【文章內容簡介】 \O的使用視實際情況的需要進行取舍，連接基本I/O單元或控制單元除DI/DO功能，也可以進行模擬輸入和模擬輸出?；綢/O單元結構及各部分名稱基本I\： 基本I\O輸入/輸出結構示意圖：DI連接頭（X0～X１F）DI連接頭（X20～X3F）DO連接圖（Y0～Y１F）DO連接圖（Y20～Y3F）感應器連接頭同步進給編碼器接頭I/O界面接頭旋轉開關2：通常設為1旋轉開頭1：通常設為0伺服放大器第1BusLink接頭伺服放大器第2BusLink接頭DC +24V電源輸入端遙控I/O單元第1接頭遙控I/O單元第2接頭RS232C手輪脈沖發(fā)生器控制面板與基本I/O單元的連接基本I/O單元FCU6DX451是三菱數(shù)控系統(tǒng)的最基本的配置之一輸入插口為CF3CF32，兩個插口共有64點，輸出插口CF3CF34，CF33有32點，CF34有16點，共48點，根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)定在機床側接DC24V電源。 機械控制信號與基本I/： 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\： 控制器與基本I\O輸入輸出單元連接圖基本I/O單元伺服驅動單元的連接基本I/O單元具有兩個伺服驅動的接口SV1（1系統(tǒng)）、SV2（2系統(tǒng)），在本次畢業(yè)設計中僅使用了SV1接口，伺服驅動單元串聯(lián)連接于該插頭。：基本I/O單元 SV1CN1BCN1AUVWCN2CN1BCN1AUVWCN2CN1BCN1AUVWCN2CN1BCN1AUVWCN2Z軸伺服電機Y軸伺服電機X軸伺服電機主軸伺服電機終端電阻進給軸伺服驅動Ⅰ進給軸伺服驅動Ⅱ進給軸伺服驅動Ⅲ主軸伺服驅動 I/O單元伺服驅動單元的連接基本I/O單元與手輪的連接在三菱M64S數(shù)控系統(tǒng)中，將手動脈沖發(fā)生器連接到控制單元的HANDLE插口，本單元可以最多連接兩個手動脈沖發(fā)生器，我們使用的手動脈沖發(fā)生器是HD60，手輪每一格的移動量由手輪/增量倍率開關決定。手輪脈沖發(fā)生器可以選擇一個脈沖的進給量，（*1），（*10），（*100）等基本進給單位。通信端口是與基本I/O單元上的電板（HR211）連接RS232，： 手輪、RS232與I/O單元的連接示意圖系統(tǒng)模塊LED狀態(tài)顯示： M64S系統(tǒng)LED狀態(tài)顯示圖（1）控制單元的LED狀態(tài)顯示控制單元的LED顯示位于M64S控制單元的上方位置，： M64S控制單元LED顯示含義名稱含義DC IN24VDC電源輸入DC OUT內部電源輸出PS EMG急停狀態(tài)BAT ALM電池電量低WD ER看門狗報警NC LED系統(tǒng)狀態(tài)顯示（2）電源模塊LED狀態(tài)顯示當電源未通電時，電源LED模塊顯示為□電源接通時，正在進行初始化的情況正在等待NC電源上電或電源模塊處于急停狀態(tài)的情況NC上電，準備完了后的情況電源模塊在政黨工作狀態(tài)下的情況當電源模塊出現(xiàn)異常時的顯示情況 ￤（3）伺服模塊LED狀態(tài)顯示未通電的情況 □正在等待NC上電的情況與NC單元進行通信，初使化數(shù)據(jù)的情況當模塊處于運轉準備OFF、伺服OFF狀態(tài)的顯示當模塊處于運轉準備ON、伺服OFF狀態(tài)的顯示當模塊處于正常運轉狀態(tài)時的顯示當模塊報警時的顯示當模塊出現(xiàn)問題，處于報警狀態(tài)時的顯示當系統(tǒng)處于急停狀時的顯示狀態(tài)電源從ON變?yōu)镺FF時顯示第三章 數(shù)控加工中心電氣原理圖設計 在加工中心的設計中掌握電氣原理圖的設計是必須的，本章著重介紹了加工中心機械部分包括電機等電氣設備連接圖的設計。 數(shù)控加工中心設計概述數(shù)控加工中心擁有較為復雜的機械結構，它需要多個電機來完成其相應的功能，比如：刀臂電機、刀庫電機、切削液電機、主軸冷卻液電機、排屑電機以及主軸和進給軸的伺服電機等。這些電機的功率大小和速度都是根據(jù)數(shù)控加工中心的機械結構來選擇的。在本次畢業(yè)設計中是基于數(shù)控加工中心510來進行的，所以進給軸驅動使用MDSBSPJ237，進給軸電機X、Y軸使用型號為HC152TA47的伺服電機，Z軸使用型號為HC152BTA47與其他兩進給軸之間的區(qū)別在于有包閘功能,主軸驅動單元型號為MDSBSPJ237。數(shù)控加工中心的核心部分是控制單元，本畢業(yè)設計中選用三菱M64S數(shù)控系統(tǒng)，它包括控制單元FCA65S、監(jiān)控單元FCU6DUN33+KB20/KB基本I/O單元FCU6DX45手輪HD60，它們之間的連接見第二章。通過他們之間的共同作用可以控制加工中心各個運動部件和加工部件。，共有以下幾個部分組成，包括CNC電路，電器主電路，PLC和 I\O接口電路等，三菱M64S控制單元，它是整個數(shù)控系統(tǒng)的核心，是對數(shù)據(jù)進行操作和運算，并輸出相關命令等。顯示單元主要是顯示有關信息，以便人機交互。基本I\O單元主要是NC系統(tǒng)與操作面板機床纖維開關，指示燈等之間信號的傳輸。其內部軟件設計主要是PLC程序和各個NC參數(shù)的設定。加工中心電氣總框圖如下： 加工中心電氣總框圖 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，在主回路部分我設計了冷卻電機和排屑電機，分別由相應的接觸器控制其運轉，同時電機要接地。電氣控制回路部分控制電壓220V由電源直接供電。該部分我設計了伺服電源控制電路、24V電源控制電路、冷卻控制電路、排屑控制電路、刀庫、刀臂電路及照明電路。其中伺服電源控制回路與NC電源是分開控制。照明24V電源通過變壓器提供。 主回路/電氣控制回路圖主電路，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的機械結構選擇的，在伺服部分，由于在本次畢業(yè)設計中選用的驅動以及進給電機和主軸電機是日本三菱公司成產的，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的電壓。 所示： 主電路電氣控制單元回路及交流控制回路，是電氣控制電路，也就是說在加工中心要完成的各項中動作都是PLC的輸出與這個電路相聯(lián)系才能實現(xiàn)的，圖中的PLC輸出地址單元為Y2Y1YA、YB、Y2D、YF、Y2A、Y2C、Y27等，這些是在PLC程序中規(guī)定的相應的地址，通過控制面板上的輸入觸點的信號輸入來控制對應的輸出。例如：刀庫正轉信號Y2D，當其有信號輸出時，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，接觸器線圈KM4通電，所以主電路（）中接觸器KM4主觸點接通倒庫電機正轉。其他原理相同。在數(shù)控加工中心中的三個進給軸由于機械結構的限制，一定要有相應的限位開關，每個軸在正負方向上都是需要的，所以在這里我有限位開關SQXSQXSQYSQYSQZSQZ2來表示，當加工中心運行范圍超過這幾個限位開關時，其常閉開關打開，繼電器KA9線圈停止通電，其常開觸點閉合，相應的伺服強電部分停止運作，在將加工中心做相應的調整之后要解除超程，按鈕SB2可完成這一功能。 電氣控制單元回路 交流控制回路 數(shù)控加工中心伺服電路設計 在伺服電路中輸入電壓三相380V交流電壓，通過變壓器獲得伺服驅動和伺服電機所需的三相220V，KM為伺服強電部分的交流接觸器主觸點，在驅動器中LLL3 為主回路電源，用于電路電源輸入，L1L12控制電路電源連接單項電源L11應與L1同相、L12與 L2同相，P、C、D接回生選件，在本次實際中使用的是標準內置回生電阻，估只需將PD間短接即可。U、V、W伺服電機輸出，連接到伺服電機電源端（U、V、W）。圖中連接NC單元的SH21是與基本I\O單元中的SV1連接的通過這個線來完成NC指令到伺服驅動的傳輸，： 伺服電路 數(shù)控加工中心電氣接口圖 見附件C第四章 數(shù)控加工中心PLC控制程序設計本章重點研究數(shù)控加工中心軟件編程、數(shù)控系統(tǒng)輸入/輸出信號，并對系統(tǒng)的軟件資源配置作簡單介紹。數(shù)控加工中心能夠完成加工所需要的各項功能除了需要機床本體硬件外，還需要軟件程序的支持，軟件程序就是機床各部件運動指令，經(jīng)過研究分析，我設計了數(shù)控加工中心PLC控制程序。 三菱數(shù)控系統(tǒng)軟件配置 信號流程簡述為了更全面的了解三菱數(shù)控系統(tǒng)如何的運作，我們需要對其內部的信號流程有整體的認識。從信號流程圖可以看出，一臺數(shù)控加工中心內部信號的交換大體可以劃分三部分，即控制器、機器/機器操作面板、可編程邏輯控制器(PLC)。其中控制器與 PLC之間信號使數(shù)控系統(tǒng)內部規(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)，要具體得應用通過查閱PLC借口手冊。機器/機器操作面板與可編程邏輯控制器的信號只有X、Y信號，即一些開關量的輸入輸出信號，這些信號要通過工程人員的開發(fā)實現(xiàn)某種功能?？刂破髋c機器/機器操作面板之間不存在直接的信號交換。 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，讓我們更直觀的了解數(shù)控機床內部信息流向，： 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、遠程I/O單元。 三菱M64S數(shù)控系統(tǒng)提供給工程技術人員開發(fā)的最大數(shù)字輸入信號256個，最大數(shù)字輸出信號240個，包括基本I/O單元和遠程I/O單元。要做說明的是PLC開關，我們在屏幕上可以設定32點PLC開關并執(zhí)行開/關操作。這些開關可以作為機床操作開關的一部分，其用途可以由PLC程序自由定義，每個開關的名稱可以隨PLC確定并顯示在屏幕畫面上。： 控制面板至于CNC到PLC的信號和PLC到CNC的信號，由于信號都是固定，工程人員一般是不可以開發(fā)的。在三菱數(shù)控系統(tǒng)PLC查閱便可。我將控制面板上的一些輸入信號地址規(guī)定如下表。 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X0MODE SELECT(A)B20X10F5F5功能A20X1MODE SELECT(F)B19X11+XX軸正方向A19X2MODE SELECT(B)B18X12保留A18X3RAPID TRAVERSE(A)B17X13XX軸負方向A17X4RAPID TRAVERSE(F)B16X14O T Rel過行程解除A16X5SPINDL OVERRIDE(A)B15X15+YY軸正方向A15X6SPINDL OVERRIDE(F)B14X16ZZ軸負方向A14X7SPINDL OVERRIDE(B)B13X17+4第四軸正方向A13X8MSTNCRESET系統(tǒng)使用B12X18F6F6功能A12X9FEEDRATEOVERRI(A)B11X19O R I主軸定位A11XAFEEDRATEOVERRI(F)B10X1ASP CCW主軸反轉A10XBFEEDRATEOVERRI(B)B09X1BSP STOP主軸停止A09XCFEEDRATEOVERRI(E)B08X1CSP CW主軸正轉A08XD4第四軸負方向B07X1DS B K單節(jié)程式執(zhí)行A07XE+ZZ軸正方向B06X1EM01選擇性停止A06XFYY軸負方向B05X1FD R N試運轉A05注：機床鎖定通過接通“機床鎖定”信號加到所有軸 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X20B D T單節(jié)刪除B20X30F4F4功能