【導(dǎo)讀】任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品?；緹o(wú)法打到生產(chǎn)的要求。為了能夠在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，最大。地提高工作效率，就必須采用先進(jìn)的數(shù)控加工手段。該國(guó)家的機(jī)械發(fā)展水平。如今數(shù)控技術(shù)已成為機(jī)械工業(yè)的自動(dòng)化三大。支柱之一，從而成為世界各國(guó)學(xué)術(shù)界研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。為主體，但我國(guó)國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展?jié)摿Σ蝗莺鲆?。②熟悉?shù)控車(chē)床，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理等；③合理設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的控制方案；機(jī)、主軸電機(jī)和系統(tǒng)報(bào)警程序；⑥熟練使用MATLAB進(jìn)行所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)仿真。利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化的特點(diǎn)，極大滿(mǎn)足對(duì)產(chǎn)品多樣化的需求。論文以數(shù)控車(chē)床為研究對(duì)象，對(duì)其基于PLC的控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。較為詳細(xì)地進(jìn)行了數(shù)控車(chē)床控制的設(shè)計(jì)，其中包括元器件選則，硬件電路設(shè)計(jì)，

　　

【正文】 9 C+ 7 +5V 電源輸出 20 GND 8 DAC 模擬輸出 21 DIR 9 DIR+ 步進(jìn)方向輸出 22 PULSE+ 10 GND 數(shù)字地 23 GND 11 PULSE 步進(jìn)脈沖輸出 24 保留 12 保留 保留 25 13 GND 數(shù)字地 表 34 CN12 引腳定義表 引腳 信號(hào) 說(shuō)明 引腳 信號(hào) 說(shuō)明 1 HOMEO 1 軸原點(diǎn)輸入 9 LIMT0+ 3 軸正向限位 2 HOME1 2 軸原點(diǎn)輸入 10 LIMT0+ 3 軸負(fù)向限位 3 HOME2 3 軸原點(diǎn)輸入 11 LIMT0+ 4 軸正向限位 4 HOME3 4 軸原點(diǎn)輸入 12 LIMT0+ 4 軸負(fù)向限位 5 LIMT0+ 1 軸正向限位 13 EXI0 通用輸入 6 LIMT1+ 1 軸負(fù)向限位 14 EXI1 通用輸入 7 LIMT1 2 軸正向限位 15 OGND 外部電源地 8 LIMT2+ 2 軸負(fù)向限位 16 OVCC +12V/24V 輸出 （ 2）控制輸出信號(hào) 固高運(yùn)動(dòng)控制器中可以輸出模擬信號(hào)和脈沖量信號(hào)兩種。在運(yùn)動(dòng)控制器作用于步進(jìn)電機(jī)時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制器起先把將要控制的信號(hào)的輸出模式改變?yōu)槊}沖量的信號(hào)。一般在脈沖量的信號(hào)模式之下有兩種工作方式，即： 脈沖 /方向信號(hào)模式和正 /負(fù)脈沖信號(hào)模式。其中脈沖 /方向信號(hào)的是利用端子板上的 CN CN CN CN8引腳中的 2 2 11進(jìn)行輸出。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 圖 專(zhuān)用輸入輸出信號(hào)連接圖 PLC 配線(xiàn)設(shè)計(jì) 根據(jù) S7200PLC的配線(xiàn)圖，我們就可以確定出每個(gè)輸入輸出點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)量以及對(duì)信號(hào)初步的初步給定。 輸入 /輸出點(diǎn)說(shuō)明如表 35所示，配線(xiàn)圖如圖 ： 表 35 PLC 輸入 /輸出點(diǎn)說(shuō)明 符號(hào) 電器元件 功能 符號(hào) 電氣元件 功能 FR 熱繼電器 系統(tǒng)保護(hù) T1 腳踏按鈕 夾具夾緊 SB1 點(diǎn)動(dòng)按鈕 主軸正轉(zhuǎn) T2 腳踏按鈕 夾具松開(kāi) SB2 點(diǎn)動(dòng)按鈕 主軸反轉(zhuǎn) LD4C0625 電動(dòng)刀架 換刀 SB3 點(diǎn)動(dòng)按鈕 主軸停止 KM1 接觸器 冷卻液電機(jī)起 /停 SP1 開(kāi)關(guān) 冷卻液控制 YV1 電磁閥 夾具夾緊 SB4 點(diǎn)動(dòng)按鈕 尾座前進(jìn) YV2 電磁閥 夾具松開(kāi) SB5 點(diǎn)動(dòng)按鈕 尾座后退 YV3 電磁閥 尾座前進(jìn) SP2 檢測(cè)開(kāi)關(guān) 尾座延時(shí)停止 YV4 電磁閥 尾座后退 Z1 多檔按鈕 每檔對(duì)應(yīng)一個(gè)主軸轉(zhuǎn)速 YV5 電磁閥 液壓拔叉向左 Z2 多檔按鈕 沒(méi)擋對(duì)應(yīng)一個(gè)到位 MM440 變頻器 主軸的方向及其調(diào)速 SP3 開(kāi)關(guān) 主軸檔位控制 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 圖 PLC 輸入 /輸出點(diǎn)配線(xiàn)圖 軟件設(shè)計(jì) P LC 對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制程序設(shè)計(jì) PLC在控制步進(jìn)電機(jī)時(shí)，控制脈沖由 PLC產(chǎn)生。設(shè)計(jì)中通過(guò) PLC內(nèi)部供給的延時(shí)閉合繼電器 T33和 T44制定了可以調(diào)節(jié)寬度的脈沖程序。設(shè)計(jì)的程序梯形圖如下 ，對(duì)步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)如圖 : 若 ， PLC的輸出點(diǎn) 。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 圖 時(shí)序脈沖產(chǎn)生梯形圖 PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制 不僅需要脈沖量還需要對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行控制的量。 圖 PLC 控制步進(jìn)電機(jī)程序 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 PLC 對(duì)主軸電機(jī)控制程序設(shè)計(jì) （ 1）具有點(diǎn)動(dòng)功能的啟動(dòng)、停止控制 因?yàn)閿?shù)控車(chē)床中，許多運(yùn)動(dòng)部件位置的往往需要進(jìn)行調(diào)整，所以這就需要用到點(diǎn)動(dòng)調(diào)整的控制功能。在結(jié)構(gòu)上，步進(jìn)要有啟動(dòng)按鈕 SB停止按鈕 SB2,還需要有點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB3。I/O分配表如 表 36所示，接線(xiàn)圖和程序圖如圖 ： 表 36 I/O 分配表 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 停止按鈕 SB1 接觸器 KM 啟動(dòng)按鈕 SB2 點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB3 圖 電動(dòng)機(jī)起、停、點(diǎn)動(dòng)控制 I/O 接線(xiàn)圖 圖 電動(dòng)機(jī)起、停、點(diǎn)動(dòng)控制梯形圖 （ 2）正反轉(zhuǎn)控制 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)控制是在日常工業(yè)生產(chǎn)中常使用的控制。 下表為本次主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制程序設(shè)計(jì)的 I/O分配表如 表 37所示，接線(xiàn)圖和程序圖分別見(jiàn) ： 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 表 37 I/O 分配表 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 停止按鈕 SB1 正轉(zhuǎn)接觸器 KM1 反轉(zhuǎn)接觸器 KM2 正轉(zhuǎn)按鈕 SB2 停 止按鈕 SB3 圖 電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)梯控制 I/O 接線(xiàn)圖 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 圖 電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)梯形圖 在輸入信號(hào)中 SB2為停止按鈕， SB2為正向啟動(dòng)按鈕， SB3為反向啟動(dòng)按鈕。在輸出信號(hào)中 KM KM2分別為正反接觸器。 PLC 故障報(bào)警設(shè)計(jì) 報(bào)警是數(shù)控車(chē)床中電器自動(dòng)控制中一個(gè)不可或缺的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)主要體現(xiàn)在聲音和光的兩個(gè)方面。當(dāng)數(shù)控車(chē)床中出現(xiàn)故障時(shí)，報(bào)警的指示燈應(yīng)該閃爍起來(lái)，報(bào)警電鈴也應(yīng)隨之響動(dòng)。操作員知道故障的發(fā)生之后，按停鈴按鈕，將電鈴關(guān)掉，報(bào)警指示 燈應(yīng)從閃爍轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)亮狀態(tài)。故障消失，報(bào)警燈熄滅。程序設(shè)計(jì)圖如圖 ： 閃爍電路部分設(shè)計(jì)： 故障指示燈部分設(shè)計(jì)： 故障消鈴邏輯部分設(shè)計(jì)： 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 電鈴控制設(shè)計(jì)： 圖 故障報(bào)警梯形圖 小結(jié) 本章對(duì)本次基于 PLC數(shù)控車(chē)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了從硬件到軟件的詳細(xì)說(shuō)明。硬件方面主要包括各個(gè)元器件的選型，硬件電路的設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)控制器的接線(xiàn)方法， PLC的正確配線(xiàn)設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)主要包括 PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制，主軸電機(jī)啟停、正反轉(zhuǎn)，數(shù)控車(chē)床故障報(bào) 警的程序編程。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 4 基于 Matlab 的仿真設(shè)計(jì) Matlab 介紹 MATLAB是由美國(guó) mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式 程序設(shè)計(jì) 的高科技計(jì)算環(huán)境。它將 數(shù)值分析 、 矩陣計(jì)算 、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非 線(xiàn)性 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的 建模 和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效 數(shù)值計(jì)算 的眾多科學(xué) 領(lǐng)域 提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 （如 C、 Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。 MATLAB和 Mathematica、 Maple、 MathCAD并稱(chēng)為四大 數(shù)學(xué) 軟件。它在 數(shù)學(xué) 類(lèi)科技應(yīng)用軟件中在 數(shù)值計(jì)算 方面 可謂是 首屈一指。 MATLAB可以 用來(lái) 進(jìn)行 矩陣 運(yùn)算、繪制 函數(shù) 和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn) 算法 和 創(chuàng)建用戶(hù)界面 以及 連接其他 編程語(yǔ)言 的程序等，主要應(yīng) 運(yùn) 用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、 信號(hào)處理 與通訊、 圖像處理 、 信號(hào)檢測(cè) 、 金融建模 設(shè)計(jì)與分析等 領(lǐng)域 。 建立系統(tǒng)仿真模型 實(shí)現(xiàn)利用智能 PI型的模糊控制器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真的研究，首先就是要建立 PI控制器的模型。當(dāng)然在進(jìn)行模糊控制之前，還應(yīng)該根據(jù)受控對(duì)象的參考數(shù)學(xué)模型，用經(jīng)驗(yàn) 試湊發(fā)搭建成 PI控制器的模型，接著在根據(jù)階躍響應(yīng)曲線(xiàn)進(jìn)行 PI參數(shù)調(diào)整。系統(tǒng)仿真模型如圖 示 ： 圖 系統(tǒng)仿真模型圖 仿真結(jié)果及分析 通過(guò)利用階躍響應(yīng)輸入，進(jìn)行對(duì) PI模糊型控制伺服系統(tǒng)電流回路的階躍響應(yīng)曲線(xiàn)和原電流調(diào)節(jié)器系統(tǒng)控制的響應(yīng)曲線(xiàn)進(jìn)行比較，如圖 ： 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1000 . 511 . 5t/s超調(diào)量（%）原控制系統(tǒng)P L C 控制系統(tǒng) 圖 系統(tǒng)的階躍響應(yīng)圖更小 從上面響應(yīng)的曲線(xiàn)可以很清楚的看出， PI型模糊控制器系統(tǒng)上升的時(shí)間更短暫，超調(diào)量更小，并且 PI型模糊控制的響應(yīng)性能更好，過(guò)渡的過(guò)程非常短，能夠很快的打到穩(wěn)定狀態(tài)。所以本次設(shè)計(jì)的數(shù)控系統(tǒng)具有可行 性。 小結(jié) 本章是對(duì)本次基于 PLC數(shù)控車(chē)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的利用 MATLAB進(jìn)行的一次仿真，檢驗(yàn)了本次所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有可靠的穩(wěn)定性和正確性。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 5 結(jié)論與展望 結(jié)論 在基于 PLC的數(shù)控車(chē)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，本論文結(jié)合 PC機(jī)、 PLC等工控設(shè)備得到了以下結(jié)果： （ 1）對(duì)基于 PLC的數(shù)控車(chē)床控制系統(tǒng)進(jìn)行了總體方案的設(shè)計(jì)。 （ 2）確定了數(shù)控車(chē)床控制系統(tǒng)中主軸電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)選型方案和可行性分析。 （ 3）進(jìn)行了 PLC選型、 PLC相關(guān)配線(xiàn)圖及擴(kuò)展模塊配置設(shè)計(jì)。 （ 4）通過(guò) PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)等功能得以實(shí)現(xiàn)。 （ 5）以 CK6140為例，進(jìn)行了具體工件的數(shù)控編程以及仿真設(shè)計(jì)。 不足之處及未來(lái)展望 本論文詳細(xì)介紹了基于 PLC的數(shù)控車(chē)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，但還有許多不足之處，需要今后更加深入的研究，主要體現(xiàn)在： （ 1）對(duì)于 PLC的具體使用還沒(méi)有非常深入，只涉及了 PLC控制作用的一部分，對(duì)于 PLC的功能的深入研究還需進(jìn)一步探索。 （ 2） PLC擴(kuò)展模塊的設(shè)計(jì)還比較簡(jiǎn)單，較之產(chǎn)品化還有一定的距離，也是今后需要考慮的方面。 通過(guò)本次畢業(yè)對(duì)基于 PLC數(shù)控車(chē)床控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)，對(duì)數(shù)控車(chē)床以及 PLC有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。同時(shí)在寫(xiě)論文時(shí)不停的查閱期刊，使我也大致了解模具這一行業(yè)的發(fā)展史。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，數(shù)控系統(tǒng)正在向電氣化、電子化、高速化、精密化等方面高速發(fā)展。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 致 謝 本論文是在導(dǎo)師潘國(guó)鋒老師的精心指導(dǎo)與嚴(yán)格審查下完成的。論文的每一個(gè)部分都含聚著導(dǎo)師的心血。在課題設(shè)計(jì)的進(jìn)行中，導(dǎo)師無(wú)論在學(xué)習(xí)環(huán)境上還是學(xué)術(shù)問(wèn)題解答上都提供了莫大的幫助。設(shè)計(jì)中導(dǎo)師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)作風(fēng)，求實(shí)治學(xué)態(tài)度，創(chuàng)新治學(xué)思想都時(shí)刻的影響和激勵(lì)著 我，為我以后的學(xué)習(xí)給與了一筆巨大財(cái)富，在此對(duì)導(dǎo)師表示深深的謝意。 另外，我必須感謝我的父母。焉得 諼 草，言樹(shù)之背，養(yǎng)育之恩，無(wú)以回報(bào)。 最后，我必須感謝我的朋友，正是因?yàn)樗麄冊(cè)陔娔X技術(shù)上的無(wú)私指引，我才能得以順利完成該論文。 感謝無(wú)錫太湖學(xué)院的培養(yǎng)！ 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 參考文獻(xiàn) [1] 王哲 , 田稷 . 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向 [J]. 機(jī)械研究與應(yīng) 用 , 2020, (3): 78. [2] 楊志勇 . 數(shù)控編程與加工技術(shù) [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2020. [3] 陳嬋娟 . 數(shù)控車(chē)床設(shè)計(jì) [M]. 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 1979. [4] 侯艷霞 . 混合式步進(jìn)電機(jī)工作原理及其 PLC 控制 [J]. 工程技術(shù) , 2020, (28): 9697. [5] Jackie Neider, Tom Davis, Mason Woo. OpenGL Programming Guide[M]. Addison,1999. [6] 遇到洋 . 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)的研究及應(yīng)用 [D]. 合肥 : 合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 . 2020. [7] 陳潔 . 現(xiàn)代 PLC 控制技術(shù)與發(fā)展 [J]. 自動(dòng)化博覽 , 2020, (8): 1718. [8] 胡雪林 . 可編程控制器教程 [M]. 北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2020. [9] 殷洪義 . 可編程數(shù)控制器選 . 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的初步研究 [J]. 中國(guó)機(jī)械工程 , 2020, (16): 3637. [10] Walter Oney. Programming the Microsoft Window Driver Mode[M]. Microsoft Press, 1999. [11] Martin Timmerman. Bart Van Beneden． Windows NT realtime extentio