【正文】 從論文的選題、資料的收集到論文的撰寫(xiě)編排整個(gè)過(guò)程中，我得到了許多的熱情幫助。檢查所有的電源是否有接地，然后才能送電； b) 電源接通后，接通機(jī)床總電源后，檢查 CNC 電源指示燈，主軸電機(jī)和驅(qū)動(dòng)模塊的冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)向正確與否，以及潤(rùn)滑、液壓系統(tǒng)燈是否正常； c) 在仔細(xì)檢查系統(tǒng)硬件之后 ，進(jìn)行 數(shù)控軟件下載，即 NCU 的初始化； d) 首先將 PLC 清空，再將已編寫(xiě)好的程序連同標(biāo)準(zhǔn) PLC程序通過(guò) MPI口下載至 PLC中； e) 對(duì)主軸正反轉(zhuǎn)、沖動(dòng)和制動(dòng)；自動(dòng)換刀；尾座和卡盤(pán)的松緊；潤(rùn)滑和冷卻液的開(kāi)啟等系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試； f) 機(jī)床試運(yùn)行。 在 換刀（ =1 或 =1）期間，或者在自動(dòng)工作方式而主軸還沒(méi)有啟動(dòng)的情況下，向 CNC 發(fā)進(jìn)給保持信號(hào)（ ），使 CNC 鎖定進(jìn)給，保證機(jī)床安全。 電氣部分的設(shè)計(jì) 電氣部分的設(shè)計(jì)如圖 所示，主軸為三相異步電動(dòng)機(jī)，由交流接觸器控制正 /反轉(zhuǎn) ；繼電器采用直流 24V供電，自帶續(xù)流二極管；交流接觸器采用交流 110V供電。在這個(gè)梯形圖中， 用字節(jié)傳送指令將當(dāng)前刀位開(kāi)關(guān)信號(hào)（ ~）轉(zhuǎn)換成為當(dāng)前刀號(hào)代碼（ 1~4）存放到 MB4 中；當(dāng)執(zhí)行換刀指令時(shí) ，在 T 選通信號(hào)的作用下，將指令刀號(hào) MB5 與當(dāng)前刀號(hào) MB4進(jìn)行比較，如果不相等則置位 、復(fù)位 ，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，刀架開(kāi)始旋轉(zhuǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)到預(yù)定的刀位時(shí)，當(dāng)前刀號(hào) MB4 與指令刀號(hào) MB3 相等，復(fù)位 ，刀架停止正轉(zhuǎn)，在 ，置位 ，刀架電機(jī)開(kāi)始反轉(zhuǎn)，刀架下降鎖緊，定時(shí)器 T40 延時(shí) 4s 后，復(fù)位 ，換刀動(dòng)作結(jié)束。按下點(diǎn)動(dòng)左按鈕 ，尾座伸出， 有效，同時(shí)解除 尾座伸出 ；放開(kāi) 后尾座伸出 解除，尾座停止。 此外，可以根據(jù)數(shù)控機(jī)床的控制要求，增加或裁減相應(yīng)的功能，采用結(jié)構(gòu)化編制各個(gè)功能的 PLC 子程序，由 PLC 主程序調(diào)用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能擴(kuò)展。 EM221和 EM222 作為數(shù)字量輸入、輸出擴(kuò)展模塊，負(fù)責(zé)控制信號(hào)的采集和輸出，使系統(tǒng)控制規(guī)模得到擴(kuò)展。 TP— 801采用匯編語(yǔ)言編程，由于有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能，可進(jìn)行 8位數(shù)據(jù)的輸入和輸出，在軟件的支持下，還可以進(jìn)行 8 位以上數(shù)字運(yùn)算、處理，完全能滿足數(shù)控機(jī)床控制的要求。信號(hào)輸入及數(shù)值顯示單元只能是數(shù)碼撥盤(pán)和電位計(jì)。本文采用的是第一種類(lèi)型， PLC 獨(dú)立于 CNC 裝置， PLC與 CNC 信號(hào)在 CNC裝置內(nèi)部傳送，而 PLC與機(jī)床電氣控制信號(hào)通過(guò) CNC的 I/O接口傳送。這些檢測(cè)信號(hào)有些是可以直接輸入到 PLC的端口，有些必須要經(jīng)過(guò)一些中間環(huán)節(jié)才能夠輸入到 PLC 的輸入端口。為了更好了解數(shù)控機(jī)床的 PLC 的控制功能，就有必要對(duì) PLC和外圍電路的關(guān)系進(jìn)行分析。 （ 3） 輸出信號(hào)控制： PLC輸出信號(hào)經(jīng)外圍控制電路中的繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制對(duì)象。 8 （ 3） 出刷新階段：在所指令執(zhí)行完成后，輸出映像寄存區(qū)的所有輸出繼電器的狀態(tài)（接通 /斷開(kāi)）在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過(guò)特定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家可以方便的根據(jù)機(jī)床的功能和配置，對(duì) PLC程序和地址分配進(jìn)行修改。它們可以共用一個(gè) CPU 也可以是單獨(dú)的 CPU 這種結(jié)構(gòu)從軟硬件整體上考慮 , PLC 和 NC 之間沒(méi)有多余的導(dǎo)線連接 , 增加了系統(tǒng)的可靠性 , 而且 NC 和 PLC 之間易實(shí)現(xiàn)許多高級(jí)功能。通常由電源變壓器、控制變壓器、各種斷路器、保護(hù)開(kāi)關(guān)、繼電器、接觸器等等構(gòu)成。數(shù)控系統(tǒng)有兩大部分，一是 NC、二是 PLC，這兩者在數(shù)控機(jī)床所起的作用范圍 是不相同的。 5) 當(dāng)出現(xiàn) X、 Z 軸限位，油泵過(guò)載、主軸過(guò)載或者伺服電機(jī)過(guò)熱時(shí)，發(fā)出急停信號(hào)，通知 CNC 進(jìn)行急停處理。 本文設(shè)計(jì)的任務(wù)和目的 1) 主軸為三相異步電動(dòng)機(jī)，由交流接觸器控制正 /反轉(zhuǎn)。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。 柔性化 包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆 蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶(hù)的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。 數(shù)控技術(shù) 的發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（ IT、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。 國(guó)內(nèi)外數(shù)控技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 世界制造業(yè)在 20 世紀(jì)末的十幾年中經(jīng)歷了幾次反復(fù)，曾一度幾乎快成為夕陽(yáng)工業(yè)，所以美國(guó)人首先提出了要振興現(xiàn)代制造業(yè)。隨著 PLC 技術(shù)的發(fā) 展 , 它在位置控制、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理等方面的應(yīng)用也越來(lái)越多。 PLC 取代繼電器控制電路，適合于執(zhí)行邏輯運(yùn)算和順序控制等操作，控制各類(lèi)機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程，廣泛的應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的工業(yè)控制中。從 1995年 “ 九五 ” 2 以后國(guó)家從擴(kuò)大內(nèi)需啟動(dòng)機(jī)床市場(chǎng)，加強(qiáng)限制進(jìn)口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點(diǎn)支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對(duì)數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進(jìn)作用，尤其是在 1999 年以后，國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵 民用工業(yè)部門(mén)投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。 5 軸聯(lián)動(dòng)加工 bsp 采用 5 軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。 3) 插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化 4) 內(nèi)裝高性能 PLC 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能 PLC 控制模塊，可直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。 3) 網(wǎng)絡(luò)化 機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。 3) 冷卻耶的開(kāi) /關(guān)由手動(dòng)旋鈕個(gè) M功能指令共同控制。 PLC 和 NC 的關(guān)系 PLC 用于通用設(shè)備的自動(dòng)控制，稱(chēng)為可編程控制器。 NC 和 PLC 的接口方式遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)“ISSO 43361981（ E）機(jī)床數(shù)字控制－數(shù)控裝置和數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備之間的接口規(guī)范 ” 的規(guī)定，接口分為四種類(lèi)型： 與驅(qū)動(dòng)命令有關(guān)的連接電路； 數(shù)控裝置與測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量傳感器間的連接電路； 電源及保護(hù)電路； 通斷信號(hào)及代碼信號(hào)連接電路 。第四類(lèi)信號(hào)是數(shù)控裝置向外部傳送的輸入輸出控制信號(hào)。 PLC 與數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床間的信息交換 相對(duì)于 PLC，機(jī)床和 NC就是外部。 PLC 在數(shù)控機(jī)床中的工作流程 PLC 在數(shù)控機(jī)床中的工作流程，和通常的 PLC 工作流程基本上是一致的，分為以下幾個(gè)步驟： （ 1） 輸入采樣：輸入采樣，就是 PLC 以順序掃描的方式讀入所有輸入端口的信號(hào)狀態(tài)，并將此狀態(tài)，讀入到輸入映象寄存器中。 （ 2） 機(jī)床外部開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)。系統(tǒng)送出 M指令給 PLC，經(jīng)過(guò)譯碼，輸出控制信號(hào)，控制主軸正反轉(zhuǎn)和啟動(dòng)停止等等。也就是說(shuō)每一個(gè)外部設(shè)備（使用 PLC控制的）都是由 PLC 的一路控制信號(hào)來(lái)控制的，也 9 就是說(shuō)每一個(gè)外部設(shè)備（使用 PLC控制的）都在 PLC 中和一個(gè) PLC 輸出地址相對(duì)應(yīng)。當(dāng)然做這樣的定義必須遵循必要的規(guī)則，以使 PLC 程序符合系統(tǒng)的要求。精密數(shù)控機(jī)床依賴(lài)于電氣與液壓兩部分控制，除了要求合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)外，還必須配備高性能的液壓控制技術(shù)及相應(yīng)的電氣控制技術(shù)，以便對(duì)數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速控制、冷卻液和潤(rùn)滑控制、液壓卡盤(pán)和液壓尾座控制、刀具互換控制。進(jìn)行微機(jī)控制的第一步，是將主軸的制動(dòng)和沖動(dòng)時(shí)間、冷卻液和潤(rùn)滑開(kāi)啟時(shí)間譯為計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言，輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)同預(yù)先設(shè)定值對(duì)比，進(jìn)行決策控制。 ④ 多處理機(jī)系統(tǒng) 這種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是將多任務(wù)進(jìn)行分配，即由若干CPU來(lái)完成，例如，電機(jī)控制就由獨(dú)立的 CPU 來(lái)完成，而別的 CPU 則作程控及過(guò)程參數(shù)控制工作，系統(tǒng)中只有一臺(tái)主機(jī)和若干臺(tái)從機(jī)。對(duì)于外部輸入輸出，在 PLC上都有相應(yīng)的顯示，只要觀察 PLC上的對(duì)應(yīng) LED 指示燈，即可知道輸入輸出的狀態(tài)。液壓卡盤(pán)的夾緊和松開(kāi)是由一個(gè)腳踏開(kāi)關(guān) SQ7 控制的，第一次踩踏時(shí)夾緊，第二次踩踏時(shí)松開(kāi)，因此先將這個(gè)開(kāi)關(guān)的閉合信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào) ，然后用 脈沖去置位 、復(fù)位 ，或者復(fù)位 、置位 。潤(rùn)滑泵的啟動(dòng) /停止由定時(shí)器 T37（ 10s）、 T38（ 30min）控制，在無(wú)急停報(bào)警的情況下，每 30min 潤(rùn)滑一次，每次 10s。本例以三相異步電動(dòng)機(jī)的控制為例，集中討論 PLC 實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與停止、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和沖動(dòng)及互鎖保護(hù)等控制功能的外部接線和編程方法。 圖 控制程序 梯形圖 圖 主軸控制程序 26 急停、進(jìn)給保持控制子程序（ SBR_4） 圖 是急停處理和進(jìn)給保持處理子程序梯形圖。 首先，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、伺服電機(jī)進(jìn)行安裝。相比傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，簡(jiǎn)化了機(jī)床結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，同時(shí)，系統(tǒng)的可重構(gòu)性和可靠性大為提高。 現(xiàn)在大家各奔前程，大家珍重，祝各位工作順順利利。經(jīng)驗(yàn)證，該系統(tǒng)可完成如下功能控制：主軸 正 /反轉(zhuǎn)、主軸的沖動(dòng)和停止的控制，卡盤(pán)和尾座的松緊控制，自動(dòng)換刀，冷卻液開(kāi)關(guān)，定時(shí)潤(rùn)滑控制等。 27 圖 急停、進(jìn)給保持控制子程序 控制面板設(shè)計(jì) 圖 ，人們是通過(guò)它把信號(hào)輸入機(jī)床中