【正文】 PLC address signals, FANUC system of instruction and programming。 數(shù)控技術是機械加工自動化的基礎，是數(shù)控機床的核心技術，其水平高低關系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力的水平， 數(shù)控技術的廣泛應用給傳統(tǒng)的制造業(yè)的生產(chǎn)方式，產(chǎn)品結構帶來了深刻的變化。 在數(shù)控機床中，主軸是機床里的一個非常重的部分，對于它的控制的好壞一定程度上反應一個機床的控制柔性的程度。為了獲得良好的主軸特性，設計中采用矢量變頻控制的交流主軸電動機，矢量控制分無速度傳感器和有速度傳感器兩種方式，后者具有更高的速度控 制精度，在數(shù)控車床中無速度傳感器的矢量變頻器已符合控制要求 近年來， PLC 在工業(yè)自動控制領域應用愈來愈廣，它在控制性能、組機周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的綜合優(yōu)勢是其它工控產(chǎn)品難以比擬的。 數(shù)控機床對主軸驅動系統(tǒng)的要求 主軸驅動系統(tǒng)也叫主傳動系統(tǒng)，是在系統(tǒng)中完成主運動的動力裝置部分。機床主軸的工作運動通常是旋轉運鄭州大學畢業(yè)論文 共 27 頁 第 6 頁 動，不像進給驅動需要絲杠或其它直線運動裝置作 往復運動?，F(xiàn)代數(shù)控機床對主軸傳動提 出了更高的要求： （ 1）調速范圍寬并實現(xiàn)無極調速 為保證加工時選用合適的切削用量，以獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質量。在無級變速中，變頻調速主軸一般用于普及型數(shù)控機床，交流伺服主軸則用于中、高檔數(shù)控機床。 （ 3）具有 四 象限驅動能力 要求主軸在正、反向轉動時均可進行自動加、減速控制，并且加、減速時間要短。 數(shù)控機床加工精度的提高與主軸系統(tǒng)的精度密切相關。應采用精度高的軸承及合理的支撐跨距，以提高主軸的組件的剛性。因此數(shù)控機床在控制設計上具有很大的靈活與實際應用性。 機床電氣控制應該遵循的原則有： （ 1）最大限制滿足機床和工藝對電氣控制的要求。 （ 5）合理選用電氣元件 機床電氣控制系統(tǒng)設計包含原理設計和工藝設計兩部分。 電力拖動方案確定后，電動機的類型、數(shù)量及其控制要求就已基本確定，采用什么方法去實現(xiàn)這些控制要求就是控制方式的選擇問題。 5. 編 寫設計說明書。串行數(shù)字控制的主軸驅動裝置是數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家用來驅動該廠家專業(yè)主軸電機的驅動裝置，不同數(shù)控系統(tǒng)其主軸驅動裝置各不相同。三菱電機 M60S 數(shù)控系統(tǒng)的替代品 —— C70適用于大 規(guī)模生產(chǎn)線，其最新推出的 M70/M700 可更廣泛地用于多種機械加工。繼電器控制邏輯是依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級，機械觸點有抖動現(xiàn)象。 隨著數(shù)字 SPWM 變頻調速系統(tǒng)的發(fā)展，越來越多的采用通用變頻器作為數(shù)控機床主軸驅動裝置。 （ 1）系統(tǒng)在設計中大量采用模塊化結構。 （ 3）有較完善的保護措施。（ 5）提供大量豐富的 PMC 信號和 PMC 功能指令。 （ 7）提供豐富的維修報警和診斷功能。時間繼電器定時精度不高，受環(huán)境影響大。 D1— VC1為開關電源，為 CNC、 CRT\MDI、中間繼電器提供 DC24V 電源。 CNC輸出的模擬信號到變頻器的 10與 15端口，從而控制電動機的轉速，通過設置變頻器的參數(shù)，實現(xiàn)從最低轉速到最高轉速的調速。 強電電路 強電電路見附錄 （ 圖 4） 當按下急停按鈕 M1SB1 時， SB SB3 為 CNC 接通 /斷開按鈕，發(fā)出急停信號 K2停止主軸轉動，打開電源鑰匙 M1SA1,接通中間繼電器 K3， AC220V 上電， M3K1 為通過 PLC 接通主軸電動機接觸器 H1K1 的信號。在電路中主要起短路保護作用，選擇熔斷器時主要是選擇熔斷器的類型、額定電壓、額定電流及熔體的額定電流。 (2)轉矩特性、臨界轉矩、加速轉矩。電機除了考慮常規(guī)的參數(shù)如電機極數(shù)、額定功率、額定電流外，還應考慮定子電阻、定子漏感抗、轉子電阻、轉子漏感抗、互感抗和空載電流。 (4)提供標準的 0～ 10V 模擬量接口 (輸入阻抗 47kΩ，輸出阻抗 250kΩ )，能夠與大多數(shù)數(shù)控 系統(tǒng)接口兼容，通用性強 。 (8)提供三組異常紀錄，供維修人員從側面了解機床主軸實際的運行狀況 。其中電磁機構由線圈、動鐵心和靜鐵心組成；觸點系統(tǒng)包括三對觸點、輔助觸點。選擇交流接觸器時主要考慮主觸點的額定電壓、額定電流、輔助觸點的數(shù)量與種類、吸引 線圈的電壓等級、操作頻率等。 U=220V， I2=， I3=，觸點對數(shù)為 4 對。變壓器的選擇原則 選擇變壓器的主要依據(jù)式變壓器的額定值。 鄭州大學畢業(yè)論文 共 27 頁 第 13 頁 二次額定容量由總容量確定。 其他元氣件的選擇 直流穩(wěn)壓電源的功能是將非穩(wěn)定交流電源變成穩(wěn)定直流電源。 選擇 根據(jù)需要的觸電數(shù)目 ,動作要求 ,使用場合及顏色等進行按鈕的選擇。 FANUC 系統(tǒng)進入中國市場有非常悠久的歷史，有多種型號的產(chǎn)品在使用，使用較為廣泛的產(chǎn)品有FANUC 0、 FANUC1 FANUC1 FANUC21 等。 FANUC 系統(tǒng)設計了比較健全的自我保護電路。 FANUC 系統(tǒng)可以在較為寬泛的環(huán)境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應性很強。 PLC 主要由 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。 CNC 側包括 CNC的硬件和軟件； MT側包括機床機械部分、機床輔助裝置、機床操縱臺、機床強電電路等。 X： 由機床至 PMC 的輸入信號（ MT→ PLC） Y：由 PMC 至機床的輸出信號（ PMC→ MT） F：由 CNC 至 PLC 的輸入信號（ CNC→ PLC） G：由 PMC 至 CNC 的輸出信號（ PMC→ CNC） 鄭州大學畢業(yè)論文 共 27 頁 第 15 頁 R：內部繼電器 D：非易失性存儲器 PMC 的基本指令、功能指令 PMC 的指令有兩種：基本指令和功能指令兩種指令。 表 3－ 1基本指令 表 No. 指 令 處 理 內 容 1 RD 讀出指定信號狀態(tài) ,在一個梯級開始的觸點是常開觸點時使用 2 讀出指定信號的“非”狀態(tài) ,在一個梯級開始的觸點是常閉觸點時使用 3 WRT 將運算結果寫入到指定的地址 4 將運算結果的“非”狀態(tài)寫入到指定的地址 5 AND 執(zhí)行觸點邏輯“與”操作 6 以指定信號的“非”狀態(tài)進行邏輯“與”操作 7 OR 執(zhí)行觸點邏輯“或”操作 8 以指定信號的“ 非”狀態(tài)進行邏輯“或”操作 9 電路塊的起始讀信號，指定信號的觸點是常開觸點使用 10 電路塊的起始讀信號，指定信號的觸點是常閉觸點使用 11 電路塊的邏輯“與”操作 12 電路塊的邏輯“或”操作 表 32功能指令 表 PMC程序梯形圖 梯形圖（ LAD）是在繼電器控制系統(tǒng)基礎上發(fā)展出來的一種圖形語言，在形式上類似于繼電器控制電路。 PLC 程序信號地址表見表 33。按下手動按鈕，常開觸點 接通，機床手動方式打開。主軸正反轉，輸出信號 （ ），線圈 通電，線圈 通電，主軸正反轉結束 ,第二層結束。 實習期間在老師的指導下、在校外指導老師的輔導下、在同事的幫助下，完成了小型 數(shù)控車床 的 主軸控制 系統(tǒng) 的 設計， 根據(jù)電氣控制的要求，設計了的電氣原理圖。 本次實習對于我們即將走出校門，跨入社會工作的大學生來說非常具有現(xiàn)實意義 鄭州大學畢業(yè)論文 共 27 頁 第 20 頁 謝 辭 時光匆匆如流水，轉眼便是大學畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。從開始進入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 ! 作為一個?？粕漠厴I(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同事的支持，想要完成這個設計是難以想象的。沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的 論文的。 鄭州大學畢業(yè)論文 共 27 頁 第 24 頁 圖 3 主軸電路 鄭州大學畢業(yè)論文 共 27 頁 第 25 頁 強電電路 見圖