基于PLC的数控钻床控制系统的研制

摘要

桂林电子科技大学与桂林市某机械厂联合研制的YZ-2型数控钻床控制器主要应用于该企业环模生产的打孔工艺中,本文针对该控制器在实际使用中存在的问题进行研究和分析,为对原产品进行升级换代作理论和技术储备。
　　经对YZ-2型数控钻床控制器实施方案、企业使用情况的理论分析和实际测试,结合某机械厂对系统抗干扰性和稳定性的要求,本文提出以PLC为核心控制器的数控钻床控制系统,由于国内市场上销售的PLC与原数控钻床控制器联接困难,本文提出了利用低成本、高性能的STC12C5A60S2单片机作为PLC的CPU模块研制PLC,以满足对原产品升换代的需要。
　　拟研发的控制系统由PLC主控模块、环模转动定位控制模块、环模深孔钻削模块、控制面板模块和显示模块组成。PLC主控模块由输入端和输出端两部分组成,输入端主要是接收来自控制面板的信号并予以响应;输出端采用了晶体管输出方式,主要实现对步进、伺服电机的控制。环模转动定位控制模块和环模深孔钻削模块主要是接收来自PLC的信号,分别控制步进电机、伺服电机转动,实现环模的轴向运动(对孔的定位)、钻头上下运动(对孔的钻削)完成对环模的打孔工序。控制面板模块和显示模块根据键盘输入的参数,对环模加工中钻头的参数进行实时修改。
　　测试结果表明:本文所设计的PLC控制器已在数控钻床控制系统中得到了初步的试用,基本达到预期效果,能够满足对原系统升级换代之需求,具有一定的使用价值,对后续的研究工作有一定的借鉴意义。

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第一章 绪 论

§1.1 课题研究背景和意义

§1.2 国内外数控技术的研究现状

§1.3 YZ-2型数控钻床控制器现状分析

§1.4 课题研究内容

§1.5 论文结构安排

第二章 可编程控制器的相关基础理论

§2.1 PLC的硬件组成

§2.2 PLC的工作原理

§2.3 PLC的输入/输出电路

§2.4 本章小结

第三章 控制系统总体方案的设计

§3.1 数控钻床的功能与设计要求

§3.2 控制系统抗干扰性分析及设计

§3.3 控制系统综合性能比较

§3.4 本章小结

第四章 PLC硬件电路设计与研制

§4.1 PLC总体结构设计

§4.2 PLC主控模块的设计

§4.3电源模块的设计

§4.4 PLC输入电路模块的设计

§4.5 PLC输出电路模块的设计

§4.6 本章小结

第五章 控制系统外围电路的硬件设计

§5.1 数控钻床控制系统整体方案的设计

§5.2 步进电机驱动器接口电路的设计

§5.3 伺服电机驱动器接口电路的设计

§5.4 键盘控制电路的设计

§5.5 液晶显示电路的设计

§5.6 本章小结

第六章 PLC数控钻床控制系统的软件设计

§6.1 软件总体设计方案

§6.2 环模转动定位程序设计

§6.3 环模深孔钻削程序设计

§6.4 参数输入程序设计

§6.5按键处理程序设计

§6.6液晶显示程序设计

§6.7暂停、急停程序的设计

§6.8 本章小结

第七章 系统调试及测试

§7.1系统调试环境及方法

§7.2系统各模块调试及测试

§7.3系统现场测试

§7.4本章小结

第八章 总结与展望

§8.1 总 结

§8.2 展 望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间的主要研究成果

附录