【正文】 程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 加工中心的高轉(zhuǎn)速、高速進給是隨著電主軸、直線電動機等功能部件的開發(fā)而發(fā)展的，雖然研發(fā)的歷史只有 10多年，但電動機的結(jié)構(gòu)也 在不斷改進，故性能也不斷提‘ 高，所以機床的高速發(fā)展總是越來越快 [3]。2020年前后，一批海外跨國機床集團看好我國市場，開始在中國建立生產(chǎn)加工中心的獨資或合資企業(yè)，實現(xiàn)了本地制造和本 地銷售 [4]。這樣可以大大提高加工中心的工作效率，而且在加工中心 運轉(zhuǎn)過程中可以很好的維護、維修。對 加工中心控制系統(tǒng) 的 工作過程做詳細的了解，再根據(jù)它的控制方式和控制要求設(shè)計出控制系統(tǒng) 的控制主電路和控武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 制電路。在 1987 年國際電工委員會（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標準草案中對 PLC做了如下定義： PLC 英文全稱 Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是 :一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。 PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。 [6] 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 PLC 的發(fā)展 可編程序控制器（ PLC）以其可靠性高、靈活性強、使用方便的優(yōu)越性，迅速占領(lǐng)了工業(yè)控制領(lǐng)域，成為先進的、應(yīng)用勢頭最強的工業(yè)控制器，并風靡全球。因而，要學(xué)習(xí) PLC 控制技術(shù)，必須先了解傳統(tǒng)的電氣控制技術(shù)。 PLC 以其可靠性高、靈活性強、使用方便 的優(yōu)越性，迅速占領(lǐng)了工業(yè)控制領(lǐng)域。 PLC 用于包括邏輯運算、數(shù)值運算、數(shù)據(jù)傳送、過程控制、位置控制、高數(shù)計數(shù)、中斷控制、人機對話、網(wǎng)絡(luò)通信等功能的控制領(lǐng)域。當 PLC 投入運行時，首先它以掃描的方式接受現(xiàn)場各輸入裝置的的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映 象區(qū) , 然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算術(shù)運算等任務(wù)。才能構(gòu)成一臺完整的PLC。 PLC 存儲空間的分配：雖然大、中、小型 PLC 的 CPU 的最大可尋址存儲空間編程器 中 央 處 理 電 元 （ CPU） 輸入電路 輸出電路 系 統(tǒng) 程 序 存 儲 區(qū) 用 戶 程 序 存 儲 區(qū) 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 各不相同，但是根據(jù) PLC 的工作原理， 其存儲空間一般包括以下三個區(qū)域：系統(tǒng)程序存儲區(qū)，系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)（包括 I/O 映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等）和用戶程序存儲區(qū)。它和硬件一起決定了該 PLC 的各項功能。一個開關(guān)量 I/O 占用存儲單元中的一個位（ bit） , 一個模擬量 I/O 占用存儲單元中的一個字（ 16 個 bit)。使這部分存儲單元內(nèi)的數(shù)據(jù)得以保留；后者當 PLC停止運行時，將這部分存儲單元內(nèi)的數(shù)據(jù)全部置“零”。因此， PLC 的邏武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 輯線圈分為具有失電保持邏輯線圈和無失電保持邏輯線圈這兩種。當該特殊邏輯線圈被斷開時，表示某一特定功能不起作用。這些特殊數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)都具有特定的含義，在訪問方式上可分為可讀、可寫和可讀 /寫三種類型。這樣，當 PLC 再次上電運行時，它將在原先計時值的基礎(chǔ)上繼續(xù)計時。 （ 3）用戶程序存儲區(qū) 用戶程序存儲區(qū)存放用戶編制的用戶程序。無論是小型的 PLC，還是中、大型的 PLC 其電源的性能都是一樣的，均能對 PLC 內(nèi)部的所有器件提供一個穩(wěn)定可靠的直流電源。在整個運行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。 即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。 X 軸、 Y 軸、 Z 軸實現(xiàn)加工中心三坐標的 6 個方向上的運動。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 編制 PLC 的輸入 /輸出分配表 表 31 PLC的輸入 /輸出分配表 編號 地址 說明 功能 10 路數(shù)字輸出 1 接指示燈 運行指示 2 鉆頭電動機 T1 鉆頭 3 鉆頭電動機 T2 鉆頭 4 鉆頭電動機 T3 鉆頭 5 鉆頭電動機 T4 為銑刀 6 鉆頭電動機 T5 為銑刀 7 鉆頭電動機 T6 為銑刀 8 控制伺服電動機 X 軸， 1 為左移， 0 為右移 9 控制伺服電動機 Y 軸， 1 為左移， 0 為右移 10 控 制伺服電動機 Z 軸， 1 為左移， 0 為右移 10 路數(shù)字輸入 1 按鈕 運行控制 2 按鈕 控制 X 軸 3 按鈕 控制 Y 軸 4 按鈕 控制 Z 軸 5 限位開關(guān) X 軸方向左到位 6 限位開關(guān) X 軸方向右到位 7 限位開關(guān) Y 軸方向前到位 8 限位開關(guān) Y 軸方向后到位 9 限位開關(guān) Z 軸方向上到位 10 限位開關(guān) Z 軸方向下到位 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 加工中心控制工藝圖 圖 31 加工中心控制工藝圖 加工中心接線圖 圖 32 加工中心接線圖 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 加工中心自動控制流程圖 啟動 X 軸運動 Z 軸和 T1 鉆頭鉆孔 Z 軸運動退鉆頭 Y 軸運動 Z 軸和 T2 鉆頭鉆孔 Z 軸運動退鉆頭 Z 軸和 T3 鉆頭鉆孔 X 和 Y 軸運動 Z 軸運動退鉆頭 Z 軸運動退刀 Z 軸和 T5 刀頭運動 Z 軸和 T6 刀頭運動 T5 和 Y 軸運動 Z 軸運動退刀 T4 和 X 軸運動 Z 軸和 T4 銑刀運動 Z 軸運動退刀 T6 和 X 和 Y 軸運動 結(jié)束 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 編程 自動控制編程 編程分析： 6 組運動， 18 個步驟，用位存儲器 ~、 ~、~ 的狀態(tài)控制 18 個步驟。 運行燈亮條件： 為 1。 鉆頭運動條件： 為 1。 軸運動條件： 、 、 、 為 1。 （ 1）撥動“運行控制”開關(guān)，啟動系統(tǒng) 為 1，運行燈亮。 （ 3）“ Z 下”限位到位，鉆頭對工件加工完畢； T1 鉆頭返回刀庫，復(fù)位“ Z下”，“ Z 上”限位，系統(tǒng)將自動取銑刀 T5，準備對工件進行銑加工。 （ 6）“ Z 上”到位限位，銑刀 T5 回刀庫，復(fù)位，進入下一輪加工循環(huán)。 系統(tǒng)的分析和設(shè)計是一個令人苦惱的過程， 不斷的查資料、篩選資料是一個令人枯燥的過程， 但幸運的是，在這苦惱和枯燥的過程中，通過指導(dǎo)老師的幫助和自己的努力，我成功完成了本次設(shè)計并在此同時學(xué)會了大量的知識。正是在 王高平 老師的指導(dǎo)和 幫助 下， 我才能熟悉和理解加工中心系統(tǒng)并通過查閱資料 ， 慢慢完成本次設(shè)計，進而一步步地完成 本 論文。在此，我向他表示最真摯的感謝。在這個過程中讓我得到很多收獲和感觸。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 附 錄 自動控制編程 梯形圖 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 手動控制編程 梯形圖 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27