【正文】 按鍵和LED燈； 上電復(fù)位按鍵/故障紅燈LED。圖35 變頻器內(nèi)置電路a）整流器：它與單相或三相交流電源相連接，產(chǎn)生脈動(dòng)的直流電壓；通過開關(guān)電源為各個(gè)控制線路供電；其主要組成部分是：輸出驅(qū)動(dòng)電路、操作控制電路。監(jiān)視變頻器的工作狀態(tài)，提供保護(hù)功能；（2）變頻器的特點(diǎn)ａ）功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。 變頻器的選擇在本次設(shè)計(jì)中選用了西門子MM420變頻器（1）MICROMASTER 420變頻器的概述MICROMASTER 420 是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變 頻器系列。其脈沖寬度 調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲。MICROMASTER 420 既可用于單獨(dú)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，也可集成到‘自動(dòng)化系統(tǒng)’中。在電機(jī)軸上所加的負(fù)載有兩種，即阻尼轉(zhuǎn)矩和慣量負(fù)載。 作為選件的集成齒輪箱和較寬的產(chǎn)品范圍使得1FK7電機(jī)可以方便地應(yīng)用到各種場(chǎng)合。為使主軸軸系在極寬的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)正常平穩(wěn)工作，必須有合理完善的軸系結(jié)構(gòu)分析，使其工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)離其固有頻率，否則會(huì)引起巨大的振動(dòng)，不利主軸的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。這類軸承可承受較大的軸向載荷和徑向載荷。表32 1LG00906AA電機(jī)的參數(shù)：電機(jī)型號(hào)1LG0 0906AA額定功率額定轉(zhuǎn)速910rpm額定電壓220VD/380VY效率69%功率因數(shù)額定電流額定轉(zhuǎn)矩 西門子802C數(shù)控系統(tǒng)與各硬件之間的連接 西門子802C數(shù)控系統(tǒng)的接口介紹數(shù)控系統(tǒng)由程序、輸入輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程邏輯控制器(PLC)、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等組成，習(xí)慣上稱為CNC系統(tǒng)。從本質(zhì)特征來看，CNC系統(tǒng)軟件是具有實(shí)時(shí)性和多任務(wù)性的專用操作系統(tǒng)，從功能特征來看，該操作系統(tǒng)由CNC管理軟件和CNC控制軟件兩部分組成。 802C Baseline系統(tǒng)可控制2～3個(gè)交流伺服電機(jī)軸和一個(gè)伺服主軸或變頻器主軸。表33 系統(tǒng)工作電壓（X1）端子號(hào)信號(hào)名說明1PE保護(hù)地2M0V3P24直流24V（2）RS232通訊接口X2在使用外部PC與802C進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊或者上傳、下載PLC程序時(shí)，使用RS232接口，其各引腳定義如圖39所示。表33 編碼器接口X3引腳分配（X4/X5/X6相同）引腳信號(hào)說明引腳信號(hào)說明1.9M電壓輸出2.10Z輸入信號(hào)3.11Z_N輸入信號(hào)4P5EXT電壓輸出12B_N輸入信號(hào)5.13B輸入信號(hào)6P5EXT電壓輸出14A_N輸入信號(hào)7M電壓輸出15A輸入信號(hào)8.（4）驅(qū)動(dòng)器接口X7 驅(qū)動(dòng)器接口X7為SUB—D 50芯針插座，各引腳定義如表35所示：表35 驅(qū)動(dòng)器接口X7引腳分配引腳信號(hào)說明引腳信號(hào)說明引腳信號(hào)說明1AO118.O34AGND12AGND219.O35AO23AO320.O36AGND34AGND4AO21.O37AO4AO5.O22MVO38.O6.O23MVO39.O7.O24MVO40.O8.O25MVO41.O9.O26.O42.O10.O27.O43.O11.O28.O44.O12.O29.O45.O13.30.46.1431.471532.481633.4917k50K說明：表中Aon指模擬指令值，AGNDn指模擬大地值，M指大地，—、Y、Z使能，VO指信號(hào)輸出，K指開關(guān)觸點(diǎn)。表38數(shù)字輸出接口X200/X201引腳分配引腳序號(hào)信號(hào)說明X200X2011L +2輸出3輸出4輸出5輸出6輸出7輸出8輸出9輸出10M24上表中信號(hào)的高電平為24VDC，漏電流小于2mA。X421信號(hào)端子：2芯的連接條，；接觸負(fù)載（30VDC）。：模擬量輸出1，驅(qū)動(dòng)器A。圖312 變頻器的基本配線圖表310 接口說明符號(hào)功能R交流電壓輸入端子 (3 相, 200–230V 交流（2 單元）或380460V 交流（4 單元）) STG大地P正端直流總線端子DB單元（PP5）連接端子（當(dāng)要求完成制動(dòng)(30%ED),連接DB單元。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床都配有電動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，回轉(zhuǎn)刀架除了必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工的切削力和定位精度外，同時(shí)通過數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)置PLC和控制電路完成回轉(zhuǎn)刀架的自動(dòng)回轉(zhuǎn)及找刀定位的全部動(dòng)作，因此自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的PLC程序設(shè)計(jì)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性具有重要的作用。圖中的（I）是刀架控制的主電路圖，主要是通過控制刀架的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；圖（II）是刀架控制的PLC輸出控制回路。也可以采用單鍵換刀，一個(gè)短促的按鍵可以換下一個(gè)到位。 a）在程序中所涉及的I/O信號(hào)含義。、具體件程序的分析。 數(shù)控車床的斷電過程a）按下停止按鈕SB1，把鑰匙開關(guān)打倒OFF側(cè)；b）依次把QFQFQFQFQF5空氣開關(guān)斷開；c）關(guān)閉所有連接插座上的儀器儀表和按鈕，拔下電源插頭；d）斷開總電源開關(guān)QF1，確保斷電；e）取下所有導(dǎo)線，整理好放到指定的位置。10V輸出30134IS_UNIPOLAR_OUTPUT[0]0雙極性主軸輸出30240ENC_TYPE2主軸帶測(cè)量系統(tǒng)31020ENC_RESOLIPR1200編碼器的分辨率32260RATED_VELORPM1400電機(jī)額定轉(zhuǎn)速36200AX_VELO_LIMIT[0…5]RPM1500最大監(jiān)控速度35110GEAR_STEP_MAX_VELO[n]RPM1400電機(jī)最大轉(zhuǎn)速35130GEAR_STEP_MAX_VELO_LIMIT[n]RPM1400主軸最大轉(zhuǎn)速31050DRIVE_AX_RATIO_DENOM[n]1主軸各檔變比31060DRIVE_AX_RATIO_NUMERA[n]1主軸各檔變比表45 參考點(diǎn)參數(shù)設(shè)置軸參數(shù)號(hào)參數(shù)名單位輸入值參數(shù)定義34010REFP_CAM_DIR_IS_MINUS0/1減速開關(guān)方向0正34020REFP_VELO_SEARCH_CAMmm/Min1000尋找減速開關(guān)速度34040REFP_VELO_SEARCH_MARKERmm/Min200尋找零脈沖速度34070REFP_VELO_POSmm/Min50參考點(diǎn)定位速度34080REFP_MOVE_DISTmm0零脈沖后的位移34100REFP_SET_POSmm0參考點(diǎn)位置值總結(jié)基于西門子802C數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床的設(shè)計(jì)的整個(gè)設(shè)計(jì)過程是對(duì)四年來所學(xué)知識(shí)的總結(jié)，而且，在原來的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)了對(duì)個(gè)學(xué)科知識(shí)的融匯貫穿，將以前所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，運(yùn)用到所做的設(shè)計(jì)中。由于個(gè)人能力及知識(shí)水平所限，設(shè)計(jì)尚有諸多不足及有待改進(jìn)之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我將對(duì)自己在大學(xué)中所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了一次系統(tǒng)的回顧，并在原來基礎(chǔ)上有所提高，對(duì)自己將來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、變頻器有了進(jìn)更一步的了解，同時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力也得到了提高。參 考 文 獻(xiàn)[1] 夏田,陳嬋娟 ,祁廣利. PLC電氣控制技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012[2] 西門子（中國(guó)）有限公司編. 西門子802C操作與編程手冊(cè)，2003[3] 西門子（中國(guó)）有限公司編. 西門子802C簡(jiǎn)明安裝調(diào)試手冊(cè)，2007 [4] 西門子（中國(guó)）有限公司編. 西門子802C操作與編程手冊(cè)，2007 [5] 西門子（中國(guó)） 伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)調(diào)試手冊(cè)，2003 [6] 西門子（中國(guó)） ，2005[7] 董 [M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2005 [8] [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社 ，2010[9] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ，2011[10] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2010[11] [J].機(jī)床電器，2008附 錄附錄I 802C數(shù)控系統(tǒng)的接線圖附錄II 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的換刀過程流程圖附錄III 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的梯形圖程序網(wǎng)絡(luò)1：輸入初始化網(wǎng)絡(luò)2：復(fù)位鍵取消報(bào)警進(jìn)給保持網(wǎng)絡(luò)3：讀入當(dāng)前刀值網(wǎng)絡(luò)4：下聯(lián)情形下退出換刀程序，不允許換刀網(wǎng)絡(luò)5：（自動(dòng)方式或MDA方式下），讀入編程刀號(hào)網(wǎng)絡(luò)6：自動(dòng)或MDA方式下?lián)Q刀網(wǎng)絡(luò)7：換刀時(shí)間調(diào)整網(wǎng)絡(luò)8：刀架反轉(zhuǎn)延時(shí)網(wǎng)絡(luò)9：換刀輸出狀態(tài)。四年多來，陳教授不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向陳老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。從課題的選擇到設(shè)計(jì)的最終完成，陳老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在從中獲得了很多知識(shí)，學(xué)到了很多東西。如果有故障使總電源跳閘，排除故障后，也須按下電源總開關(guān)上漏電保護(hù)器的黑色按鈕，使其復(fù)位，才能再次上電；否則，空氣開關(guān)合不上。 數(shù)控車床的上電過程a）將鑰匙開關(guān)SA1打到ON，按下啟動(dòng)按鈕SB2，電器模塊上K1線圈得電常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)打開，綠燈亮，同時(shí)KM0、KMKM2線圈得電三對(duì)常開觸點(diǎn)閉合；b）將電器模塊上的QFQFQF5依次合上，數(shù)控系統(tǒng)、變頻器和主軸電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)得電；數(shù)控系統(tǒng)得電后，大約等待30秒，系統(tǒng)自檢完畢；c）按下按鈕K2時(shí)，交流接觸器KM3線圈得電，同時(shí)三對(duì)常開觸點(diǎn)閉合，當(dāng)將電源模塊上的QF3合上時(shí)，冷卻電機(jī)正常工作；d）按下按鈕K3時(shí)，交流接觸器KM4線圈得電，常閉觸點(diǎn)KM4斷開，同時(shí)三對(duì)常開觸點(diǎn)KM4閉合，當(dāng)將電源模塊上的QF3合上時(shí)，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)按下按鈕K4時(shí)，交流接觸器KM5線圈得電，常閉觸點(diǎn)KM5斷開，同時(shí)三對(duì)常開觸點(diǎn)KM5閉合，當(dāng)將電源模塊上的QF3合上時(shí)，刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)。參考西門子PLC用戶報(bào)警技術(shù)手冊(cè)，本程序中使用了以下用戶報(bào)警：700023——編程刀號(hào)大于刀架刀位數(shù) 700024——找刀監(jiān)控時(shí)間超出 700025——無刀架定位信號(hào)c）所使用的變量：MD32——用于存儲(chǔ)當(dāng)前刀號(hào)值 MD36——用于存儲(chǔ)目標(biāo)刀號(hào)值d）在程序中所使用的中間狀態(tài)標(biāo)志位。刀架電機(jī)順時(shí)針針旋轉(zhuǎn)時(shí)為選刀過程，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為鎖緊過程，選刀監(jiān)控時(shí)間和鎖緊監(jiān)控時(shí)間由PLC定時(shí)器決定，其控制流程圖見附錄II。（I）主電路 （II）PLC輸如輸出電路圖313刀架控制原路圖c）PLC控制流程圖數(shù)控刀架換刀有兩種模式，一種是手動(dòng)換刀，另一種是通過T指令進(jìn)行自動(dòng)換刀。（2）控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)刀架的換刀過程通過西門子802C內(nèi)置的PLC對(duì)控制刀架的所有處理I/O信號(hào)進(jìn)行邏輯處理及其計(jì)算，實(shí)現(xiàn)刀架的順序控制，另外為了保證換刀可以正常的進(jìn)行，系統(tǒng)還要對(duì)換刀過程進(jìn)行調(diào)整。