【正文】 令語(yǔ)句的操作碼，而 、 、 等為操作數(shù)。最后鍵人 I/O 以進(jìn)行調(diào)試。 表 21 PLC 的規(guī)模分類(lèi) 評(píng)價(jià)指標(biāo)PLC規(guī)模I/O 點(diǎn)數(shù)(二者總點(diǎn)數(shù))程序存儲(chǔ)容量小型PLC128點(diǎn)以下1KB以下中型PLC128～512 點(diǎn)1～4KB大型PLC512點(diǎn)以上4KB以上一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控車(chē)床、銑床、加工中心等單機(jī)數(shù)控設(shè)備所需I/O 點(diǎn)數(shù)多在128 點(diǎn)以下，少數(shù)復(fù)雜設(shè)備在128 點(diǎn)以上。國(guó)內(nèi)常見(jiàn)外國(guó)公司生產(chǎn)的帶有內(nèi)裝型PLC 的系統(tǒng)有：FANUC 公司的FS—0(PMC—L/M)、FS—0 Mate(PMC—L/M)、FS—3(PLC—D)、FS—6(PLC—A、PLC—B)、FS—10/11(PMC—1)、FS—15(PMC—N)，SIEMENS 公司的SINUMERIK 8SINUMERIK 820，AB公司的8200、8400、8600 等。 機(jī)床控制程序的設(shè)計(jì)流程圖，估算出所要求的PLC的存貯器的容量。寫(xiě)入順序程序有好幾種方法，如用編程器鍵盤(pán)寫(xiě)入，用紙帶閱讀機(jī)讀入穿有順序程序的紙帶內(nèi)容等。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。（4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。刀架進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用雙速電動(dòng)機(jī)。其I/ O 分配如表31 所示，PLC 外圍接線圖如圖32 所示。d：垂直刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。（3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它可以充分發(fā)揮PLC 高可靠性、高抗干擾的特點(diǎn)，壽命長(zhǎng)、維修量少、查找外部線路簡(jiǎn)單。根據(jù)PLC所指定的表達(dá)方式和對(duì)機(jī)床的控制要求，制作順序控制圖（梯形圖）。國(guó)外有些數(shù)控機(jī)床制造廠家，或是為了展示自己長(zhǎng)期形成的技術(shù)特色，或是為了對(duì)某些技術(shù)絕竅進(jìn)行保密，或純粹是因管理上的需要，在購(gòu)進(jìn)的CNC系統(tǒng)中，舍棄了PLC 功能，而采用外購(gòu)或自行開(kāi)發(fā)的獨(dú)立型PLC 作控制器，這種情況在從日本、歐美引進(jìn)的數(shù)控機(jī)床中屢見(jiàn)不鮮。(3) 在系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)上，內(nèi)裝型PLC 可與CNC 系統(tǒng)共用CPU，也可以單獨(dú)使用一個(gè)CPU；硬件控制電路可與CNC 系統(tǒng)其他電路制作在同一塊印制電路板上，也可以單獨(dú)制成一塊附加板，當(dāng)CNC 裝置需要附加PLC 功能時(shí)，再將此附加板插裝到CNC 裝置上，內(nèi)裝PLC 一般不單獨(dú)配置I/O 接口電路，而是使用CNC 系統(tǒng)本身的I/O電路。 . PLC的規(guī)模和幾種常用名稱(chēng) 在實(shí)際運(yùn)用中，當(dāng)需要對(duì)PLC 的規(guī)模作出評(píng)價(jià)時(shí)，較為普遍的做法是將I/O 點(diǎn)數(shù)的多少或者程序存儲(chǔ)器容量(字?jǐn)?shù))的大小作為評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，把PLC 分為小型、中型和大型(或小規(guī)模、中規(guī)模和大規(guī)模)3 類(lèi)，見(jiàn)表21。掃描從 0000H 地址所存的第一條用戶程序開(kāi)始，順序進(jìn)行，直到存儲(chǔ)器結(jié)尾或用戶程序占有的最后一個(gè)地址為止，形成一個(gè)掃描循環(huán)，周而復(fù)始。圖 接點(diǎn)梯形圖(2)語(yǔ)句表語(yǔ)句表也稱(chēng)指令表 (IL,Instruction List) ，或叫指令表語(yǔ)言。它經(jīng)過(guò)接口與CPU 聯(lián)系，完成人機(jī)對(duì)話。存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)存)，用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或程序。運(yùn)行中無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲，且具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可以在環(huán)境較差(如：粉塵、高溫、潮濕等)的條件下穩(wěn)定、可靠地工作。當(dāng)機(jī)床受控對(duì)象較多，或控制動(dòng)作順序較復(fù)雜時(shí)，需要采用大量的器件，因而整個(gè)RLC 體積龐大，功耗高，可靠性差等。(3) 處理速度提高，使每個(gè)點(diǎn)的平均處理時(shí)間從10 μm左右減少到1 μm以內(nèi)。位置控制可由軟件完成，也可由硬件完成。編譯過(guò)程中還要進(jìn)行語(yǔ)法檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤立即報(bào)警。有的CNC系統(tǒng)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程通信診斷。它用M 指令代碼表示。對(duì)于回轉(zhuǎn)軸，以每分鐘進(jìn)給的角度指定刀具的進(jìn)給速度。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型、用途、檔次的不同，CNC 系統(tǒng)的功能有很大差別，下面介紹其主要功能。（3）數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床采用了自動(dòng)加工方式，避免了加工過(guò)程中的人為干擾 改變加工零件只需要新編制（更換）程序，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同零件的加工 ，勞動(dòng)強(qiáng)度低 數(shù)控機(jī)床對(duì)零件的加工是根據(jù)事先編好的程序自動(dòng)完成的。由于采用高分辨率的測(cè)量元件，如脈沖編碼器，因此可以獲得比較滿意的精度與速度。 (2) 金屬成型類(lèi)數(shù)控機(jī)床這類(lèi)數(shù)控機(jī)床如數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控沖床等。逐點(diǎn)比較法的基本原理是：數(shù)控系統(tǒng)在控制加工過(guò)程中，逐點(diǎn)計(jì)算和判別加工誤差，與規(guī)定的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行比較，由比較結(jié)果決定下一步的移動(dòng)方向。它實(shí)質(zhì)上是根據(jù)有限的信息完成“數(shù)據(jù)密化”的工作。由于數(shù)控機(jī)床是按預(yù)先編制的程序自動(dòng)進(jìn)行加工的，因而數(shù)控機(jī)床所用刀具的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化以及編程前刀具的選用和加工前刀具的預(yù)調(diào)等都很重要。 (6) 機(jī)床的機(jī)械部件與傳統(tǒng)的普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件有如下幾個(gè)特點(diǎn)：1) 采用了高性能的主軸及進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置，機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，傳動(dòng)鏈較短。對(duì)于幾何形狀比較簡(jiǎn)單的零件，程序段不多，可以采用手工編程；對(duì)于比較復(fù)雜特別是空間曲面零件，由于手工編程繁瑣而費(fèi)時(shí)，且易出錯(cuò)，需采用自動(dòng)編程的方法。 　 這臺(tái)機(jī)床是一臺(tái)試驗(yàn)性機(jī)床，到了1954年11月，在派爾遜斯專(zhuān)利的基礎(chǔ)上，第一臺(tái)工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國(guó)本迪克斯公司（BendixCooperation）正式生產(chǎn)出來(lái)。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目 數(shù)控機(jī)床的PLC設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱(chēng) 電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 孫凌翔 職 稱(chēng) 副 教 授 班 級(jí) 自動(dòng)化06級(jí)3班 學(xué) 號(hào) 20064460316 學(xué)生姓名 譚 淳 效 2010年05月25 日數(shù)控機(jī)床的PLC設(shè)計(jì)摘要：隨著信息化產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的功能日趨完善，數(shù)控機(jī)床取代普通機(jī)床已是一種必然的趨勢(shì)，隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，而可編程控制器(PLC)因其具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高；硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)；編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)等顯著特點(diǎn)，已成為人們的首要選擇。 在此以后，從1960年開(kāi)始，其他一些工業(yè)國(guó)家，如德國(guó)、日本都陸續(xù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。 (2) 輸入裝置輸入裝置的作用是將程序載體上的數(shù)控代碼信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖信號(hào)并傳送至數(shù)控裝置的存儲(chǔ)器。2) 機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的動(dòng)態(tài)特性、動(dòng)態(tài)剛度、阻尼剛度、耐磨性以及抗熱變形性能。此外，自動(dòng)換刀系統(tǒng)還應(yīng)滿足換刀時(shí)間短、刀具重復(fù)定位精度高、足夠的刀具儲(chǔ)存量、刀庫(kù)占地面積小以及安全可靠等要求。可將插補(bǔ)定義為：插補(bǔ)就是根據(jù)給定進(jìn)給速度和給定輪廓線形的要求，在輪廓的已知點(diǎn)之間計(jì)算中間點(diǎn)的方法。這種算法的特點(diǎn)是：運(yùn)算直觀，插補(bǔ)誤差小于一個(gè)脈沖當(dāng)量，輸出脈沖均勻，而且輸出脈沖的速度變化小，調(diào)節(jié)方便。(3) 數(shù)控特種加工及其他類(lèi)型機(jī)床這類(lèi)數(shù)控機(jī)床如數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、數(shù)控電火花加工機(jī)床等。半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床可以獲得比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)更高的精度，但由于機(jī)械傳動(dòng)鏈的誤差無(wú)法得到消除或校正，因此它的位移精度比閉環(huán)系統(tǒng)的要低。在正常加工過(guò)程中，操作者只要進(jìn)行極為簡(jiǎn)單的操作，即可完成零件的自動(dòng)加工，不需要進(jìn)行繁雜的重復(fù)性手工操作，操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度可大為減少。介紹了數(shù)控機(jī)床擁有加工精度高，機(jī)床柔性高，自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)率高，經(jīng)濟(jì)效益良好，有利于現(xiàn)代化管理等特點(diǎn)。1) 控制功能CNC 系統(tǒng)能控制的軸數(shù)和能同時(shí)控制(聯(lián)動(dòng))的軸數(shù)是其主要性能之一。(2) 同步進(jìn)給速度?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般用PLC 控制。11) 通信功能為了適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)(FMS)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的需求，CNC 裝置通常具有RS232C通信接口，有的還備有DNC接口。3) 刀具補(bǔ)償?shù)毒哐a(bǔ)償包括刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。在位置控制中通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償?shù)?，以提高機(jī)床的定位精度。(4) 編程容量增大，從幾KB 增大到幾十KB，甚至上百KB。由于RLC 存在上述缺點(diǎn)，因此只能用于一般的工業(yè)設(shè)備和數(shù)控車(chē)床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床等控制邏輯較為簡(jiǎn)單的數(shù)控機(jī)床。(6) PLC結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，容易裝入機(jī)床內(nèi)部或電氣箱內(nèi)，便于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的機(jī)電一體化。它包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。編程器分簡(jiǎn)易型和智能型兩種。用指令語(yǔ)句編程時(shí)，要理解每條指令的功能和用法。每掃描一次， CPU 進(jìn)行輸入點(diǎn)的狀態(tài)采集、用戶程序的邏輯解算、相應(yīng)輸出狀態(tài)的更新和 I/O 執(zhí)行。 程序存儲(chǔ)器容量的大小決定存儲(chǔ)用戶程序的步數(shù)或語(yǔ)句條數(shù)的多少。PLC控制電路及部分I/O 電路(一般為輸入電路)所用電源由CNC 裝置提供，不需另備電源。國(guó)內(nèi)已引進(jìn)應(yīng)用的獨(dú)立型PLC 有：SIEMENS 公司的SIMATI C S5 系列產(chǎn)品，AB公司的PLC 系列產(chǎn)品，F(xiàn)ANUC公司的PMC—J 等。用PLC 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行邏輯控制和變速位置的數(shù)據(jù)處理，較好地實(shí)現(xiàn)了原工藝要求，簡(jiǎn)化了線路，提高了可靠性和機(jī)床的運(yùn)行率。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。刀架進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用雙速電動(dòng)機(jī)。表31 　輸入、輸出信號(hào)及其地址編號(hào)表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)功能編號(hào)名稱(chēng)功能編號(hào)SB1總停與油泵停止按鈕X0KM1油泵啟動(dòng)接觸器Y0SB2油泵啟動(dòng)按鈕X1KM2主軸工作接觸器Y1SB3主軸（工作臺(tái)）停止按鈕X2KM3主軸△運(yùn)行接觸器Y2SB4主軸（工作臺(tái)）啟動(dòng)按鈕X3KM4主軸Y 運(yùn)行接觸器Y3SB5主軸（工作臺(tái)）點(diǎn)動(dòng)按鈕X4KM5主軸制動(dòng)接觸器Y4SB6主軸（工作臺(tái)）變速按鈕X5KM6垂直刀架快移接觸器Y5SB7垂直刀架快移按鈕X6KM7垂直刀架進(jìn)給一速接觸器Y6SB8垂直刀架進(jìn)給停止按鈕X7KM8垂直刀架進(jìn)給二速接觸器Y7SB9垂直刀架進(jìn)給啟動(dòng)按鈕X10KM9垂直刀架進(jìn)給二速接觸器Y10SB10側(cè)刀架快移按鈕X11KM10垂直刀架向上運(yùn)動(dòng)接觸器Y11SB11側(cè)刀架進(jìn)給停止按鈕X12KM11垂直刀架向下運(yùn)動(dòng)接觸器Y12SB12側(cè)刀架進(jìn)給啟動(dòng)按鈕X13KM12側(cè)刀架快移接觸器Y13SB13橫梁上升按鈕X14KM13側(cè)刀架進(jìn)給一速接觸器Y14SB14橫梁下降按鈕X15KM14側(cè)刀架進(jìn)給二速接觸器Y15SQ1主軸變速行程開(kāi)關(guān)X16KM15側(cè)刀架進(jìn)給二速接觸器Y16SQ2垂直刀架左限位行程開(kāi)關(guān)X17KM16側(cè)刀架向上運(yùn)動(dòng)接觸器Y17SQ3側(cè)刀架上限位行程開(kāi)關(guān)X20KM17側(cè)刀架向下運(yùn)動(dòng)接觸器Y20SQ4橫梁放松行程開(kāi)關(guān)X21KM18橫梁向上運(yùn)動(dòng)接觸器Y21SQ5橫梁上限位行程開(kāi)關(guān)X22KM19橫梁向下運(yùn)動(dòng)接觸器Y22SQ6橫梁下限位行程開(kāi)關(guān)X23KA1垂直刀架進(jìn)給離合器Y23SA11垂直刀架一速轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)X24KA2垂直刀架垂直運(yùn)動(dòng)離合器Y24SA12垂直刀架二速轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)X25KA3垂直刀架水平制動(dòng)離合器Y25SA21垂直刀架向上運(yùn)動(dòng)十字開(kāi)關(guān)X26KA4垂直刀架垂直制動(dòng)離合器Y26SA22。f：側(cè)刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。其主要優(yōu)點(diǎn)如下所示：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。注意：從機(jī)床直接送至NC的信號(hào)線也應(yīng)包括在從機(jī)床到PLC的輸入線的數(shù)目中。如：梯形圖編輯和傳送功能，在CNC 系統(tǒng)內(nèi)部直接處理NC 窗口的大量信息等。當(dāng)I/O 點(diǎn)數(shù)增加時(shí)，順序程序處理的信息量增大，程序加長(zhǎng)，因而需加大程序存儲(chǔ)器的容量。然后 CPU 對(duì)自身的硬件進(jìn)行快速自檢，并對(duì)監(jiān)視掃描用定時(shí)器進(jìn)行復(fù)位。操作碼表示功能類(lèi)型，操作數(shù)表示到哪里去操作，它由地址碼和參數(shù)組成。智能型編程器既可在線編程又可離線編程，還可以不與PLC 連接而直接插到現(xiàn)場(chǎng)控制站的相應(yīng)接口的方式進(jìn)行編程。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序和各種系統(tǒng)參數(shù)等，一般使用EPROM；用戶程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放用戶編制的梯形圖等程序，一般使用RAM，若程序不經(jīng)常修改，也可寫(xiě)入到EPROM 中；存儲(chǔ)器的容量以字節(jié)為單位?，F(xiàn)在PLC 已成為數(shù)控機(jī)床的一種基本的控制裝置。(1) PLC是由計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)化而來(lái)的。(6) 增加通信與聯(lián)網(wǎng)功能，多臺(tái)PLC 之間能互相通信，互相交換數(shù)據(jù)，PLC 還可以與上位計(jì)算機(jī)通信，接受計(jì)算機(jī)的命令，并將執(zhí)行結(jié)果告訴計(jì)算機(jī)。其作用一方面是將機(jī)床運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的有關(guān)參數(shù)輸入到CNC 系統(tǒng)中；另一方面是將CNC 系統(tǒng)的輸出命令(如換刀、主軸變速換擋、加切削液等)變?yōu)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的控制。程序輸入和刀具參數(shù)輸入分別進(jìn)行。12) 人機(jī)交互圖形編程功能為了進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的編程效率，對(duì)于數(shù)控程序的編制，特別是較為復(fù)雜零件的數(shù)控程