【正文】 以前總以為軟件和硬件有著天壤之別，經(jīng)過這段時(shí)間我找到了兩者的統(tǒng)一，其實(shí)做事的方法是一樣的，認(rèn)真、細(xì)心加大膽。接口電路的設(shè)計(jì)過程中還要分清漏極和源極輸入/輸出電路的區(qū)別。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我設(shè)計(jì)的是數(shù)控加工中心，選用的控制系統(tǒng)是三菱M64S數(shù)控系統(tǒng)這是對(duì)三菱數(shù)控系統(tǒng)的二次開發(fā)與應(yīng)用，我完成的設(shè)計(jì)包括加工中心結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、數(shù)控系統(tǒng)的安裝、電氣原理圖的設(shè)計(jì)、軟件（PLC控制程序）的設(shè)計(jì)。并繪制各個(gè)電路的圖紙和編寫PLC程序。在這一周里在完成中英文翻譯后，我主要看了三菱M64S系列維護(hù)手冊(cè)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)開始的那一周，我做的主要工作是熟悉了內(nèi)容，我的課題是基于三菱數(shù)控系統(tǒng)立式數(shù)控加工中心PLC控制程序設(shè)計(jì)。然后按下“Execute”，按下“Format PLC memory”打開對(duì)話框，默認(rèn)選項(xiàng)，然后按下“Execute”，將NC中原有的梯形圖格式化。 7 6 5 4 3 2 1 0 （6451） 數(shù)據(jù) （ 0 0 1 1 0 0 0 0 ）Bit 4 設(shè)定“0”：使用PLC4B格式梯形圖（從前用于PLC開發(fā)的格式） “1”：GX Developer 模式Bit 5 設(shè)定“0”：禁用GPP通信 “1”：?jiǎn)⒂肎PP通信注：當(dāng)參數(shù)設(shè)定從“0”到“1”，NC重啟后方能生效。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，：在此選擇PLC系列和PLC類型 新建工程界面 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。（3）返回 \ 文件夾，雙擊 setup 圖標(biāo)，按提示安裝GX Developer Version 。 GX Developer軟件的安裝在PC上安裝此軟件，建議使用Version 4（SW4D5C_GPPW）或更新的版本。在圖中，可以看出數(shù)控系統(tǒng)中XXX7的通斷組合的排列來實(shí)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(shí)現(xiàn)的語句為mov k* R148 ，其中的*號(hào)為倍率，在語句的實(shí)現(xiàn)中只要將要輸入的倍率直接代替*即可： 主軸倍率選定方法PLC程序梯形圖 M功能指令的實(shí)現(xiàn)M代碼是經(jīng)由PLC及NC的處理，來決定機(jī)臺(tái)的動(dòng)作，現(xiàn)以M碼功能表的舉例如下: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(dòng)換刀執(zhí)行M08冷卻液開M09冷卻液關(guān)在M代碼需要PLC輸入信號(hào)X230X233來選通，它是由NC給與的輸入信號(hào)，這個(gè)信號(hào)表示，第一組MD代碼是隨著自動(dòng)操作（存儲(chǔ)器、MDI、紙帶）加工程序或手動(dòng)數(shù)字命令輸入起了接受命令。SPS信號(hào)有兩種設(shè)定，一種是常開時(shí)，它是用代碼法來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的，當(dāng)常閉時(shí)，它是用文件寄存器法來控制的。例如：在個(gè)軸回原點(diǎn)時(shí)到達(dá)終點(diǎn)之前要相應(yīng)的指示燈閃爍，等達(dá)到終點(diǎn)之后指示燈常亮，： 回原點(diǎn)指示燈程序 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)，預(yù)期對(duì)應(yīng)的輸入量地址為XX4。 OUTPUT HR3337(操作面板信號(hào))元件信號(hào)簡(jiǎn)稱信號(hào)名稱元件信號(hào)簡(jiǎn)稱信號(hào)名稱Y0X軸歸原點(diǎn)B20Y10F5F5功能A20Y1Y軸歸原點(diǎn)B19Y11+XX軸正行程A19Y2Z軸歸原點(diǎn)B18Y12超程A18Y3第四軸歸原點(diǎn)B17Y13XX軸負(fù)行程A17Y4CLAMP(夾松刀)B16Y14O T Rel過行程解除A16Y5M02/M30B15Y15+YY軸正行程A15Y6NC?NC異警B14Y16ZZ軸負(fù)行程A14Y7MfailB13Y17+4第四軸正方向A13Y8LuBe?潤滑油異警B12Y18F6F6功能A12Y9F4F4功能B11Y19O R I主軸定位A11YA刀臂正轉(zhuǎn)B10Y1ASP CCW主軸反轉(zhuǎn)A10YB刀臂反轉(zhuǎn)B09Y1BSP STOP主軸停止A09YC4第四軸負(fù)方向B08Y1CSP CW主軸正轉(zhuǎn)A08YD+ZZ軸正方向B07Y1DS B K單節(jié)程式執(zhí)行A07YEYY軸負(fù)方向B06Y1EM01選擇性停止A06YF刀庫反轉(zhuǎn)B05Y1FD R N試運(yùn)轉(zhuǎn)A05 OUTPUT HR337(操作面板信號(hào))元件信號(hào)簡(jiǎn)稱信號(hào)名稱元件信號(hào)簡(jiǎn)稱信號(hào)名稱Y20B D T單節(jié)刪除B20A20Y21M L K機(jī)器鎖固B19A19Y22Z LOOKZ軸鎖固B18A18Y23A F L輔助機(jī)能鎖固B17A17Y24F1F1功能B16A16Y25FEED HOID暫停B15A15Y26CYCLE START程式啟動(dòng)B14A14Y27Spindl coolB13A13Y28伺服強(qiáng)電B12A12Y29AUTO冷卻水自動(dòng)B11A11Y2AMAN冷卻水手動(dòng)B10A10Y2BAIR BLOW氣壓B09A09Y2CCHIP CVY卷切削動(dòng)作B08A08Y2DMAG CW刀庫正轉(zhuǎn)B07A07Y2EF2F2功能B06A06Y2FF3F3功能B05A05 數(shù)控加工中心PLC控制程序設(shè)計(jì)步驟梯形圖程序的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在數(shù)控加工中心的程序。： 控制面板至于CNC到PLC的信號(hào)和PLC到CNC的信號(hào)，由于信號(hào)都是固定，工程人員一般是不可以開發(fā)的。 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，讓我們更直觀的了解數(shù)控機(jī)床內(nèi)部信息流向，： 信號(hào)流程圖 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。從信號(hào)流程圖可以看出，一臺(tái)數(shù)控加工中心內(nèi)部信號(hào)的交換大體可以劃分三部分，即控制器、機(jī)器/機(jī)器操作面板、可編程邏輯控制器(PLC)。U、V、W伺服電機(jī)輸出，連接到伺服電機(jī)電源端（U、V、W）。例如：刀庫正轉(zhuǎn)信號(hào)Y2D，當(dāng)其有信號(hào)輸出時(shí)，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(diǎn)接通倒庫電機(jī)正轉(zhuǎn)。其中伺服電源控制回路與NC電源是分開控制。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。通過他們之間的共同作用可以控制加工中心各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件和加工部件。 數(shù)控加工中心設(shè)計(jì)概述數(shù)控加工中心擁有較為復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，它需要多個(gè)電機(jī)來完成其相應(yīng)的功能，比如：刀臂電機(jī)、刀庫電機(jī)、切削液電機(jī)、主軸冷卻液電機(jī)、排屑電機(jī)以及主軸和進(jìn)給軸的伺服電機(jī)等。 機(jī)械控制信號(hào)與基本I/： 控制信號(hào)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(qū)動(dòng)單元的連接基本I/O單元具有兩個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)的接口SV1（1系統(tǒng)）、SV2（2系統(tǒng)），在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中僅使用了SV1接口，伺服驅(qū)動(dòng)單元串聯(lián)連接于該插頭。5%，波紋200MV MAX，輸出電源3A。（b）所示：（b） 控制器外型圖注：①HR171卡FG端子 ②NCNO：通常設(shè)為0③SW2：通常為ON④AUX2接頭：通常不使用⑤AUX1接頭：接顯示器⑥D(zhuǎn)C1N 直流24V電源接口⑦EMG 急停信號(hào)輸入接口⑧AUX1 顯示屏幕連接接口，與顯示屏幕的CR02連接（2）控制單元開關(guān)設(shè)定NC NC SYS設(shè)定設(shè)定操作模式內(nèi)容0正常系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)1PLC停止PLC程式的停止7SRAM全消除B系統(tǒng)版本更新顯示單元顯示單元可以是CRT顯示也可以是LCD顯示，”color LCD顯示器FCU6DUN33+KB20/KB30，與CRT顯示相比較，畫面更清晰，色彩更新，可視性更突出。第二章 三菱M64S數(shù)控系統(tǒng)硬件組成在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所用的三菱M64S數(shù)控系統(tǒng)的配置是標(biāo)準(zhǔn)配置，包括插口與配線，這為我畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究提供了方便。（10）簡(jiǎn)易式對(duì)話程序軟件。（5）可對(duì)應(yīng)內(nèi)含以太網(wǎng)絡(luò)和IC卡界面，即使在程序運(yùn)轉(zhuǎn)中，所有內(nèi)藏資料都可以傳輸對(duì)立。（b） 三菱M64S數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三菱M64S數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）所有M64S系列控制器都標(biāo)準(zhǔn)配備了RISC 64 位CPU，具備目前世界上最高水準(zhǔn)的硬件性能。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。即1970年的第四代—小型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)；1974年的第五代—微處理器組成的數(shù)控系統(tǒng)；1990年的第六代—基于PC的數(shù)控系統(tǒng) 。未來的發(fā)展當(dāng)今的計(jì)算機(jī)業(yè)的高速發(fā)展，并且計(jì)算機(jī)業(yè)已經(jīng)基本成熟，所以數(shù)控系統(tǒng)還是以PC為基礎(chǔ)，開發(fā)以PC為基礎(chǔ)的控制器，這種控制器可以將數(shù)控系統(tǒng)與PC直接連接，這樣可以直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，大大提高了控制器的能力，還將降低控制器的成本。1974年，微處理器應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）階段（1970年至今）1970 年研制成功了大規(guī)模集成電路，并將其用于通用小型計(jì)算機(jī)。 數(shù)控技術(shù)發(fā)展回顧及未來發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控（NC）階段（19521970年）早期的計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度低，這對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理影響不大，但不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求。采用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為32位以上控制器，機(jī)床的進(jìn)給大多采用交流伺服驅(qū)動(dòng)，除了一般數(shù)控系統(tǒng)的功能外，應(yīng)該至少能實(shí)現(xiàn)5軸或5軸以上的聯(lián)動(dòng)控制，最大快速移動(dòng)速度可以達(dá)到100m/min或更高，具有三維動(dòng)畫圖形功能和宜人的圖形用戶界面，同時(shí)具有豐富的刀具管理功能、寬調(diào)速主軸系統(tǒng)、多功能智能化監(jiān)控系統(tǒng)和面向用戶的宏程序功能，還有很強(qiáng)的職能診斷和智能工藝數(shù)據(jù)庫，能實(shí)現(xiàn)加工條件的自動(dòng)設(shè)定，并能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)和通信。這類機(jī)床一般結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，精度中等，價(jià)格也比較低廉。全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)一般應(yīng)用于高精度和超高精度數(shù)控機(jī)床中，： 全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)原理圖（3）半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)這類數(shù)控系統(tǒng)也帶有檢測(cè)反饋裝置，但檢測(cè)元件被安裝在電動(dòng)機(jī)軸或絲杠軸端處，通過角位移的測(cè)量間接計(jì)算出機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置（直線位移），并將其與數(shù)控裝置計(jì)算出的指令位置（或位移）相比較，用差值進(jìn)行控制。這種方式只有前向通道，沒有反饋通道，控制簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便，價(jià)格低廉，但精度和速度受到限制，： 開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)原理圖（2）全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)這類數(shù)控系統(tǒng)帶有位置檢測(cè)反饋裝置，把直流或者交流電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件。（3）輪廓數(shù)控系統(tǒng)這類數(shù)控系統(tǒng)能夠同時(shí)對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使其合成的平面或空間的運(yùn)動(dòng)軌跡符合被加工工件圖樣的要求。其軌跡一般為與某坐標(biāo)軸平行的直線，也可以為與坐標(biāo)軸成45176。PLC可位于數(shù)控裝置之外，稱為獨(dú)立型PLC；也可以與數(shù)控裝置合為一體，稱為內(nèi)裝型PLC。如切削液或油液系統(tǒng)中的冷卻或過濾裝置，油液分離裝置，吸塵吸霧裝置、潤滑裝置及輔助主機(jī)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和控制的氣動(dòng)、液動(dòng)裝置等。其形式可以是繼電器控制線路或可編程邏輯控制器(PLC)。伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)(驅(qū)動(dòng)控制單元)位于數(shù)控裝置和機(jī)床本體之間，包括進(jìn)給軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置和主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置。它的主要功能是：正確識(shí)別和解釋數(shù)控加工程序，對(duì)解釋結(jié)果進(jìn)行各種數(shù)據(jù)計(jì)算和邏輯判斷處理，完成各種輸入、輸出任務(wù)。所以，數(shù)控機(jī)床是一種靈活性很強(qiáng)、技術(shù)密集型及自動(dòng)化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備。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(cè)量技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)正向著高速度、高精度、智能化、開放型以及高可靠性等方向迅速發(fā)展。 概述 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(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。s machinery manufacturing developing process, the CNC technology is one of the core