【正文】 MELSEC 網(wǎng)絡(luò) CCLINK 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 M64S 數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng)具有一般通用數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ,分別由控制單元 /顯示單元、基本 I/O 單元、伺服驅(qū)動單元、伺服電機、遠程 I/O 單元、 RS232 等設(shè)備組成，如圖所示： 圖 (a) 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 三菱 M64S 數(shù)控數(shù)控系統(tǒng)的功能強大 ， 故當其用于加工中心時的各功能組件也很多，有些組 件在本次設(shè)計中并未遇到，所以在此次設(shè)計中可將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)稍作簡化，如圖 （ b）所示，每一個單元的安裝與連接在下面章節(jié)均有介紹。如果 PLC 本身帶有可使用電源時，應(yīng)核對提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計外接供電電源。在線編程方 式： CPU和編程器有各自的 CPU，主機 CPU 負責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進行調(diào)整。 1974 年，微處理器應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。 數(shù)控機床還配有各種輔助裝置，其作用是配合機床完成對工件的加工。也就是說，數(shù)控機床是一種采用計算機，利用數(shù)字信息進行控制的高效、能夠進行自動化加工的機床，它能夠按照機床規(guī)定的數(shù)字化代碼，把 各種機械位移量、工藝參數(shù)、輔助功能表示出來，經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)的邏輯處理和運算，發(fā)出各種控制指令，實現(xiàn)要求的機械動作，自動完成零件加工任務(wù)。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第一章 CNC 數(shù)控 系統(tǒng)概述 第一節(jié) CNC 數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)介紹 一、 CNC 數(shù)控基本概念 數(shù)控技術(shù) 數(shù)控技術(shù)是利用數(shù)字化的信息對機床運動及加工過程進行控制的一種方法。本 章針對數(shù)控技術(shù)、數(shù)控機床、數(shù)控系統(tǒng)的概念及發(fā)展情況做簡要的介紹 ,同時也簡要介紹關(guān)于 PLC選型的方法。隨著自動控制理論、電子技 術(shù)、計算機技術(shù)、精密測量技術(shù)和機械制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控 技術(shù)正朝 著高速度、高精度、智能化、開放型以及高可靠性等方向迅速發(fā)展。其形式可以是繼電器控制線路或可編程邏輯控制器 (PLC)。此時的小型計算機，其運算速度比以往的計算機有了大幅度的提高，比專用計算機成本低、可靠性提高。因此，合理選用 PLC，對于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標有著重要意義。 編程功能 離線編程方式： PLC 和編程器公用一個 CPU，編程器在編程模式時， CPU只為編程器提供服務(wù) ，不對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。 數(shù)控機床的核心是控制器，三菱公司推出了高質(zhì)量、高性價比的 CNC 系統(tǒng)，它提供了豐富 而先進的功能。 第四節(jié) 本章小結(jié) 本章主要介紹 CNC 數(shù)控系統(tǒng)的基本概念、組成和特點， 經(jīng)過對 PLC 選型方法的介紹，我選擇了三菱 M64S 作為此次立式加工中心設(shè)計的中心部分， 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng)是目前比較先進的控制系統(tǒng)， 同時我也列出了 三菱 M64S 的一些特點。 二、 主回路 /電氣控制回路圖 主電路 如圖 為數(shù)控加工中心主回路，圖中的幾個 電機為三相交流異步電機額定電壓是 380V，是依照數(shù)控加工中心 510 的機械結(jié)構(gòu)選擇的，在伺服部分，由于在本次畢業(yè)設(shè)計中選用的驅(qū)動以及進給電機和主軸電機是日本三菱公司 生 產(chǎn)的，所以其額定電壓為三相 220V 交流，故 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電部分中各電器功率之和的 倍。我將控制面板上的一些輸入信號地址規(guī)定如下表。能夠靈活對應(yīng)各種語言、大幅度提高了編程效率。如果選擇“設(shè)置工程名”，即可將工程名輸入后，就可將指定的文件保存在此工程中，如圖 所示： 圖 新建工程界面 如圖 所示為 GX Developer 編程軟件的操作界面，該操作界面大致由下拉菜單、工具條、編程區(qū)、工程數(shù)據(jù)列表、狀態(tài)條等 組 成 。這種倍率選擇法與代碼法比起來 主要的好處是倍率可以在 0%～ 200%范圍之間，增量為 1%。） DDB Y 在主程序的標題處開始傳輸 在高速處理程序的標題處開始傳輸 （ 毫秒 一次） 毫秒一次 （掃描時間程序大小而定） 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 第二節(jié) 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、遠程 I/O 單元。其內(nèi)部軟件設(shè)計主要是PLC 程序和各個 NC 參數(shù)的設(shè)定。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 （ 8）緩沖區(qū)修正機能擴展，可對應(yīng) HPS/計算機鏈接 B/DNC/記憶 /MDI 等模式?？紤]經(jīng)濟性時，應(yīng)同時考慮應(yīng)用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。處理速度與用戶程序的長度、 CPU 處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算?？傊?，計算機數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。 加工中心具有 精度 高、定位準確 、 多工種加工、 對重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 操作者的技術(shù)要求低、能適應(yīng)中、小批量結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高的加工、對工時估算容易、生產(chǎn)精度掌握容易。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現(xiàn)；后者稱為 CNC 裝置，其數(shù)控功能有硬件和軟件共同實現(xiàn)。這種技術(shù)用計算機按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的控制功能。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 設(shè)計（論文）題目： 基于立式加工中心的數(shù)控設(shè)計 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 數(shù)控技術(shù)作為現(xiàn)代 制造業(yè)的 核心技術(shù)之一 ， 在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，在機械制造行業(yè)當中，數(shù)控加工中心由于可以以較高的精度實現(xiàn)多工種加工已經(jīng)成為現(xiàn)代機械制造業(yè)中不可缺少的加工設(shè)備。 如今 ，數(shù)控技術(shù)也叫計算機數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。 其形式可以是由數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的專用硬件數(shù)控裝置或計算機數(shù)控裝置。在這 50年里，它沒有被社會發(fā)展所 淘汰，證明 它有許多優(yōu)點，而且它的優(yōu)點是無可取代的。同時數(shù)控機床還向小型化發(fā)展。大多數(shù)應(yīng)用場合，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能， 有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和 PID 運算等。從實時性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，則 PLC 將掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的丟失。 六、 經(jīng)濟性的考慮 選擇 PLC 時，應(yīng)考慮性能價格比。 （ 6）坐標顯示轉(zhuǎn)換可自由切換（程序值顯示或手動插入量顯示切換） （ 7）標準內(nèi)藏波形顯示功能，工件位置坐標及中心點測量功能?；?I\O 單元主要是 NC 系統(tǒng)與操作面板機床纖維開關(guān)，指示燈等之間信號的傳輸。 二、 信號流程圖 信號流程圖是根據(jù)數(shù)控機床系統(tǒng)信息交換繪制而成， 它 讓我們 可以 更直觀的了解數(shù)控機床內(nèi)部信息 的 流向，如圖 所示： 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 Y Y 圖 信號流程圖 X X X 梯形圖 在控制器中輸入的信號 ………… .. 輸出 控制器 控制器內(nèi)信號 PLC 控制器和機器的輸入 /輸出信號（ X,Y） 主程序 高速程序 機器 /機器操作面板 ………………… 機器的輸入 /輸出信號（ X,Y） 內(nèi)部繼電器、鎖存寄存器等（ M、 F、L。在這里我們是用的文件寄存器法。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 三、 GX Developer 軟件的編程操作說明 在新建一個 GX Developer 工程時，要選擇“ PLC 系列”，“ PLC 類型”，“程序類型”后單擊“確定”即可。 一、 GX Developer 軟件的 安裝 在 PC 上安裝此軟件，建議使用 Version 4（ SW4D5C_GPPW） 或最 新的版本。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 表 HR337 INPUT DI1 （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 X0 MODE SELECT(A) B20 X10 F5 F5 功能 A20 X1 MODE SELECT(F) B19 X11 +X X 軸正方向 A19 X2 MODE SELECT(B) B18 X12 保留 A18 X3 RAPID TRAVERSE(A) B17 X13 X X 軸負方向 A17 X4 RAPID TRAVERSE(F) B16 X14 O T REL 過行程解除 A16 X5 SPINDL OVERRIDE(A) B15 X15 +Y Y 軸正方向 A15 X6 SPINDL OVERRIDE(F) B14 X16 Z Z 軸負方向 A14 X7 SPINDL OVERRIDE(B) B13 X17 +4 第四軸 正方向 A13 X8 MST NCRESET系統(tǒng)使用 B12 X18 F6 F6 功能 A12 X9 FEEDRATEOVERRI(A) B11 X19 O R I 主軸定位 A11 XA FEEDRATEOVERRI(F) B10 X1A SP CCW 主軸反轉(zhuǎn) A10 XB FEEDRATEOVERRI(B) B09 X1B SP STOP 主軸停止 A09 XC FEEDRATEOVERRI(E) B08 X1C SP CW 主軸正轉(zhuǎn) A08 XD 4 第四軸負方向 B07 X1D S B K 單節(jié)程式執(zhí)行 A07 XE +Z Z 軸正方向 B06 X1E M01 選擇性停止 A06 XF Y Y 軸負方向 B05 X1F D R N 試運轉(zhuǎn) A05 注：機床鎖定通過接通“機床鎖定”信號加到所有軸 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 表 HR337 INPUT DI2 (機床輸入信號 ) 元件 信號簡稱 信號名稱 元件 信號簡稱 信號名稱 X20 B D T 單節(jié)刪除 B20 X30 F4 F4 功能 A20 X21 M L K 機器鎖固 B19 X31 保留 A19 X22 Z LOOK Z 軸鎖固 B18 X32 保留 A18 X23 A F L 輔助機能鎖固 B17 X33 保留 A17 X24 F1 F1 功能 B16 X34 保留 A16 X25 FEED HOID 暫停 B15 X35 保留 A15 X26 CYCLE START 程式啟動 B14 X36 保留 A14 X27 保留 B13 X37 保留 A13 X28 OFF/ON EDIT 鑰匙 B12 X38 保留 A12 X29 AUTO 冷卻水自動 B11 X39 保留 A11 X2A MAN 冷卻水手動 B10 X3A 保留 A10 X2B AIR BLOW 氣壓 B09 X3B 保留 A09 X2C CHIP CVY 卷切削動作 B08 X3C 保留 A08 X2D MAG CW 刀庫正轉(zhuǎn) B07 X3D 保留 A07 X2E F2 F2 功能 B06 X3E 保留 A06 X2F F3 F3 功能 B05 X3F 急停 急停 A05 注：行程極限的地址基本固定 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 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 B20 Y10 F5 F5 功能 A20 Y1 Y 軸歸原點 B19 Y11 +X X 軸