【正文】 件圖樣的要求。全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)一般應(yīng)用于高精度和超高精度數(shù)控機(jī)床中，如圖 所 示： 圖 全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)原理圖 （ 3） 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 這類數(shù)控系統(tǒng)也帶有檢測反饋裝置，但檢測元件被安裝在電動(dòng)機(jī)軸或絲杠軸端處，通過角位移的測量間接計(jì)算出機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置（直線位移），并將其與數(shù)控裝置計(jì)算出的指令位置（或位移）相比較， 5 用差值進(jìn)行控制。采用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為32 位以上控制器，機(jī)床的進(jìn)給大多采用交流伺服驅(qū)動(dòng)，除了一般數(shù)控系統(tǒng)的功能外，應(yīng)該至少能實(shí)現(xiàn) 5 軸或 5 軸以上的聯(lián)動(dòng)控制，最小進(jìn)給分辨率為 ，最大快速移動(dòng)速度可以達(dá)到 100m/min 或更高，具有三維動(dòng)畫圖形功能和宜人的圖形用戶界面，同時(shí)具有豐富的刀具管理功能、寬調(diào)速主 6 軸系統(tǒng)、多功能智能化監(jiān)控系統(tǒng)和面向用戶的宏程序功能，還有很強(qiáng)的職能診斷和智能工藝數(shù)據(jù)庫，能實(shí)現(xiàn)加工條件的自動(dòng)設(shè) 定，并能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)和通信。 計(jì)算機(jī)數(shù)控（ CNC）階段（ 1970 年 至今） 1970 年研制成功了大規(guī)模集成電路，并將其用于通用小 型計(jì)算機(jī)。 未來的發(fā)展 7 當(dāng)今的計(jì)算機(jī)業(yè)的高速發(fā)展，并且計(jì)算機(jī)業(yè)已經(jīng)基本成熟，所以數(shù)控系統(tǒng)還是以 PC 為基礎(chǔ)，開發(fā)以 PC 為基礎(chǔ)的控制器，這種控制器可以將數(shù)控系統(tǒng)與 PC 直接連接，這樣可以直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，大大提高了控制器的能力，還將降低控制器的成本。 數(shù)控機(jī)床的核心是控制器，三菱公司推出了高質(zhì)量、高性價(jià)比的 CNC系統(tǒng)，它提供了豐富而先進(jìn)的功能。 （ 5）可對應(yīng)內(nèi)含以太網(wǎng)絡(luò)和 IC 卡界面，即使在程序運(yùn)轉(zhuǎn)中，所有內(nèi)藏資料都可以傳輸對立。 11 第二章 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng)硬件 組成 在本 次 畢業(yè)設(shè)計(jì)中 所用的 三菱 M64S 數(shù)控 系統(tǒng)的配置 是標(biāo)準(zhǔn)配置，包括插口與配線，這為我 畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究 提供 了方便。 5%，波紋 200MV MAX，輸出電源 3A。 數(shù)控加工中心設(shè)計(jì) 概述 數(shù)控加工中心擁有較為復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，它需要多個(gè) 電機(jī)來完成其相應(yīng)的功能，比如：刀臂電機(jī)、刀庫電機(jī)、切削液電機(jī)、主軸冷卻液電機(jī)、排屑電機(jī)以及主軸和進(jìn)給軸的伺服電機(jī)等。其內(nèi)部軟件設(shè)計(jì)主要是 PLC 程序和各個(gè) NC 參數(shù)的設(shè)定。例如：刀庫正轉(zhuǎn)信號(hào) Y2D， 當(dāng) 其 有信號(hào)輸出時(shí)，其下面所 連 接的繼電器線圈 KA4通電且二極管作為 指示燈發(fā)光，圖 觸點(diǎn)閉合，接觸器線圈 KM4通電 ，所以主電路（圖 ）中接觸器 KM4主觸點(diǎn)接通倒庫電機(jī)正轉(zhuǎn)。從信號(hào)流程圖可 以看出，一臺(tái)數(shù)控加工中心 內(nèi)部信號(hào)的交換大體可以劃分三部分，即控制器、機(jī)器 /機(jī)器操作面板、可編程邏輯控制器 (PLC)。 在設(shè)計(jì)中我所使用的控制面板如圖 所示 ： 圖 控 制面板 至于 CNC 到 PLC 的信號(hào)和 PLC 到 CNC 的信號(hào)，由于信號(hào)都是固定，工程人員一般是不可以開發(fā)的。我將控制面板上的一些輸入信號(hào)地址規(guī)定如下表。機(jī)器 /機(jī)器操作面板與可編程邏輯控制器的信號(hào)只有 X、 Y 信號(hào)，即一些開關(guān)量的輸入輸出信號(hào)，這些信號(hào)要通過工程人員的開發(fā)實(shí)現(xiàn)某種功能 。 在數(shù)控加工中心中的三個(gè)進(jìn)給軸由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，一定要有相應(yīng)的限位開關(guān)，每個(gè)軸在正負(fù)方向上都是需要的，所以在這里我有限位開關(guān) SQXSQX SQY SQY SQZ SQZ2來表示，當(dāng)加工中心運(yùn)行范圍超過這幾個(gè)限位開關(guān)時(shí)，其常閉開關(guān)打開，繼電器 KA9線圈停止通電，其常開觸點(diǎn) 閉合，相應(yīng)的伺服強(qiáng)電部分停止運(yùn)作，在將加工中心做相應(yīng)的調(diào)整之后要解除超程，按鈕 SB2可完成這一功能。 電氣控制回路部分控制電壓 220V 由電源直接供電。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中是基于數(shù)控加工中心 510 來進(jìn)行的，所以進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)使用 MDSBSPJ237，進(jìn)給軸電機(jī) X、 Y 軸使用型號(hào) 為 HC152TA47 的伺服電機(jī)， Z 軸使用型號(hào)為HC152BTA47 與其他兩進(jìn)給軸之間的區(qū)別在于有包閘功能 ,主軸 驅(qū)動(dòng)單元型號(hào)為 MDSBSPJ237，主軸電機(jī)型號(hào) 。每一臺(tái)控制單元須有 1 臺(tái)基本 I/O 單元相配套，遠(yuǎn)程 I\O 的使用視實(shí)際情況的需要進(jìn)行取舍，連接基本 I/O 單元或控制單元除 DI/DO 功能，也可以進(jìn)行模擬輸入和模擬輸出。 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng) NC 單元 控制 及顯示單元 控制單元 控制單元是數(shù)控系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)與顯示單元、鍵盤單元、基本 I/O單元、手動(dòng)脈沖發(fā)生器、 RS232 儀器等設(shè)備的信息進(jìn)行交換和處理。 （ 8）緩沖區(qū)修正機(jī)能擴(kuò)展，可對應(yīng) HPS/計(jì)算機(jī)鏈接 B/DNC/記憶 /MDI等 模式。 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng)簡介 數(shù)控加工中心結(jié)構(gòu) 數(shù)控加工中心的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示 ： 8 圖 數(shù)控加工中心電氣組成結(jié)構(gòu)框圖 由圖 結(jié)構(gòu)框圖可知，加工中心電氣組成分別由 CNC 數(shù)控系統(tǒng)，進(jìn)給伺服軸，主軸及其他軸電力電器、電機(jī)等組成。同時(shí)數(shù)控機(jī)床還向小型化發(fā)展。于是，小型計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，數(shù)控機(jī)床進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控（ CNC） 階段。在這 50 年里，它沒有被社會(huì)發(fā)展所陶汰，證明著它有許多優(yōu)點(diǎn)，而且它的優(yōu)點(diǎn)是無可取代的。但半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)環(huán)路短，剛性好，調(diào)試方便，容易獲得比較穩(wěn)定的控制特性，因此這種半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 被實(shí)際生產(chǎn)所廣泛使用，如圖 所示： 圖 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)原理圖 按數(shù)控機(jī)床功能水平分類 （ 1）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)又稱簡易數(shù)控系統(tǒng)。 按數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)分 類 （ 1） 開環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 4 這類數(shù)控系統(tǒng)不帶檢測裝置，也沒有反饋電路，一般以步進(jìn)電機(jī)或電液脈沖馬達(dá)作為執(zhí)行元件。但是為了提高加工效率，一般要求運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短；為了保證定位精度，常常要求運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)速度是 “ 先快后慢 ” ，即先以快速移動(dòng)接近目標(biāo)點(diǎn)，再以低速趨近并準(zhǔn)確 定位。與傳統(tǒng)的普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床本體的外部造型、整體布局、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)及操作機(jī)構(gòu)等 方面都應(yīng)該符合數(shù)控的要求。前者稱為硬件數(shù)控裝置，或 NC 裝置，其數(shù)控功能有硬件邏輯電路實(shí)現(xiàn)；后者稱為 CNC 裝置，其數(shù)控功能有硬件和軟件共同實(shí)現(xiàn)。國際信息處理聯(lián)盟（ International Federation Of Information Processing） 第五技術(shù)委員會(huì)對數(shù)控機(jī)床作出如下定義：數(shù)控機(jī)床是一個(gè)裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能夠邏輯的處理具有使用代碼，或其他 符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。 PLC control procedures V 目 錄 第一章 緒論 ....................................................................................... 1 概述 ...................................................................................................................1 CNC 數(shù)控基本概念 .................................................................................1 數(shù)控加工中心的組成 ..............................................................................1 數(shù)控系統(tǒng)的分類 ......................................................................................3 數(shù)控加工中心 的優(yōu)缺點(diǎn) ..........................................................................6 數(shù)控技術(shù)發(fā)展回顧及未來發(fā)展趨勢 ......................................................6 數(shù)控系統(tǒng)介紹 ....................................................................................................7 三菱數(shù)控產(chǎn)品簡介 ..................................................................................7 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng)簡介 ......................................................................7 第二章 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng) 硬件 組成 ............................................. 11 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng) NC 單元 ..................................................................... 11 控制 及顯示 單元 .................................................................................... 11 開關(guān)電源 及 急停按鈕配線 .....................................................................13 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng) 基本 I/O 單元 ..........................................................14 第三章 數(shù)控加工中心電氣原理圖 設(shè)計(jì) ............................................. 21 數(shù)控加工中心設(shè)計(jì) 概述 .................................................................................21 數(shù)控加工中心主回路 /電氣控制回路 ...........................................................23 主回路 /電器控制回路簡述 ................................................................23 主回路 /電器控制回路圖 ....................................................................23 數(shù)控加工中心伺服電路設(shè)計(jì) .........................................................................28 數(shù)控加工中心 電氣接口 圖 .............................................................................29 第四章 數(shù)控加工中心 PLC 控制 程序設(shè)計(jì) ......................................... 30 三菱數(shù)控系統(tǒng)軟將配置 .................................................................................30 信號(hào)流程簡述 ......................................................................................30 信號(hào)流程圖 ..........................................................................................30 數(shù)控加工中心輸入輸出信號(hào) 地址 .................................................................31 數(shù)控加工中心 PLC 控制 程序設(shè)計(jì)步驟 .......................................................37 數(shù)控加工中心 PLC 控制程序 說明 ...............................................................37 加工中心方式選擇 ..............................................................................37 加工中心定時(shí)器程序 ...........................