【正文】 ck down the tax, holding that it violated the constitutional requirement that direct taxes be apportioned among the states by population (pollock v. farmers39。 當(dāng)然不忘感謝我的家人，想到你們總會讓我的心里安詳而溫暖，你們的哺育之恩、愛護(hù)之情我當(dāng)永世不忘！ 惶恐地承受諸位的恩惠，唯有乘風(fēng)破浪，展翅高飛以求不負(fù)眾望。如果沒有他們的幫助，要完成我的畢業(yè)論文也是比較困難的。在論題的確定中，給了我不少的建議，開闊了我的思路。在本論文的撰寫過程中，鄧?yán)蠋煼畔铝?繁重的工作，從論文選題到如何查閱資料，再是開題報(bào)告的完成和論文正文的反復(fù)修改，直到最后的定稿，這其中的每一個環(huán)節(jié)，甚至是一些很小細(xì)節(jié)的完善、格式的矯正等，鄧?yán)蠋煻冀o予了我悉心的指導(dǎo)。是你們對我的悉心指導(dǎo)和艱苦相伴，讓我攻破了一個個的難關(guān)；是你們對我的循循善誘和精心點(diǎn)撥，讓我的大學(xué)不留遺憾。 30 參考文獻(xiàn) [1]《數(shù)控原理與系統(tǒng)》 陳富安、趙渭平編著．人民郵電出版社 [2]《可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用》 廖常初編著．重慶：重慶大學(xué)出版社 [3]《西門子 S7— 200 系列 PLC 自學(xué)手冊》 陳忠平、周少華、侯玉寶、李銳敏編著．北京：人民郵電出版社 [4]《機(jī)電傳動與控制技術(shù)》 姚永剛、田效伍、蘆家成．北京：中國輕工業(yè)出版社 [5]《機(jī)電傳動控制》 張海根、高安邦．北京：高等教育出版 社 [6]《數(shù)控加工技術(shù)》 王令其、張思弟、雷學(xué)東、于杰．北京：機(jī)械工業(yè)出版社 31 謝 辭 寫開題報(bào)告到現(xiàn)在的論文定稿，經(jīng)過了一個半月的忙碌和奮斗，終于到了寫致謝的時候了，舒一口氣的同時，我發(fā)現(xiàn)三年的大學(xué)生涯也將就此結(jié)束。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用了獨(dú)立于 CNC 之外的 S7— 200PLC 來完成較為復(fù)雜的輔助控制功能。我國目前機(jī)械行業(yè) 80%以上的設(shè)備仍采用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器進(jìn)行控制。 在換刀（ Q0． 3=1 或 Q0． 4=1）期間，或者在自動工作方式而主軸還沒有啟動的情況下，向 CNC 發(fā)進(jìn)給保 持信號（ Q2． 6），使 CNC鎖定進(jìn)給，保證機(jī)床安全。 24 25 26 圖 26 數(shù)控車床主軸控制子程序梯形圖 2． 7． 5 急停、進(jìn)給保持控制子程序 急停和進(jìn)給保持是 PLC進(jìn)給 CNC的輔助控制反饋同步信號，用來反饋輔助控制信息，同步 NC 程序的執(zhí)行。 22 23 圖 25 數(shù)控車床換刀控制子程序梯形圖 2． 7． 4 主軸控制子程序 首先執(zhí)行 S指令，指定速度擋，然后執(zhí)行 M03指令，置位 M0． 1，根據(jù) S指令代碼 MB2不同，產(chǎn)生相應(yīng)的輸出組合（ Q0． 0、 Q0． Q1． Q1． 5），從而啟動主軸按預(yù)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。 20 21 圖 24 數(shù)控車床冷卻和潤滑控制子程序梯形圖 2． 7． 3 換刀控制子程序 下面這個圖是自動換刀控制子程序梯形圖。自動方式（ I=2． 5）時，在 M選通信號的作用下，判斷 MB1的值，如果等于 08，則置位 M0． 2，如果等于 09，則復(fù)位 M0． 2；手動旋鈕 SA2 閉合（ I0． 0=1）或者 M0． 2=1 時，開關(guān)冷卻 Q0． 2。按下連續(xù)右按鈕 I0． 3，尾座退回， Q1． 1有效自鎖，同時解除 Q1． 0，尾座連續(xù)退回。按下連續(xù)左按鈕 I0． 1，尾座伸出， Q1． 0 有效并自鎖，同時解除 Q1． 1，尾座連續(xù)伸出。 液壓卡盤的夾緊和松開是由一個腳踏開關(guān) SQ7控制的，第一次踩踏時夾緊， 18 第二次踩踏時松開，因此先將這個開關(guān)的閉合信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號 ，然后用 Q1． 0、復(fù)位 Q1． 1，或者復(fù)位 Q1． 0、置位 Q1． 1。 2． 4 輸入 /輸出分配表 表 21 CK6150 PLC控制 輸入 /輸出分配表 輸入 輸出 功能 PLC 地址 功能 PLC 地址 冷卻液開關(guān) 主軸低速 尾座連續(xù)左 主軸高速 點(diǎn)動 開冷卻液 連續(xù)右 刀架正轉(zhuǎn) 超程解除 刀架反轉(zhuǎn) 13 油泵停止開關(guān) 潤滑 主軸低速控制開關(guān) 尾 座向左 主軸高速控制開關(guān) 尾座向右 1 號刀位 卡盤夾緊 2 號刀位 卡盤松開 3 號刀位 離合器低速 4 號刀位 離合器高速 X 軸限位開關(guān) 主軸剎車制動 Z 軸限位開關(guān) 急停報(bào)警指示燈 腳踏開關(guān) 卡盤夾緊指示燈 伺服準(zhǔn)備好 X 軸超程指示燈 電機(jī)過熱 Z 軸超程指示燈 冷卻開啟控制開關(guān) 頂尖指示燈 擋位控制開關(guān) 外部急停 換刀控制開關(guān) 進(jìn)給保持 油泵急停 NC 急停 NC 復(fù)位 2． 5 PLC 的 I/O 接線圖 14 圖 21 CNC系統(tǒng)和 PLC接口 15 2． 6 PLC 主程序梯形圖 在 CK6150 數(shù)控車床的 PLC 控制主程序中，首先把 CNC 送到 IB3 口的 MST 代碼（ BCD碼）與 63（ 3FH）相與，屏蔽掉 、 ，然后在 M選通、 S選通、 T選通信號的作用下，分別將 M代碼轉(zhuǎn)存到 MB S代碼轉(zhuǎn)存到 MB T 代碼轉(zhuǎn)存到MB3；然后，無條件 ()調(diào)用主軸控制子程序、液壓卡盤和液壓尾座控制子程序、冷卻和潤滑控制子程序、換刀控制子程序、急停和進(jìn)給保持控制子程序。它們的存儲空間也比較少。 CPU226 模塊有 24 輸入 /16 輸出的共同體 40 個數(shù)字量 I/O 點(diǎn)，程序和數(shù)據(jù)存儲容量達(dá)成 13KB，并能最多擴(kuò)展 7 個外部功能模塊，最大擴(kuò)展至此 248 路數(shù)字量 I/O點(diǎn)或是 35路模擬量 I/O； 2個 RS485 通信 /編程口，具有 PPI 通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由方式通信能力；其 I/O端子排可很容易地整體拆卸，適用于控制要求較高、點(diǎn)數(shù)多的小型或中型控制系統(tǒng)。獨(dú)立型 PLC獨(dú)立于 CNC裝置，具有完備的硬件和軟件功能，能夠獨(dú)立完成規(guī)定控制任務(wù)的裝置。 2． 3 PLC 類型的 選擇 12 數(shù)控機(jī)床用 PLC 可分為兩類：一類是專為實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床順序而設(shè)計(jì)制造的內(nèi)裝型 PLC；另一類是專業(yè)的 PLC 生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，他們規(guī)范輸入 /輸出接口、輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)、程序存儲容量，其運(yùn)算和控制功能均能滿足數(shù)控機(jī)床的控制要求稱為獨(dú)立型 PLC。 PLC 的繼電器輸出 分別控制 24V 指示燈 HL2HL6 的通電 /斷電，分別用于急停報(bào)警、卡盤夾緊、 X軸超程、 Z 軸超程和尾座頂緊的指示。 PLC的繼電器輸出 COM2和 COM3與 24V開關(guān)電源的正極 輸出 L+相連。各輸入接點(diǎn)的公共端 1M4M均與 24V開關(guān)電源的輸出負(fù)極 M相連?！八欧?zhǔn)備好”信號和“電動機(jī)過熱”信號分別接至 PLC的 、 輸入端，用于急停報(bào)警。 4個刀位開關(guān) T1T4分別接至 PLC 的 出入端，用于換刀控制。冷卻液開關(guān) SA尾座操作按鈕 SB6SB超程解除按鈕 SB9分別接至 PLC的 ，用于手動操作。有些輔 11 助動作的處理控制結(jié)果還要由 PLC 送回?cái)?shù)控系統(tǒng)的 I/O1 接口，通過進(jìn)給保持信號同步程序的執(zhí)行。在工作過程中， 611A 具有電動機(jī)過熱、過載保護(hù)功能，一旦檢測到東東及過熱，過熱保護(hù)繼電器工作，向 PLC的 護(hù)信號，產(chǎn)生急停報(bào)警。 10V 模擬給定信號到 611A 伺服驅(qū)動器 X31 X322 的 56 端 、14端，伺服驅(qū)動器開始工作，驅(qū)動伺服電動機(jī) M M7運(yùn)轉(zhuǎn)。 FAGOR 8025 數(shù)控系統(tǒng)自檢結(jié)束后，在沒有外部急停報(bào)警的情況下，從 I/O1口輸出 X 軸、 Z 軸伺服使能信號，通過繼電器 KA KA2 轉(zhuǎn)接后，分別接通 611A伺服驅(qū)動器 X33 X332 的 65端、 9端伺服驅(qū)動器開始工作。 在系統(tǒng)上電后，按下液壓啟動按鈕 SB3，接觸器 KM1吸合并自鎖，液壓泵電動機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓泵開始工作。 (2)CNC 接口和控制電路 在圖 所示的伺服驅(qū)動接口、 CNC 接 口和控制 PLC 回路中，伺服驅(qū)動采用三相交流 380V 供電，三相電源經(jīng)過自動空氣開關(guān) QF7引入； FAGOR 8025 數(shù)控系統(tǒng)采用單相交流 220V 電源供電，電源經(jīng)過自動空氣開關(guān) QF9 引入后，經(jīng)過變壓器 T1和自動空氣開關(guān) QF10向控制回路供電。 FR FR FR3分別為 M M2 和 M3電動機(jī)的過載保護(hù)熱繼電器，由于刀架電動機(jī)和潤滑電動機(jī)的工作時間很短，所以不需要加過載保護(hù)。KM KM7為刀架電動機(jī) M4的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)接觸器。 KM KM KM4 為主軸電動機(jī) M2 的高速、低速控制接觸器；當(dāng) KM2 吸合 KM KM4 斷開時，電動機(jī) M2 定子 10 繞組三角形接法， 4 級低速運(yùn)行；當(dāng) KM KM4 吸合 KM2斷開時，電動機(jī) M2定子繞組呈雙星型接法， 2級高速運(yùn)行。自動空氣開關(guān)具有短路保護(hù)功能，并能夠起到一定的過載保護(hù)作用。其控制電路如圖 、圖 和圖 所示，系統(tǒng)采用了西門子 S7200 型可編程控制器和西門子 611A 伺服驅(qū)動，其工作原理如下圖所示。車床主軸在一般情況下是單方向旋轉(zhuǎn)的，但在車削螺紋時，要求主軸能正反轉(zhuǎn)。中小型普通車床的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動一般采用一臺異步電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。溜板箱用來將絲桿或光杠傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動并帶動刀架進(jìn)給，控 制刀架運(yùn)動的接通、斷開和換向等操作。 主軸變速箱用來支承主軸和傳動其旋轉(zhuǎn)，它包含主軸及其軸承、傳動機(jī)構(gòu)、 8 啟停及換向裝置、制動裝置、操縱機(jī)構(gòu)及潤滑裝置。 2． 2 CK6150 數(shù)控車床