【正文】 所以在此感謝學(xué)校學(xué)院 給了我這次參加設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。了解到了系 統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和艱巨性。王高平 老師治 學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、知識(shí)淵博、誨人不倦，在學(xué)術(shù)和為人上都為我作出了榜樣。但由于個(gè)人水平限制原因，我對(duì)這個(gè)課題研究還不是很深入，論文本身還存在諸多欠妥之處，懇請(qǐng)老師與同學(xué)們給我提出寶貴的意見(jiàn)，我將在以后的研究中進(jìn)一步完善和深化 。 經(jīng)過(guò)將近一個(gè)月的設(shè)計(jì)和調(diào)試，本次加工中心 系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)計(jì)完畢，其功能也已經(jīng)達(dá)到要求。 （ 4）“ Z 上”復(fù)位，“ Z 下”限位到位， Z 軸停， Y 軸方向向前運(yùn)行， 為 1，工件銑加工。 （ 2）“ X 左”限位到位，工件到達(dá)制定位置。 、武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 、 、 、 、 為 1。 鉆頭運(yùn)動(dòng)條件： 為 1。 鉆頭運(yùn)動(dòng)條件： 為 1。 動(dòng)作過(guò)程：?jiǎn)?dòng) 亮， X 軸運(yùn)動(dòng) ( 為 1)、 Z 軸 和 T1 鉆頭 （ 1）、 Z軸運(yùn)動(dòng) （ 1）、 Y軸運(yùn)動(dòng) (為 1)、 Z 軸 和 T2 鉆頭 鉆孔（ 為 1）、 Z 軸運(yùn)動(dòng) 退鉆頭（ 為 1）、 X 軸運(yùn)動(dòng) 和 Y 軸運(yùn)動(dòng) ( 為 1)、 Z 軸 和 T3 鉆頭 鉆孔（ 為 1）、 Z 軸運(yùn)動(dòng) 退鉆 頭（ 為 1）、 Z 軸運(yùn)動(dòng) 和 T4銑刀運(yùn)動(dòng) （ 為 1）、 T4 銑刀運(yùn)動(dòng) 和 X 軸銑運(yùn)動(dòng) ( 為 1)、Z 軸運(yùn)動(dòng) 退刀（ 為 1）、 Z 軸運(yùn)動(dòng) 和 T5 銑刀運(yùn)動(dòng) （ 為 1）、 T5銑刀運(yùn)動(dòng) Y軸銑運(yùn)動(dòng) ( 1)、 Z軸運(yùn)動(dòng) （ 為 1）、 Z 軸運(yùn)動(dòng) 和 T6 銑刀運(yùn)動(dòng) （ 為 1）、 T6 銑刀運(yùn)動(dòng) 和 X軸 軸 銑運(yùn)動(dòng) ( 為 1)、 Z 軸運(yùn)動(dòng) 退刀（ 為 1）、結(jié) 束。 確定外圍 I/O 設(shè)備 本設(shè)計(jì)使用 3 個(gè)伺服、 6 個(gè)限位開(kāi)關(guān)、 6 個(gè)加工中心刀庫(kù)。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略，那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū)別了。在此期間， CPU按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。 圖 22 PLC的掃描運(yùn)行方式 輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。 PLC 的工作原理 當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。不過(guò)對(duì)于新型的PLC，其存儲(chǔ)容量可根據(jù)用戶的需要而改變。只是計(jì)數(shù)器邏輯線圈的計(jì)數(shù)位與計(jì)時(shí)器邏輯線圈的計(jì)時(shí)位不同，它需要兩個(gè)位（ bit）。計(jì)時(shí)器邏輯線圈也分為兩種：普通計(jì)時(shí)器邏輯線圈和具有失電保持的計(jì)時(shí)器邏輯線圈。數(shù)據(jù)寄存器也分為具有失電保持的數(shù)據(jù)寄存器和無(wú)失電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器。用戶在編制用戶程序時(shí)不得使用這些邏輯線圈 ，而只能使用其觸點(diǎn)；另一種特殊邏輯線圈通或斷的狀態(tài)需由掃描該線圈的控制線路來(lái)確定。邏輯線圈的作用類(lèi)似于電氣控制線路中的繼電器，而輸出線圈的作用類(lèi)似于電氣控制線路中的接觸器。 （ 2）系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū) 除了 I/O 映象區(qū)以外，系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)還包括 PLC 內(nèi)部各類(lèi)軟設(shè)備（邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、變址寄存器、累加器等）的存儲(chǔ)區(qū)。 （ 1） I/O 映象區(qū) 由于 PLC 投入運(yùn)行后，只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)。它包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷程序等。存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢以后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行為止。如圖 21 所示： 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 21 PLC硬件的基本結(jié)構(gòu) 中央處理單元（ CPU） 中央處理單元（ CPU）是 PLC 的控制中樞。 PLC 作為先進(jìn)的、應(yīng)用勢(shì)頭最強(qiáng)的工業(yè)控制器風(fēng)靡全球?？删幊绦蚩刂破鳎?PLC）的應(yīng)用是電氣控制技術(shù)發(fā)生了根本的變化。經(jīng)過(guò) 30 多年的發(fā)展， PLC 已形成了完整的工業(yè)控制器產(chǎn)品系列，其功能從初期的主要 用于替代繼電 接觸器控制的簡(jiǎn)單功能，發(fā)展到目前的具有接近于計(jì)算機(jī)的強(qiáng)有力的軟硬件功能。 它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序 ，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC 是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。寫(xiě)完的程序用 STEP7軟件檢測(cè)程序有沒(méi)有錯(cuò)誤，沒(méi)有錯(cuò)誤就可以檢查控制是否正確，確定無(wú)誤后這個(gè)設(shè)計(jì)的主要工作就完成了。這樣對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展有很大提高。同時(shí)，企業(yè)加大了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究的資金投入，一批國(guó)內(nèi)急需長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口的高檔加工中心，如高速加工中心、五軸加工中心等取得了突破，有的已進(jìn)入批量生產(chǎn)。上世紀(jì) 90年代初，北京機(jī)床所引進(jìn)美國(guó) TK公司立式加工中心技術(shù)、北京機(jī)電研究院引進(jìn)美國(guó)辛辛那提公司馬刀立式加工中心技術(shù)等和自行開(kāi)發(fā)，基本掌握了加工中心的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，為今后加工中心的生產(chǎn)和應(yīng)用打下了扎實(shí)基礎(chǔ)。而德國(guó)巨 39。隨著網(wǎng)絡(luò)通信功能的不斷增強(qiáng)，加工中心的應(yīng)用范圍將更加廣泛。為了適應(yīng)高速、高精度等加工需要，機(jī)床的信息流必須及時(shí)指揮刀具與工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不得失真與偏差。立柱傾斜型結(jié)構(gòu)也頗為新鮮，為了改善葉片加工的切削狀態(tài)，增加刀具與葉片的接觸面，瑞士LIECHTI公司將機(jī)床的立柱設(shè)計(jì)成與垂直線傾斜一個(gè)角度，而葉片加工的名牌瑞士 Starrag公司則是將銑頭傾斜 22． 50，目的不僅為了避免與夾具的干涉及便于排屑，更是使刀具能夠切削至葉根。較早的臥式加工中心工作臺(tái)配置一般采用十字滑板型式，即 X、 Z兩向運(yùn)動(dòng)都由滑板實(shí)現(xiàn)。 (2)加工中心的結(jié)構(gòu)在不斷 改進(jìn) 綜觀目前加工中心的主要結(jié)構(gòu)形式，無(wú)論是立式、臥式、滑枕式以及龍門(mén)式等等，其結(jié)構(gòu)的演變都有很大進(jìn)展。 1992年，德國(guó) EMAG公司發(fā)明了被譽(yù)為10年內(nèi)最佳機(jī)床的倒置立車(chē)，并在此基礎(chǔ)上相繼開(kāi) 發(fā)了倒立加工中心，即在一臺(tái)機(jī)床上能對(duì)輕型回轉(zhuǎn)體零件作車(chē)、銑、鉸、鏜等多工序加工，甚至還可以磨削、滾齒以及激光加工等。國(guó)產(chǎn)加工中心市場(chǎng)占有率低的主要原因是國(guó)產(chǎn)加工中心武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 在產(chǎn)品水平、交貨期、質(zhì)量和可靠性上與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品 相比存在不少差距口 [2]。 2020年與 2020年相比，進(jìn)口的加工中心數(shù)量增加 4． 8倍。 加工中心特別適合于箱體、框架、葉片等特殊復(fù)雜零件的柔性高效加工，能減省一些普通銑床、鉆床、鏜床，提高加工精度和效率，減少轉(zhuǎn)換時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。 describes the debugging steps and methods of system. Keywords: Machining center Control system PLC 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 摘 要 ........................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。在 分析加工中心技術(shù)需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并論證了加工中心控制系統(tǒng)的總體方案；研究了進(jìn)給、主軸、自動(dòng)換刀等功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行了控制系統(tǒng)的選型論證與設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)了加工中心的電氣控制系統(tǒng)，研究了基于西門(mén)子 S7— 200系統(tǒng)的 DNC控制方案；闡述了系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法 。它具有功能強(qiáng)大、使用可靠、維修簡(jiǎn)單等許多優(yōu)點(diǎn)，并且在很多地方已逐步取代了繼電器電路的邏輯控制。 加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備，尤其是機(jī)械加工業(yè)、小型模具制造企業(yè)、工科院校、技工學(xué)校等對(duì)小型加工中心的需求十分巨大。 關(guān)鍵詞 ： 加工中心 控制系統(tǒng) PLC 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract The programmable controller is more and more obvious in the industrial control application significance, and has been widely used in electrical control equipment power, chemical, electronics and other industries. It has a powerful, reliable us