【正文】 在三菱數(shù)控系統(tǒng) PLC 查閱便可。其中控制器與 PLC 之間信號使數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部規(guī)定的，不提供開發(fā)，控制器向 PLC 輸入 X 信號 (X180 之后的信號 ) ， 用于系統(tǒng)向PLC 輸入執(zhí)行命令， PLC 向控制器輸出 Y 信號 (Y180 之后的信號 )，要具體得應(yīng)用通過查閱 PLC 借口手冊 。其他原理相同。 加工中心電氣總框圖如下： 22 圖 加工中心 電氣總框圖 23 數(shù)控加工中心主回路 /電氣控制回路 主回路 /電氣控制回路簡述 作為通用數(shù)控加工中心 ，在主回路部分我 設(shè)計(jì)了冷卻電機(jī)和排屑電機(jī)，分別由 相應(yīng)的 接觸器 控制其運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)電機(jī)要 接地。這些電機(jī)的功率大小和速度都是根據(jù)數(shù)控加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)來選擇的。電源單元連接圖見圖 圖 電源單元連接圖 急停按鈕配線 急停銨鈕的配線如圖 所示 ： 14 圖 急停按鈕內(nèi)部接線圖 三菱 M64S 數(shù)控 系統(tǒng) 基本 I/O 單元 I/O 單元 種類 三菱 CNC 信號的傳送，通過 I/O 接口進(jìn)行， I/O 種類有：基本 I/O 、 DI/DO、伺服驅(qū)動單元、同期進(jìn)給編 碼器、跳躍信號、遠(yuǎn)程 I/O 單元。在 本章中 重點(diǎn)介紹 了控制單元、基本 I/O 單元、伺服單元的安裝與 連接。 （ 6）坐標(biāo)顯示轉(zhuǎn)換可自由切換（程序值顯示或手動插入量顯示切換） （ 7）標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)藏波形顯示功能，工件位置坐標(biāo)及中心點(diǎn)測量功能。目前在中國市場推廣使用的有普及型的 E60 系列，高性能的 M60S 系列數(shù)控系統(tǒng)，以及用于汽 車生產(chǎn)線的高檔C64 CNC 數(shù)控系統(tǒng)，今年又推出了 E6 M700 等系列 CNC 數(shù)控系統(tǒng)。 控制器還將采用開 放式的系統(tǒng)構(gòu)架，這樣數(shù)控機(jī)床也可以像今日的計(jì)算機(jī)業(yè)一樣，用戶可以根據(jù)需要自行對數(shù)控機(jī)床的軟、硬件進(jìn)行配置，這樣數(shù)控機(jī)床的功能提升了，價(jià)格降低了。此時(shí)的小型計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算速度比以往的計(jì)算機(jī)有了大幅度的提高，比專用計(jì)算機(jī)成本低、可靠性提高。 數(shù)控加工中心 的優(yōu)缺點(diǎn) 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有 50 多年的歷史了，經(jīng)過多次修正，如今它已經(jīng)很成熟了。由于閉環(huán)的環(huán)路內(nèi)不包含絲杠、螺母副、導(dǎo)軌及機(jī)床工作臺這些大慣量環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)造成的誤差不能被反饋信號所補(bǔ)償，因而其綜合精度不如全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。這類數(shù)控系統(tǒng)的輔助功能比前兩類都多。 數(shù)控系統(tǒng)的分類 按數(shù)控機(jī)床運(yùn)動軌跡分類 （ 1）點(diǎn)位數(shù)控系統(tǒng) 這類數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床運(yùn)動部件從一點(diǎn)準(zhǔn)確移動到另一點(diǎn)，在移動過程中不進(jìn)行加工，因此對兩點(diǎn)間的移動速度和運(yùn)動軌跡沒有嚴(yán)格要求，可以先沿著一個(gè)坐標(biāo)軸移動完畢，在沿著另一個(gè)坐標(biāo)軸移動，也可以多個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)移動。 根據(jù)不同的加工方式，機(jī)床本體可以是車床、銑床、鉆床、磨床、鏜 輸入輸出裝 置 數(shù) 控 裝 置（ CNC） 機(jī)床電器控制裝置 伺服系統(tǒng) 機(jī)床本體 3 床、加工中心及電加工機(jī)床等。其形式可以是由數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的專 用硬件數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置。 數(shù)控機(jī)床 數(shù)控系統(tǒng)與被控機(jī)床本體的結(jié)合體稱為數(shù)控機(jī)床。 Machining center。 本文根據(jù)設(shè)計(jì)的要求 ,主要包括如下幾個(gè)方面 ： 硬件系統(tǒng)的連接、加工中心電氣控制電路設(shè)計(jì)、 PLC 控制程序的編寫與調(diào)試 等 。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。對本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 III 摘 要 在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展過程中，數(shù)控技術(shù)是其核心 技術(shù)之一。 第六 章總結(jié)了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程和心得。從廣義上講，是指利用數(shù)字化信息實(shí)行控制，也是利用數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的自動控制系統(tǒng)，其被控對象可以是各種生產(chǎn)過程?，F(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)主流的輸入 /輸出裝置有磁盤驅(qū)動器、通訊網(wǎng)絡(luò)接口、 LCD 及各種顯示器件等。主軸驅(qū)動裝置主要由速度控制單元組成。 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)采用可編程邏輯控制器（ PLC）取代了傳統(tǒng)的機(jī)床電器邏輯控制裝置，即繼電器控制線路。但不能為任意斜率的直線。根據(jù)自動控制原理可知，凡是被反饋通道所包圍的前向通道中所有誤差都能被反饋所補(bǔ)償，因此，這類數(shù)控系統(tǒng)可以獲得很高的精度和速度。這類數(shù)控系統(tǒng)功能比較多，但不追求過多，以實(shí)用為準(zhǔn)，除了具有一般數(shù)控系統(tǒng)的功能以外，還具有一定的圖形顯示功能及面向用戶的宏程序功能等，采用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為 16位或 32 位微處理器，具有 RS232 通信接口，機(jī)床的進(jìn)給多用交流或直流伺服驅(qū)動，一般系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn) 4 軸或 4 軸以下聯(lián)動控制，進(jìn)給分辨率一般為1um，快速進(jìn)給速度最大為 10～ 20m/min，其開關(guān)量輸入輸出控制一般由可編程控制器來完成，從而大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性和控制的靈活性。這種數(shù)控裝置稱為硬件連接數(shù)控裝置(HARDWIRED NC)，簡稱為數(shù)控 (NC)。由于微處理器是通過計(jì)算機(jī)的核心部件，故此時(shí)的數(shù)控系統(tǒng)仍然成為計(jì)算機(jī)數(shù)控。因此，即使在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，數(shù)控機(jī)床 大規(guī)模地得到應(yīng)用和普及也是在 20 世紀(jì)的 70 年代末、 80 年代初的事情，也就是說，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和普及經(jīng)過了近 30 年。 （ 3） SSS（ Super Smooth Surface）超高平滑表面控制，大幅改善模具加工精度及時(shí)間要求。 （ 12）特殊 G 代碼和固定循環(huán)程序，如 G12/13， G34/35/36， 等。顯示單元的電路如圖 所示： 13 圖 顯示單元的連 接 開關(guān) 電源 及急停按鈕配線 開關(guān)電源 電源模塊主要是將三相交流電轉(zhuǎn)換 成直流電，為主軸模塊和伺服模塊提供直流電流。手輪脈沖發(fā)生器可以選擇一個(gè)脈沖的進(jìn)給量，進(jìn)給量為 毫米（ *1）， 毫米（ *10）， 毫米（ *100）等基本進(jìn)給單位。顯示單元主要是顯示有關(guān)信息，以便人 機(jī)交互。 主回路 /電氣控制回路 圖 主電路 如圖 主回路 ，圖中的幾個(gè)電機(jī)為三相交流異步電機(jī)額定電壓是 380V，是依照數(shù)控加工中心 510的機(jī)械結(jié)構(gòu)選擇的， 在伺服部分，由于在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中選用的驅(qū)動以及進(jìn)給電機(jī)和主軸電機(jī)是日本三菱公司成產(chǎn)的，所以其額定電壓為三相 220V交流，估需要加變壓器來獲得相應(yīng)的電壓，變壓器的功率最小值為伺服強(qiáng)電部分中各電器功率之和的 。數(shù)控加工中心 能夠完成加工所需要的各項(xiàng)功能除了需要機(jī)床本體硬件外，還需要軟 件程序的支持，軟件程序就是機(jī)床各部件運(yùn)動指令，經(jīng)過研究分析，我 設(shè)計(jì)了 數(shù)控加工中心 PLC 控制 程序。要做說明的是 PLC 開關(guān)，我們在屏幕上可以設(shè)定 32 點(diǎn) PLC 開關(guān)并執(zhí)行開 /關(guān)操作。 35 表 OUTPUT HR3337(操作面板信號 ) 元件 信號簡稱 信號名稱 元件 信號簡稱 信號名稱 Y0 X 軸歸原點(diǎn) B20 Y10 F5 F5 功能 A20 Y1 Y 軸歸原點(diǎn) B19 Y11 +X X 軸正行程 A19 Y2 Z 軸歸原點(diǎn) B18 Y12 超程 A18 Y3 第四軸歸原點(diǎn) B17 Y13 X X 軸負(fù)行程 A17 Y4 CLAMP(夾松刀 ) B16 Y14 O T Rel 過行程解除 A16 Y5 M02/M30 B15 Y15 +Y Y 軸正行程 A15 Y6 NC? NC 異警 B14 Y16 Z Z 軸負(fù)行程 A14 Y7 Mfail B13 Y17 +4 第四軸正方向 A13 Y8 LuBe? 潤滑油異警 B12 Y18 F6 F6 功能 A12 Y9 F4 F4 功能 B11 Y19 O R I 主軸定位 A11 YA 刀臂正轉(zhuǎn) B10 Y1A SP CCW 主軸反轉(zhuǎn) A10 YB 刀臂反轉(zhuǎn) B09 Y1B SP STOP 主軸停止 A09 YC 4 第四軸負(fù)方向 B08 Y1C SP CW 主軸正轉(zhuǎn) A08 YD +Z Z 軸正方向 B07 Y1D S B K 單節(jié)程式執(zhí)行 A07 YE Y Y 軸負(fù)方向 B06 Y1E M01 選擇性停止 A06 YF 刀庫反轉(zhuǎn) B05 Y1F D R N 試運(yùn)轉(zhuǎn) A05 36 表 OUTPUT HR337(操作面板信號 ) 元件 信號簡稱 信號名稱 元件 信號簡稱 信號名稱 Y20 B D T 單節(jié)刪除 B20 A20 Y21 M L K 機(jī)器鎖固 B19 A19 Y22 Z LOOK Z 軸鎖固 B18 A18 Y23 A F L 輔助機(jī)能鎖固 B17 A17 Y24 F1 F1 功能 B16 A16 Y25 FEED HOID 暫停 B15 A15 Y26 CYCLE START 程式啟動 B14 A14 Y27 Spindl cool B13 A13 Y28 伺服強(qiáng)電 B12 A12 Y29 AUTO 冷卻水自動 B11 A11 Y2A MAN 冷卻水手動 B10 A10 Y2B AIR BLOW 氣壓 B09 A09 Y2C CHIP CVY 卷切削動作 B08 A08 Y2D MAG CW 刀庫正轉(zhuǎn) B07 A07 Y2E F2 F2 功能 B06 A06 Y2F F3 F3 功能 B05 A05 37 數(shù)控加工中心 PLC 控制 程序 設(shè)計(jì)步驟 梯形圖程序的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn) 在 數(shù)控加工中心的程序 。 信號流程圖 信號流程圖是根據(jù)數(shù)控機(jī)床 系統(tǒng)信息交換繪制而成，讓我們更直觀的了解數(shù)控機(jī)床內(nèi)部信息流向，如 圖 所示： 31 圖 信號流程圖 數(shù)控加工中心輸入輸出信號 地址 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出的硬件有基本 I/O 單元、遠(yuǎn)程 I/O 單元。 U、 V、 W 伺服電機(jī)輸出，連接到伺服電機(jī)電源端（ U、V、 W） 。其中伺服電源控制回路與 NC 電源是分開控制。通過他們之間的共同作用可以控制加工中心各個(gè)運(yùn)動部件和加工部件。 機(jī)械控制信號與基本 I/O 單元控制信號連接如圖 所示 ： 圖 控制信號連接 控制器與基本 I/O 單元 的 連接 控制器與基本 I\O 輸入輸出關(guān)系連接圖如圖 所示 ： 圖 控 制器與基本 I\O 輸入輸出單元連接圖 17 基本 I/O 單元伺服驅(qū)動單元的連接 基本 I/O 單元具有兩個(gè)伺服驅(qū)動的接口 SV1（ 1 系統(tǒng)）、 SV2（ 2 系統(tǒng)），在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中僅 使用了 SV1 接口，伺服驅(qū)動單元串聯(lián)連接于該插頭。控制器圖見圖 （ b） 所示： 12 圖 （ b） 控制器外型圖 注： ① HR171 卡 FG 端子 ② NCNO：通常設(shè)為 0 ③ SW2：通常為 ON ④ AUX2 接頭：通常不使用 ⑤ AUX1 接頭：接顯示器 ⑥ DC1N 直流 24V 電源接口 ⑦ EMG 急停信號輸入接口 ⑧ AUX1 顯示屏幕連接接口，與顯示屏幕的 CR02 連接 （ 2） 控制單元開關(guān)設(shè)定 NC SYS 設(shè)定見表 表 NC SYS 設(shè)定 設(shè)定 操作模式 內(nèi)容 0 正常系統(tǒng)執(zhí)行 系統(tǒng)動作時(shí) 1 PLC 停止 PLC 程式的停止 7 SRAM 全消除 B 系統(tǒng)版本更新 顯示 單元 顯示單元可以是 CRT 顯示也可以是 LCD 顯示，該系統(tǒng)采用的顯示單元是 ”color LCD 顯示器 FCU6DUN33+KB20/KB30，與 CRT 顯示相比較，畫面更清晰，色彩更新，可視性更突出。 （ 10）簡易式對話程序軟件。 10 （ b） 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn) （ 1）所有 M64S 系列控制器都標(biāo)準(zhǔn)配備了 RISC 64 位 CPU，具