【導(dǎo)讀】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。本文在選用三菱公司。本文主要從硬件電路和PLC程序兩大部分來撰寫，PLC程序又。本次畢業(yè)設(shè)計的難點，分別在第三章和第四章。

　　

【正文】 工中心 PLC 控制程序設(shè)計步驟 梯形圖程序的設(shè)計是本次設(shè)計的重點和難點 ，在 整個開發(fā)工程中，我是按照以下步驟完成 PLC 程序設(shè)計 的： 表 三菱數(shù)控編程步驟： 1 急停 2 常數(shù)及初始脈沖 3 方式 :AUTO， MDI， ZRN， JOG， RAPID， INC， DNC 4 自動方式（ AUTO， MDI， DNC） 手動方式（ ZRN， JOG， INC） 5 方式指示燈 6 累 積時間，互鎖（ Y234， Y235， Y21B， Y21C） 7 閃爍脈沖 8 軸有效（ Y188， Y189） 9 +X， +Z， X， Z 10 參考點自保處理 11 回參考點指示燈（回時閃爍，到達時常亮） 12 +J， J（ Y1E0， Y1E1， Y1D8， Y1D9） 13 正向移動，反向移動指示燈 14 主軸倍率（ Y28F， R28， R108） 15 切削倍率（ Y2B7， Y136， Y2B8） 16 手輪倍率 17 手輪類別 18 手輪類別指示區(qū)別 19 快速移動倍率（ R134） 20 Y29A，輔助功能鎖定 21 機械鎖定 22 ORT 空運行，（指示燈） 23 BDT Y23F 程序跳過 24 單節(jié) 執(zhí)行 Y21A 25 數(shù)據(jù)鎖定（ Y238， Y239， Y23A） 26 自動啟動 Y218 指示 27 暫停 Y219 指示 28 主軸正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)（ M03， M04， M05， Y2D0， Y2D1） 29 重置，復(fù)位，倒帶（ Y220， Y222） 30 輔助功能（ R20， Y226， Y227） 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 第四節(jié) 數(shù)控加工中心 PLC 控制程序說明 一、 加工中心方式選擇 在操作面板上是 用扭轉(zhuǎn)開關(guān)來控制加工中心的工作方式的，來自控制面板輸入量 MODE SELECT(A)、 MODE SELECT(F)、 MODE SELECT(B)，在控制面板內(nèi)部規(guī)定與此對應(yīng)的輸入量地址為 X0、 X X2， PLC 輸出信號地址 從 PLC 接口手冊 中查得，見表 所示： 表 方式選擇列表 方式 X0 X1 X2 DNC 方式（ Y211） 0 0 0 手輪方式（ Y209） 0 0 1 記憶方式 MEM（ Y210） 0 1 0 快速移動方式（ Y22E） 0 1 1 增量方式（ Y20A） 1 0 0 JOG 方式（ Y208） 1 0 1 MDI 方式（ Y213） 1 1 0 回原點 ZRN（ Y20C） 1 1 1 由于各個 工作方式之間不能同時出現(xiàn)，如若不然可能會出現(xiàn)安全事故，故在編程時 需要進行互鎖。梯形圖如圖 所示： 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圖 方式選擇梯形圖 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 二、 加工中心 定時器程序 在數(shù)控加工中心中會需要很多指示燈的出現(xiàn)即完成指令時指示燈亮，但在有些指令執(zhí)行中需要一定的時間才能完成，比如刀具在回原點過程當(dāng)中，需要一定的移動時間，而在移動過程中則需要指示燈閃爍來告訴操作者 此時加工中心的工作狀態(tài)，在本次設(shè)計中我是采用定時器來完成這一功能的，共使用了六個定時器來滿足加工中心的需要分別為 T1 T1 T1 T1 TT21，梯形圖如圖 所示： 圖 定時器梯形 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 三、 進給軸工作狀態(tài)選擇 在數(shù)控加工中心中進給軸有三個即 X、 Y、 Z 軸，在數(shù)控系統(tǒng)中地址Y188Y18A 分別代表第一、二、三軸有效，置“ 1”為伺服斷開即伺服電機保持靜止，在操作面板上分別由相應(yīng)的按鈕 來 控制各 個軸的運動，其輸入地址是自行編訂的， 見下表。 表 X11 X 軸正向移動 X13 X 軸負(fù)向移動 X15 Y 軸正向移動 X0F Y 軸負(fù)向移動 X0E Z 軸正向移動 X16 Z 軸負(fù)向移動 由于各個進給軸的運動在很多時候都會用到，比如：回原點的（ ZRN方式）或自動方式，所以在本次 設(shè)計中采用中間繼電器來表示進給軸的運動以便在各種需要的程序段中可以 方便的使用，梯形圖如圖 所示： 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 圖 進給軸 狀態(tài)選擇 梯形圖 四、 加工中心進給軸運動方向指示燈程序 在加工中心工作時，各個進給軸自然需要在正負(fù)方向移動，為了能夠更明顯的顯示出各種狀態(tài)，我在設(shè)計中引進了指示燈，為了區(qū)分指令執(zhí)行過程中和指令執(zhí)行結(jié)束， 我們需要通過指示燈來區(qū)分。例如：當(dāng) 軸 返回 原點時 ，在 到達終點之前要相應(yīng)的指示燈閃 爍，等 到 達終點之后指示燈常亮，程序如圖 所示： 圖 回原點指示燈程序 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 五、 加工中心手輪選擇及其倍率設(shè)定 在此程序中， PLC 地址主要來自控制面板提供的 RAPID TRAVERSE(A)、RAPID TRAVERSE(F)， 與其 對應(yīng)的輸入量地址為 X X4。在三菱數(shù)控系統(tǒng) 中，可使用兩個手輪，在本設(shè)計中只采用一個即第一手輪有效， PLC 輸出地址為 Y24F，而 X1E1 表示加工中心為 JOG 方式 ， 當(dāng)其置“ 1”時，第一手輪（ Y24F）有效。 手輪 倍率 的選擇有兩種 方法，它們 取決 于元件 Y2C7 的狀態(tài)，當(dāng)其接入時采用文件寄存器 相 乘法， 當(dāng) 其斷開時為代碼進給相乘法，這種方法有一定的局限性， 即在 MP MP MP4 乘法 碼中的倍率是固定的，但由于本次設(shè)計采用的控制面板是固定的，所以在此選擇前一種方法，通過 X3 和 X4 的 二進制組合來選通倍率選擇的中間寄存器，接著是 將 所需的倍率基數(shù)傳入文件寄存器 R140 中，梯形圖如圖 所示： 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 圖 手輪 選通和倍率選擇梯形圖 六、 加工中心主軸倍率選定程序 在這一部分程序中，我們的 PLC 地址主要來自于控制面板中的提供的輸入量 SPINDL OVERRIDE（ A）、 SPINDL OVERRIDE（ F）、 SPINDL OVERRIDE（ B），與此對應(yīng)的輸入量地址為 X X X7。在三菱 PLC 接口手冊中規(guī)定主軸倍率選定信號為 SPS，元件地址為 Y28F。 SPS 信號有兩種設(shè)定 方法 ，一種是 當(dāng) 常開時，它是用代碼法來實現(xiàn)調(diào)速的，當(dāng)常閉時，它是用文件寄存器法來控制的。在這里我們是用的文件寄存器法。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%。它 將倍率值用二進位碼存入文件寄存器 R148 中的。圖 為主軸倍率選定方法 PLC程序梯形圖 在圖中，可以看出數(shù)控系統(tǒng)中 用 X X X7 的通斷組合 排列來實現(xiàn)主軸的調(diào)速控制，其中它的倍率是直接送到寄存器 R148 中的，實現(xiàn)的語句為MOV k* R148 ，其中的 “ *” 號為倍率，在語句的 實現(xiàn)中只要將要輸入的倍率直接代替 *即可： 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 圖 主軸倍率選定方法 PLC 程序梯形圖 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 七、 M 功能指令的實現(xiàn) M 代碼是 由 PLC 及 NC 的處理，來決定機臺的動作，現(xiàn)以 M 碼功能表來 舉例如下 : 表 代碼 功能 代 碼 功能 M00 程序暫停 M01 選擇性程序暫停 M02 程序停止 M03 主軸正轉(zhuǎn) M04 主軸反轉(zhuǎn) M05 主軸停止 M06 自動換刀執(zhí)行 M08 冷卻液開 M09 冷卻液關(guān) M 代碼需要 PLC 輸入信號 X230X233 來選通，它是由 NC 給與的輸入信號，這個信號表示，第一組 MD 代碼是 根據(jù) 自動操作（存儲器、 MDI、紙帶）加工程序或手動數(shù)字命令輸入 來 接受命令。下面以主軸正、反轉(zhuǎn)和主軸停 止 來說明其相應(yīng)的梯形圖，如圖 所示： 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 圖 M 代碼的實現(xiàn) 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 第五節(jié) 本章小結(jié) 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(shè)計了數(shù)控加工中心 PLC 控制程序。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 第四章 M64S數(shù)控系統(tǒng)仿真 第一節(jié) GX Developer軟件使用說明 三菱公司提供的編程軟件 —— GX Developer（ PLC 設(shè)計維護工具） 是三菱電機的 MELDAS 系列可編程邏輯控制器設(shè)計的編程軟件包，通過執(zhí)行與MELDAS 系列所執(zhí)行的類似操作， 它能夠完成 Q 系列、 A 系列（包括運動控制CPU）、 FX 系列 PLC 梯形圖、指令表、 SFC 等的編輯。能夠靈活對應(yīng)各種語言、大幅度提高了編程效率。 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。這里以最新的 GX Developer Version 中文版安裝步驟說明： （ 1）打開 \\EnvMEL 文件夾，雙擊 setup 圖標(biāo)，安裝 GX Developer 運行環(huán)境。 （ 2）（當(dāng)操作系統(tǒng)版本為 Windows 98 或以上時，需執(zhí)行此步驟，否則直接執(zhí)行第 3 步。）返回 \ 文件夾，打開 \Update 文件夾，雙擊 Axdist 圖標(biāo)，進行升級。 （ 3）返回 \ 文件夾，雙擊 setup 圖標(biāo)，按提示安裝 GX Developer Version 。 （ 4）等待安裝，結(jié)束后單擊 finish 即可完成安裝。 二、 GX Developer 軟件的 開啟步驟與設(shè)定 （ 1） 點擊安裝好的 GX Developer 軟件應(yīng)用程序圖標(biāo) （ 2）打開一個新文檔： Project—New Project PLC series 中選擇 “ QnACPU” PLC Type 中選擇 “ Q4A” 按下 “ OK” 即可 （ 3）測試是否在通訊狀態(tài)： OnlineTransfer Setup Serials 中選擇 “ COM1（根據(jù)實際計算機中使用的為準(zhǔn)） ” ，傳輸速度選擇 。 PLC Module 中確定為 “ QnACPU” 類型 按下 “ Connection Test” ， 當(dāng) 測試成功會出現(xiàn)提示對話框；若不成功，請仔細(xì)檢查 PC 機與 NC 的設(shè)定情況 。 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。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 。與 FXGP/WINC 編程軟件的操作界面相比，該軟件取消了功能圖、功能鍵、并將這兩部分合并，作為梯形圖標(biāo)記工具條，新增加了工程參數(shù)列表、數(shù)據(jù)切換工具條、注釋工具列表等，這樣直觀的操作界面使操作更加簡便。 在此選擇PLC 系列和PLC 類型 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 43 圖 GX Developer 編程軟件操作界面 圖 GX Developer 編程軟件操作界面中引出線所指示的名稱、內(nèi)容說明如表 所示： 表 序號 名稱 內(nèi)容 1 下拉菜單 包含工程、編輯、查找 /替換、交換、顯示、在線、診斷等 2 標(biāo)準(zhǔn)工具條 由工程菜單、編輯菜單、查找 /替換菜單、在線菜單、工具菜單中的常用功能組成 3 數(shù)據(jù)切換工具條 可在程序、參數(shù)、注釋、編程元件內(nèi)存這四個項目中切換 4 梯形圖 標(biāo)記工具條 包含梯形圖編輯所需的使用的常開常閉觸點、常閉觸點、應(yīng)用指令等內(nèi)容 5 程序工