黄静文

(上海交通大学密西根学院，上海　200240)

基于PLC的三自由度数控系统设计与优化

黄静文

(上海交通大学密西根学院，上海200240)

摘要：为提高机械装备的精度与加工效率，提出了采用闭环伺服系统的数控系统。运用solidworks软件，搭建了基本的三自由度数控系统模型。着重对三维度的数控系统进行了设计与仿真，并就步进电机的合理选择以及PLC和加工材料布局的优化提出了详细的算法与方案。该数控系统对于提高生产线上产品质量有着重大的意义。在机械结构与工具已基本完备的基础上，未来数控系统技术发展的关键方向是提高效率与准确性。

关键词：PLC步进电机闭环伺服系统三自由度CNC插补算法图像处理

0引言

PDP-14是1969年由美国数字设备公司研制出的第一台可编程控制器(programmable logic controller,PLC)。这是世界上公认的第一台PLC，并在美国通用汽车公司生产线上试用成功。从此，继电器控制装置被完全取代。

现如今，PLC技术广泛应用于数控机床设备(computer numerical control，CNC)之中，其结构与端口设置也变得十分精细复杂。而用于机械加工的数控机床也已发展到五轴联动的高精度控制系统结构。随着人们对机械装备的精度与加工效率要求的提高，数控系统的优化设计对于生产线上产品质量有着重大的意义。

然而任何复杂的设计都离不开最基本的结构与原理。因此，本文基于平面加工最基本的三自由度三轴联动系统与较为基本的PLC，譬如美国罗克韦尔自动化公司制造的Micro830以及Micro850系列，进行设计与优化。……