【正文】 M codes [5]. Figure I. Figure I: stone part. Figure 2. 6 axis stone disc cuttin gmachineBut, at the same time, stone disc cutting technology has the same main characteristics as the ones given by C. Zhang, and T. Hu [6] for the future desired CNC scenarios to machine metal parts (and more specifically, for future STEPNC controllers), where the controller program is a range of information such as feature to be machined, tool types used, etc. while the very machinespecific decisions are left to the CNC and its operator.B. New CNC paradigms and standards. Whereas significant changes and advances have been doneduring last decade in CAD/CAM domains, data for puter numerical controllers (CNC) is still being defmed using the ISO 6983 programming interface. This standard is based on a series of G and M codes (basic motion and switch mands for standardized CNC functions and operations)[7]. Although still globally used in metal CNC machines, ISO 6983 has bee a bottleneck because of the information passed to the CNC controller is limited to the how to makeinformation, without information about the actual workpiece and also because the data model nonpliance through the CAD, puteraided process planning (CAPP), CAM and CNC [8]. STEP AP238 [9], informally know as STEPNC, is the STEP (ISO 10303: STandard for the Exchange of Product data models) [10] extension for CNC programming. It defines a richer interface or information model for data transfer between CAD/CAM programming systems and CNCs than ISO 6983 [11]. STEPNC makes available higher information content to the CNC [12] with information describing not only how to make the piece but also about what to make. In STEPNC programs can be described as a set of plex structured tasks (workingsteps) to machine the features of a workpiece13]. This facilitates the development of a new generation of CNCs more capable of performing intelligent functions, and they will take more active role in manufacturing.C. Dynamic feature based disc cutting automation.STEPNC (STEP AP238) extends STEP standard to cover the information requirements needed for NC programming within several machining technologies. There are already some research initiatives in the field of stone machining in STEPNC, but based on milling technology [14], however,stone disc cutting technology has not been taken into account yet. First step to make a real STEPNC stone disc cutting CAD/CAMlCNC system is to get a control architecture sharing the main characteristics about future based control systems as the future STEPNC machines for metal work will have.This paper proposes a CAM/CNC architecture to automate disc stone cutting machines. The architecture is designed to be able to react to changes in the machining conditions, very mon in this technology. Adopting similar paradi。參考文獻(xiàn)[1] 徐虎，：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[2] 霍罡， CP1H PLC 應(yīng)用基礎(chǔ)與編程實(shí)踐：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[3] PLC 入門：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[4] ：清華大學(xué)出版社， 2022.[5] ：東南大學(xué)出版社， 2022.[6] 謝克明，：電子工業(yè)出版社， 2022.[7] 肖峰， 編程 100 例：中國電力出版社，2022.[8] 控制程序精編 108 例：電子工業(yè)出版社，2022[9] 曹輝，：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022.[10] ：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[11] ：人民郵電出版社， 2022.[12] 何衍慶，黎冰， ：電子工業(yè)出版社，2022.[13] 王永華，王東云，：北京航天航空大學(xué)出版社，2022.[14] KIM Yeoungil , KIM Lira, JUN Chasoo, Parametric design of a part with freeform surfaces, J Zhejiang Univ SCIENCE A 2022 7(9):15301534[15] . Nahm 本章小結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過 PLC 控制平面軌跡切削系統(tǒng)，使其完成規(guī)定動(dòng)作。 步驟四：變頻調(diào)速 變頻調(diào)速接線圖圖 37 變頻調(diào)速接線圖 程序 工作原理合上 QFQF4,給 PLC 通電，PLC 使輸出 為 1 時(shí)主軸正傳，是輸出 為 1 時(shí)主軸反轉(zhuǎn)，、 不能同時(shí)為 1，同時(shí)為 0 時(shí)電動(dòng)機(jī)停止。 步驟三：步進(jìn)電機(jī) C 軸旋轉(zhuǎn) 步進(jìn)電機(jī) C 軸控制接線圖圖 36 步進(jìn)電機(jī) C 軸控制接線圖 程序 工作原理通過 PLC 的 、 輸出端分別產(chǎn)生脈沖和方向信號(hào)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器 SH—20403,驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) M 按升降方式運(yùn)行。定位脈沖信號(hào)由 PLC 的 發(fā)出，方向由 控制。 步驟二：交流伺服電機(jī)控制 控制系統(tǒng)原理圖圖 34 典型控制系統(tǒng)框圖 控制系統(tǒng)接線圖圖 35 交流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)接線圖 程序 工作原理合上 QF1 和 QF3，PLC 通電，交流伺服系統(tǒng)接通控制電壓，PLC 使輸出 為 1，KA2 得電，觸頭使 KM3 線圈得電，主觸頭閉合，伺服系統(tǒng)強(qiáng)電接通，然后 PLC 使 為 1，給交流伺服使能。此次設(shè)計(jì)先實(shí)現(xiàn) X、Y、軸的復(fù)位,然后 X 軸運(yùn)動(dòng)，Z 軸運(yùn)動(dòng)，使刀具對(duì)準(zhǔn)到中間位置。 圖 213 西門子接觸器 圖 214 西門子繼電器第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)方案原點(diǎn) 復(fù)位 中間位置 Y 軸前進(jìn)到加工面進(jìn)行加工 主軸轉(zhuǎn)動(dòng) 加工“中”字 Y 軸退回 C 軸旋轉(zhuǎn) 總控制系統(tǒng)工作流程圖總控制流程圖見附頁 輸入輸出線表表 31 I/O 分配PLC 其 它 其 它 其 它 啟動(dòng)（左） 啟動(dòng)（右） 停止（左） 停止（右） 正向（左） 正向（右） 反向（左） 反向（右） 復(fù)位（左） 復(fù)位（右） 自動(dòng)（上） 自動(dòng)（下） 手動(dòng)（上） 手動(dòng)（下） X 軸選擇（紅） X 軸選擇（黑） Z 軸選擇（紅） Z 軸選擇（黑）按鈕和選擇開關(guān)Y 軸選擇（紅） Y 軸選擇（黑） 后極限（紅） 后極限（黑） 前極限（紅） C 軸選擇（黑） 原位（紅）Y 軸信號(hào)C 軸選擇（紅） 24V（）COM0、COMCOM2 、COM3輸入COM 24V（+ ） 4 其 它 其 它 6 3Y 軸交流伺服29 5724V（ +）8 Y 前極限（紅）9 Y 后極限（紅）Y 軸交流伺服41 24V（） 5V（）1 電位器（左孔）2 電位器（下孔）3 電位器（右孔）24V（） 6 U U5主軸變頻器5主軸變頻器V 交流電動(dòng)機(jī) V5W W5 2 1 5V（ +）C 軸步進(jìn)3C 軸步進(jìn) 步驟一：步進(jìn)電機(jī)兩軸聯(lián)動(dòng) 控制系統(tǒng)原理圖圖 32 步進(jìn)電機(jī)兩軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖實(shí)驗(yàn)原理：PLC 接受外部操作信號(hào)發(fā)送給 CJ1W—NC213(三菱 PLC 的兩軸定位模塊)，CJ1W—NC213 接受命令并控制驅(qū)動(dòng)器使運(yùn)動(dòng)軸按軌跡運(yùn)動(dòng) [13]。其輔助觸點(diǎn)電流一般小于 10A，多數(shù)在 5A接觸器：輔助觸點(diǎn)少，用于主電路，電流大，觸頭可以通過大電流，用于主回路較多。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開 [11]。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。(3)作用繼電器一般都有能反映一定輸入變量（如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等）的感應(yīng)機(jī)構(gòu)（輸入部分） ；有能對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn)“通”、 “斷”控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（輸出部分） ；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對(duì)輸入量進(jìn)行耦合隔離，功能處理和對(duì)輸出部分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的中間機(jī)構(gòu)（驅(qū)動(dòng)部分） 。具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點(diǎn)。 選擇由于本次設(shè)計(jì)平面軌跡切削加工控制系統(tǒng)，即只設(shè)計(jì)系統(tǒng)滿足平面內(nèi)的切削即可，故選擇雙軸定位模塊來控制 X、Z 軸的聯(lián)動(dòng)，已達(dá)到完成切削“中”字的要求，雙軸定位模塊的型號(hào)為 CJ1WNC213 繼電器(KA)與接觸器（KM） 繼電器 (1)定義繼電器是一種當(dāng)輸入量（電、磁、聲、光、熱）達(dá)到一定值時(shí)，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動(dòng)控制器件。（6）定位和速度控制范圍定位可以在－1,073,741,823 至1,073,741,823 個(gè)脈沖位置范圍內(nèi)被執(zhí)行，速度在每1 個(gè)脈沖單位中在1 至500,000 pps 范圍內(nèi)。對(duì)不同的允許混合使用不同類型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的軸可以設(shè)置不同的操作模式。要根據(jù)控制軸的數(shù)量和期望的輸出類型選擇最適當(dāng)?shù)男吞?hào)。使用2或4個(gè)軸的型號(hào)，對(duì)于所有的軸線線性線性插都可以實(shí)現(xiàn)。第一種是存儲(chǔ)器操作，在這種操作中定位所需的信息被傳輸?shù)絇CU，然后對(duì)應(yīng)定位控制具體化；第二種是直接操作，在這種操作中目的位置和目的速度每次都要由CPU 單元設(shè)置。 運(yùn)動(dòng)控制模塊 定義 NC 運(yùn)動(dòng)控制模塊是一種快速高精度的運(yùn)動(dòng)控制模塊，分為CJ、CS 、C200H 系列，對(duì)應(yīng)不同的 CPU 模塊，和內(nèi)置脈沖控制比較，NC 模塊可以實(shí)現(xiàn)多軸插補(bǔ)，內(nèi)存序列操作及示教，中斷進(jìn)給以完成更加復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。 交流伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小。當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)失去控制電壓后，它處于單相運(yùn)行狀態(tài)，由于轉(zhuǎn)子電阻大，定子中兩個(gè)相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)轉(zhuǎn)矩特性（T1－ST2－S2曲線）以及合成轉(zhuǎn)矩特性（T－S 曲