【正文】 場合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場合，但價(jià)格較貴，過載能力較差。 輸入輸出模塊的選擇 輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型。處理速度與用戶程序的長度、 CPU 處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。 處理速度 PLC 采用掃描方式工作。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。 編程功能 離線編程方式： PLC 和編程器公用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)， CPU只為編程器提供服務(wù) ，不對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。 PLC 系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接 口、 RIO 通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用 DCS 接口等；大 中 型 PLC通信總線 (含接口設(shè)備和電纜 )應(yīng) 1： 1 冗余配置，通信總線應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。 PLC 主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單向路或多向路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高 PLC 的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 運(yùn)算功能 簡單 PLC 的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通 PLC 的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型 PLC 中還有模擬量的 PID 運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式 ，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 10~15 倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（ 16 位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。 二、 存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。 一、 輸入輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%~20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。因此，合理選用 PLC，對(duì)于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。 第二節(jié) PLC的選型 隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展， PLC 產(chǎn)品的種類也越來越多。 數(shù)控系統(tǒng)半個(gè)世紀(jì)經(jīng)歷了兩個(gè)階段六代大發(fā)展，只是發(fā)展到了第五代以后，才從根本上解決了數(shù)控系統(tǒng)可靠性低、價(jià)格昂貴、應(yīng)用很不方便等極 為關(guān)鍵的問題?？傊?，計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。 控制器還將采用開放式的系統(tǒng)構(gòu)架，這樣數(shù)控機(jī)床也可以像今日的計(jì)算機(jī)業(yè)一樣，用戶可以根據(jù)需要自行對(duì)數(shù)控機(jī)床的軟、硬件進(jìn)行配置，這樣數(shù)控機(jī)床的功能重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 提升了，價(jià)格降低了。到了 1990 年， PC 機(jī)的性能已發(fā)展到很高的水平，可滿足數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求，而且 PC 機(jī)的生產(chǎn)批量很大，軟件資源豐富，價(jià)格便宜，可靠性高，數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入基于 PC 的階段。 雖然早期的微處理器速度和功 能對(duì)數(shù)控裝置來說有局 限性，但可以通過多處理器結(jié)構(gòu)來解決相應(yīng)的問題。 1971 年，美國 INTEL 公司在世界上的第一次將計(jì)算機(jī)的兩個(gè) 核心的部件 — 運(yùn)算器和控制器，采用大規(guī)模的集成電路控制技術(shù)，將其集成在一塊芯片上，稱為微處理器（ Microprocessor），又稱中央處理單元 CPU。此時(shí)的小型計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算速度比以往的計(jì)算機(jī)有了大幅度的提高，比專用計(jì)算機(jī)成本低、可靠性提高。隨著電子元器件的發(fā)展，這個(gè)階段又經(jīng)歷了三代：1952 年的第一代 — 電子管計(jì)算機(jī)組成的數(shù)控裝置； 1959 年的第二代 — 晶體管計(jì)算機(jī)組成的數(shù)控裝置； 1965 年的第三代 — 小規(guī)模的集成電路計(jì)算機(jī)組成的數(shù)控裝置。于是，人們不得不采用數(shù)字邏輯控制電路，組成機(jī)床專用計(jì)算機(jī)。 加工中心具有 精度 高、定位準(zhǔn)確 、 多工種加工、 對(duì)重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 操作者的技術(shù)要求低、能適應(yīng)中、小批量結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高的加工、對(duì)工時(shí)估算容易、生產(chǎn)精度掌握容易。 三 、 數(shù)控加工中心的優(yōu)缺點(diǎn) 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有 50 多年的歷史了，經(jīng)過多次修正，如今它已經(jīng)很成熟了。 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)采用可編程邏輯控制器（ PLC）取代了傳統(tǒng)的機(jī)床電器邏輯控制裝置，即繼電器控制線路，用 PLC 控制程序 實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的各種繼電器控制邏輯。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。與傳統(tǒng)的普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床本體的外部造型、整體布 局、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)及操作機(jī)構(gòu)等方面都應(yīng)該符合數(shù)控的要求。其形式可以是繼電器控制線路或可編程邏輯控制器 (PLC)。主軸驅(qū)動(dòng)裝置主要由速度控制單元組成。 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。前者稱為硬件數(shù)控裝置，或 NC 裝置，其數(shù)控功能有硬件邏輯電路實(shí)現(xiàn)；后者稱為 CNC 裝置，其數(shù)控功能有硬件和軟件共同實(shí)現(xiàn)。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)?，F(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)主流的輸入 /輸出裝置有磁盤驅(qū)動(dòng)器、通訊網(wǎng)絡(luò)接口、 LCD 及各種顯示器件等。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。國際信息處理聯(lián)盟（ International Federation Of Information Processing）第五技術(shù)委員會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床做 出如下定義：數(shù)控機(jī)床是一個(gè)裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能夠邏輯的處理使用代碼，或其他符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。隨著自動(dòng)控制理論、電子技 術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密測量技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控 技術(shù)正朝 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。 從廣義上講，是指利用數(shù)字化信息實(shí)行控制，也是利用數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其被控對(duì)象可以是各種生產(chǎn)過程。 數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控是數(shù)字控制（ Numerical Control NC）的簡稱。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對(duì)設(shè)備的控制功能。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的 ， 1952 年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制 的技術(shù)。當(dāng)今的計(jì)算機(jī)行業(yè)高速發(fā)展，并且計(jì)算機(jī)行業(yè)已經(jīng)基本成熟，所以數(shù)控還是以 PC為基礎(chǔ)，開發(fā)以 PC為基礎(chǔ)的控制器，這樣控制器可以將數(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，因此，在其機(jī)械行業(yè)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。本 章針對(duì)數(shù)控技術(shù)、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)的概念及發(fā)展情況做簡要的介紹 ,同時(shí)也簡要介紹關(guān)于 PLC選型的方法。s machinery manufacturing developing process, the CNC technology is one of the core technologies. CNC Machining Center has bee a modern control indispensable processing equipment, To meet the needs of machining accuracy regardless of the structure or mechanical control system is a very high demand CNC systems with high reliability and precision by a wide range of users of all ages. Based on Mitsubishi M64S NC system for the processing center, I introduced processing center structure, NC system specifications, and PLC selection, then use relative materials of Mitsubishi M64S numerical control system to design Vertical Machining Center39。 本文主要從硬件電路和 PLC程序兩大部分來撰寫 ， PLC 程序又包括程序的編寫和仿真，這是本論文最重要的部分，其中 PLC 控制程序又是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，分別在第三章和第四章。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于立式加工中心的數(shù)控設(shè)計(jì) 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 數(shù)控技術(shù)作為現(xiàn)代 制造業(yè)的 核心技術(shù)之一 ， 在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，在機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中，數(shù)控加工中心由于可以以較高的精度實(shí)現(xiàn)多工種加工已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)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的 PLC 及 M64S數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了立式加工中心的 CNC 數(shù)控系統(tǒng)的硬件外圍電路， 同時(shí)利用 三菱公司的 DXdeveloper 開發(fā)工具 進(jìn)行 了 PLC 梯形圖編程和仿真。 【 關(guān)鍵詞 】 M64S 數(shù)控系統(tǒng) 加工中心 PLC 梯形圖 I/O 接口電路 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II ABSTRACT In today39。s main circuit, controlling circuit and private servers circuit. And design corresponding PLC procedure simultaneously. Finally, we use DXdeveloper to edit PLC and emulate. In this paper, I write it in two parts: the hardware circuits and PLC programs. And PLC program includes procedures for the preparation and simulation, which is the most important part of this thesis. What’s more, PLC control program is one difficult part of this research, and it is discussed in Chapter III and IV respectively. 【 Keywords】 M64S numerical control system machining centre control program circuitry 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 ................................................................................................................................. 1 第一章 CNC 數(shù)控系統(tǒng)概述 ........................................................................................... 2 第一節(jié) CNC 數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)介紹 ............................................................................ 2 一、 CNC 數(shù)控基本概念 ..................................................................................... 2 二、 數(shù)控系統(tǒng)的組成 ........................................................................................... 3 三 、數(shù)控加工中心的優(yōu)缺點(diǎn) ............................................................................... 4 四、 數(shù)控技術(shù)發(fā)展回顧及未來發(fā)展趨勢 ...........................