运动控制器及数控系统工程应用案例集锦

书籍目录

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SFC

5.2.5回原点模式子程序SFC

5.2.6自动模式子程序SFC

5.3对SFC图用软元件的说明

5.4结束语

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1

6.1.8绝对原点设置模式2

6.1.9长挡块型DOG开关“原点返回”模式1

6.1.10长挡块型DOG开关“原点返回”模式2

6.1.11长挡块型DOG开关“原点返回”模式3

6.1.12长挡块型DOG开关“原点返回”模式4

6.1.13阻挡型“原点返回”模式1

6.1.14阻挡型“原点返回”模式2

6.1.15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1PG

9.3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P100

45.3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

作者简介

本书汇集了作者多年来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。案例范围涵盖了包装机械、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。

本书主要读者对象为自动控制技术从业人员，对机床数控系统设计、调试，维修、操作人员特别适用，也可作为高校教师和学生在教学培训时的参考书籍。

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