【正文】 MELSEC 網(wǎng)絡(luò) CCLINK 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(dòng)單元、伺服電機(jī)、遠(yuǎn)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(jì)（論文） 12 三菱 M64S 數(shù)控?cái)?shù)控系統(tǒng)的功能強(qiáng)大 ， 故當(dāng)其用于加工中心時(shí)的各功能組件也很多，有些組 件在本次設(shè)計(jì)中并未遇到，所以在此次設(shè)計(jì)中可將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)稍作簡化，如圖 （ b）所示，每一個(gè)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(shí)，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(jì)外接供電電源。在線編程方 式： CPU和編程器有各自的 CPU，主機(jī) CPU 負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)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(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點(diǎn)，對輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行調(diào)整。 1974 年，微處理器應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。 數(shù)控機(jī)床還配有各種輔助裝置，其作用是配合機(jī)床完成對工件的加工。也就是說，數(shù)控機(jī)床是一種采用計(jì)算機(jī)，利用數(shù)字信息進(jìn)行控制的高效、能夠進(jìn)行自動(dòng)化加工的機(jī)床，它能夠按照機(jī)床規(guī)定的數(shù)字化代碼，把 各種機(jī)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(yùn)算，發(fā)出各種控制指令，實(shí)現(xiàn)要求的機(jī)械動(dòng)作，自動(dòng)完成零件加工任務(wù)。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。本 章針對數(shù)控技術(shù)、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)的概念及發(fā)展情況做簡要的介紹 ,同時(shí)也簡要介紹關(guān)于 PLC選型的方法。隨著自動(dòng)控制理論、電子技 術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密測量技術(shù)和機(jī)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(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。因此，合理選用 PLC，對于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)， CPU只為編程器提供服務(wù) ，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)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(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長等特點(diǎn)；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(fù)荷場合，但價(jià)格較貴，過載能力較差。 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。 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(diǎn)， 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(jì)的中心部分， 三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng)是目前比較先進(jìn)的控制系統(tǒng)， 同時(shí)我也列出了 三菱 M64S 的一些特點(diǎn)。 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(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(dòng)以及進(jìn)給電機(jī)和主軸電機(jī)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(qiáng)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(hào)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(biāo)題處開始傳輸 在高速處理程序的標(biāo)題處開始傳輸 （ 毫秒 一次） 毫秒一次 （掃描時(shí)間程序大小而定） 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第二節(jié) 數(shù)控加工中心輸入輸出信號(hào)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。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。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 （ 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?？紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)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(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算?？傊?jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。 加工中心具有 精度 高、定位準(zhǔn)確 、 多工種加工、 對重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(shí)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(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)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)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(jì)（論文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于立式加工中心的數(shù)控設(shè)計(jì) 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中，數(shù)控加工中心由于可以以較高的精度實(shí)現(xiàn)多工種加工已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)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(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)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(jì)算機(jī)數(shù)控裝置。在這 50年里，它沒有被社會(huì)發(fā)展所 淘汰，證明 它有許多優(yōu)點(diǎn)，而且它的優(yōu)點(diǎn)是無可取代的。同時(shí)數(shù)控機(jī)床還向小型化發(fā)展。大多數(shù)應(yīng)用場合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能， 有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和 PID 運(yùn)算等。從實(shí)時(shí)性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則 PLC 將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。 六、 經(jīng)濟(jì)性的考慮 選擇 PLC 時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比。 （ 6）坐標(biāo)顯示轉(zhuǎn)換可自由切換（程序值顯示或手動(dòng)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?；?I\O 單元主要是 NC 系統(tǒng)與操作面板機(jī)床纖維開關(guān)，指示燈等之間信號(hào)的傳輸。 二、 信號(hào)流程圖 信號(hào)流程圖是根據(jù)數(shù)控機(jī)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(jī)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(jì)（論文） 21 Y Y 圖 信號(hào)流程圖 X X X 梯形圖 在控制器中輸入的信號(hào) ………… .. 輸出 控制器 控制器內(nèi)信號(hào) PLC 控制器和機(jī)器的輸入 /輸出信號(hào)（ X,Y） 主程序 高速程序 機(jī)器 /機(jī)器操作面板 ………………… 機(jī)器的輸入 /輸出信號(hào)（ 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(jì)（論文） 42 三、 GX Developer 軟件的編程操作說明 在新建一個(gè) GX Developer 工程時(shí)，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(jì)（論文） 23 表 HR337 INPUT DI1 （操作面板信號(hào)） 元件 信號(hào)簡稱 信號(hào)名稱 元件 信號(hào)簡稱 信號(hào)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)方向 B05 X1F D R N 試運(yùn)轉(zhuǎn) A05 注：機(jī)床鎖定通過接通“機(jī)床鎖定”信號(hào)加到所有軸 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 表 HR337 INPUT DI2 (機(jī)床輸入信號(hào) ) 元件 信號(hào)簡稱 信號(hào)名稱 元件 信號(hào)簡稱 信號(hào)名稱 X20 B D T 單節(jié)刪除 B20 X30 F4 F4 功能 A20 X21 M L K 機(jī)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(jī)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(dòng) 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(dòng) B11 X39 保留 A11 X2A MAN 冷卻水手動(dòng) B10 X3A 保留 A10 X2B AIR BLOW 氣壓 B09 X3B 保留 A09 X2C CHIP CVY 卷切削動(dòng)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(jì)（論文） 25 表 OUTPUT HR3337(操作面板信號(hào) ) 元件 信 號(hào)簡稱 信號(hào)名稱 元件 信號(hào)簡稱 信號(hào)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