因素31.4影响冲切准确度的各因素分析31.5现场采取的措施第32章建立数控机床监控网络的一种简易方法32.1数控设备的联网要求32.2NC MONITOR数控机床监控网络的硬件配置及网络构成32.2.1数控机床监控网络的硬件配置32.2.2数控机床监控网络的构成32.3NC MONITOR软件的使用32.3.1NC MONITOR软件的安装32.3.2NC MONITOR软件的主要工作界面32.3.3NC MONITOR软件的使用方法32.3.4使用NC MONITOR软件可进行的监控操作32.3.5使用NC MONITOR软件的限制事项32.4建立数控机床监控网络的关键技术及设置32.4.1硬件连接32.4.2IP地址的设置32.4.3其他参数设置32.5结束语第33章数控机床旋转轴运动的宏程序编制及应用33.1全数控热处理机床的工作要求33.2第1种编程方案及运行效果33.3第2种编程方案及运行效果第34章车床刀塔换刀及卡盘工作模式转换技术研究34.1数控车床刀架换刀的工作顺序34.2数控车床的换刀动作及指令34.3换刀过程的其他问题34.4关于液压卡盘的安全工作模式34.5液压尾座的工作模式第35章锁机锁屏PLC程序开发研究35.1锁机程序的一般性要求35.2锁机程序的编制35.2.1锁机时间的设定35.2.2锁机间隔的设定35.2.3锁机次数35.2.4PLC程序的编制35.3关于锁停时钟屏幕和参数屏幕的原理和程序处理第36章通信故障的分析和故障排除36.1数控系统的配置和硬件布置36.2通信故障报警36.3对报警的分析和判断36.4排除故障的方法及相关试验36.5干扰源及其影响36.5.1干扰源36.5.2相关的试验36.6结论第37章伺服双驱龙门铣床建立绝对值检测系统的关键技术37.1相对值检测系统与绝对值检测系统的区别37.2对伺服电动机编码器的要求37.3设置绝对值检测系统原点的方法37.3.1相对值检测系统回原点的原理和实际操作过程37.3.2绝对值检测系统建立原点的原理和过程37.3.3绝对值检测系统设定原点的实际操作37.3.4对“绝对位置设置”界面的解释37.4伺服同期数控系统双轴的绝对值检测系统原点设定37.5结束语第38章数控机床定位紊乱故障的排除38.1第1阶段故障38.2第2阶段故障第39章大型回转工作台数控系统的技术开发及调试39.1控制系统基本配置39.2有关减速比的设置39.2.1电子齿轮传动比的计算39.2.2E68数控系统相关的参数及使用方法39.2.3三菱CNC 中电子齿轮传动比的计算及其设置范围39.2.4电子齿轮传动比的计算实例39.3分度的调节39.3.1影响分度准确度的因素分析39.3.2“反向间隙”的测定39.3.3运行速度和加减速时间对分度运动的影响39.4关于电子齿轮传动比的有关计算39.4.1直线轴的计算39.4.2齿轮传动比参数的设定调整39.4.3误差的计算第40章宏程序在热处理机床能量监控系统中的应用40.1数控热处理机床对“能量监控”的要求40.2实际监控中的问题40.2.1DX140的基本特性40.2.2DX140的实际使用40.2.3对模拟信号监控的PLC程序40.2.4在实际对模拟信号监控时出现的问题40.3PLC程序和宏程序对模拟信号的处理40.3.1PLC程序编制40.3.2宏程序处理40.3.3取电流、电压平均值的实用宏程序40.4监控数据在屏幕上的显示40.5输入信号接反时出现的烧损第41章伺服主轴过热的原因分析及故障排除41.1基本数控系统配置41.2故障现象41.3对该主轴发热故障原因的基本判断41.4VGN参数的调整41.5VGN参数的影响过程41.6相关案例第42章数控系统烧损的主要类型及防护对策42.1数控系统烧损的主要类型42.1.1数控系统的地线“接零”42.1.2接地不良引起的故障42.1.3基本I/O、远程I/O因为接线错误引起的烧损42.1.4DC24V电源短路引起的烧损42.1.5DNC加工出现的烧毁42.1.6编码器烧毁42.1.7模拟信号接反引起的烧损42.2总的分析和判断42.3防护对策42.4三菱数控系统中各部件的接地端子第43章多点定位指令在主轴二次定位技术中的应用43.1问题的提出43.2对主轴定位的简要分析43.3主轴定位的新方案43.4自动及手动模式下的程序处理43.4.1自动模式下的宏程序处理43.4.2手动模式下的PLC程序处理43.5新开发的主轴定位方法的特点第44章PLC轴在专用机床上的应用44.1专用机床的工作要求44.2PLC轴功能的开发44.3PLC轴相关PLC程序的开发44.3.1启用PLC轴功能的专用指令44.3.2PLC程序处理的若干问题44.3.3PLC轴实际使用中的若干问题44.3.4与PLC轴有关的参数设置44.4PLC轴在自动加工程序中的应用44.4.1工作机械的特殊要求44.4.2自动加工程序中使用PLC 轴的方法第45章研磨机超长加工程序的简化方法45.1多工位滑槽研磨机的运动控制要求45.2对研磨工艺运动逻辑的分析45.2.1程序结构预分析45.2.2基本加工程序P10045.3对加工程序的简化45.3.1利用宏程序功能实现研磨工艺加工程序的简化45.3.2不可以简化的程序部分45.3.3运动流程判断条件程序的简化45.4对加工程序的再次简化45.4.1运动变量设置及宏程序调用子程序45.4.2P9100程序的顺序步号45.4.3顺序步号变量45.5主加工程序第46章数控技术在避免激光切割工件烧损上的研究与应用46.1由工件烧损引出的对激光切割机数控系统的特殊要求46.2解决方案46.3相关技术的实现46.3.1系统硬件配置的要求46.3.2运行速度数据的读出46.4等长度能量输出的参数整定46.5柔性化的加工程序46.5.1由PLC程序选择不同的材质板厚46.5.2由宏程序选择不同的加工参数组46.5.3由PLC程序计算速度?功率线性方程46.5.4其他注意事项46.6结束语第47章柔性加工系统的数控技术开发47.1专用连杆加工机床的工作要求47.2C70数控系统的解决方案47.3PLC梯形图程序编制47.3.1利用GOT 进行参数的预置和零件选择47.3.2根据加工零件选择加工参数的PLC梯形图编制47.4使用宏程序读取PLC程序中的相关数据47.4.1读取PLC 程序中相关数据的宏程序47.4.2实用的柔性主加工程序47.5在线修改参数第48章三菱C70多系统数控装置在汽车部件生产线上的应用48.1汽车部件生产线的工作要求及控制系统配置方式48.1.1汽车部件生产线的基本要求48.1.2汽车部件生产线控制系统的配置方式48.2C70系统所具备的多系统控制功能48.2.1C70系统的强大功能48.2.2汽车部件生产线数控系统的主要部件配置和选型48.3C70 CNC多系统技术的开发48.3.1多系统的PLC梯形图及GOT界面编制要点48.3.2生产线上的连续运行程序48.3.3多主轴指令的使用48.4调试及故障排除48.4.1开机后有关多系统参数的设定48.4.2故障排除48.5结束语第49章M70A双系统功能在双刀塔车床上的应用49.1具备双系统功能的数控系统硬件配置及功能49.1.1M70A CNC具备的双系统功能49.1.2M70A数控系统硬件配置49.2M70A系统的连接和相关参数的设置49.2.1M70A双系统各轴的连接49.2.2开机后有关双系统参数的设定49.3与双系统功能相关的PLC程序49.4双系统功能在车床上的有关应用49.4.1平衡切削49.4.2双系统中的程序互相等待运行49.5结束语第50章数控系统模拟信号的采集处理及应用技术50.1引言50.2基于M70系统的模拟信号输入/输出单元及其技术指标50.2.1M70系统配用的模拟信号输入/输出单元50.2.2模拟信号的技术条件50.3对模拟信号的PLC程序处理50.3.1模拟输出信号通道号的确定50.3.2模拟输入信号通道号的确定50.3.3文件寄存器中的数值与模拟输出电压的关系50.3.4对模拟输出信号模块DX120的使用小结50.3.5DX140 的连接和使用50.4模拟信号在数控系统特殊功能中的应用第51章数控冲齿机大、小齿现象的消除及修正程序的技术开发51.1大、小齿现象的出现51.2大、小齿的形状分布及成因分析51.2.1大、小齿的形状分布51.2.2出现大、小齿的原因分析51.3消除大、小齿的对策51.3.1第1种解决方案51.3.2第2种解决方案51.4冲齿过程中的过载报警处理及修正程序51.4.1过载报警的发生51.4.2过载报警的处理方法51.4.3修正程序的开发和执行第52章数控机床调试阶段的故障判断及排除52.1案例1——组合机床52.2案例2——数控铣床52.3案例3——专用机床52.4案例4——专用加工机床

《运动控制器及数控系统的工程应用》汇集了作者多年将运动控制器及数控系统应用于各行业的自动控制项目50余例。案例涵盖了包装机械、压力机、升降机、加工中心、专用机床、激光加工机床、磨床、数控机床联网控制和绝对位置检测系统等方面。本书内容翔实丰富，着重介绍了解决方案、PLC程序及宏程序编制、调试技术难点等，为机床运动控制系统设计、调试、维修、操作人员提供了实用的技术和经验。