【正文】 片機(jī)的測控裝置，用于模擬量閉環(huán)控制的可編程序調(diào)節(jié)器，集散控制系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床適宜與計(jì)算機(jī)聯(lián)系，目前已成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造和計(jì)算機(jī)管理一體化的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床的切削條件、切削時(shí)間等都是由預(yù)先編好的程序決定，都能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化。而數(shù)控機(jī)床由于采用了計(jì)算機(jī)插補(bǔ)技術(shù)和多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)幾乎是任意軌跡的運(yùn)動(dòng)和加工任何形狀的空間曲面，適用于各種復(fù)雜曲面的零件加工。數(shù)控機(jī)床的操作者，既是體力勞動(dòng)者，也是腦力勞動(dòng)者。一人能管理幾臺機(jī)床，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。這有效地縮短了切削時(shí)間。（3） 具有較高的生產(chǎn)率數(shù)控機(jī)床不需人工操作，四面都有防護(hù)罩，不用擔(dān)心切削飛濺傷人，可以充分發(fā)揮刀具的切削性能。（2） 獲得更高的加工精度和穩(wěn)定的加工質(zhì)量數(shù)控機(jī)床是按以數(shù)字形式給出的指令脈沖進(jìn)行加工。同類工件系列中不同尺寸、不同精度的工件，只需要局部修改或增刪零件程序的相應(yīng)部分。我國進(jìn)口的數(shù)控系統(tǒng)基本為德國西門子（SIMENS）和日本法那克（FANUC）兩家公司所壟斷，這兩家公司在世界市場的占有率超過８０％。同時(shí)，數(shù)控技術(shù)關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位，是體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低是衡量一個(gè)國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。近20年來，微處理器數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床得到了飛速發(fā)展的廣泛應(yīng)用，這就是第五代數(shù)控系統(tǒng)。1970年，在美國芝加哥國際機(jī)床展覽會上，首次展出了這種系統(tǒng)，稱為第四代數(shù)控。小型計(jì)算機(jī)開始取代專用數(shù)控計(jì)算機(jī)，數(shù)控的許多功能由軟件程序?qū)崿F(xiàn)。由于它體積小、功耗低，使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步提高，標(biāo)志數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。 1959年，計(jì)算機(jī)行業(yè)研制出晶體管元器件，因而數(shù)控裝置中廣泛采用晶體管和印制電路板，從而跨入第二代數(shù)控時(shí)代。 1958年美國克耐 1953年，美國空軍與麻省理工學(xué)院協(xié)作，開始從事計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程的研究。經(jīng)過三年時(shí)間的研究，于1952年試制成功世界第一臺數(shù)控機(jī)床試驗(yàn)性樣機(jī)。詳細(xì)給出了主/控制回路圖及一些元件的選擇。本文就對鉆銑床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制和數(shù)控三部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，基本可以滿足鉆銑床的運(yùn)行。目前，在機(jī)械制造業(yè)中已不再是僅僅要求單機(jī)自動(dòng)化，而是要求實(shí)現(xiàn)一條生產(chǎn)線，一個(gè)車間、一個(gè)工廠甚至更大規(guī)模的全盤自動(dòng)化，這便體現(xiàn)PLC技術(shù)的重要性。課 題： 數(shù)控鉆銑床電氣系統(tǒng)控制畢業(yè)設(shè)計(jì) 前 言隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，PLC技術(shù)正在不斷地深入到各個(gè)領(lǐng)域并迅速地向前推進(jìn)，特別是近幾年來在機(jī)械加工領(lǐng)域引起了許多深刻的改革。《雙面鉆孔組合機(jī)床在運(yùn)用》就是運(yùn)用了PLC技術(shù)與機(jī)床電氣的過程及注意事項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化的運(yùn)用，這便使雙面組合鉆床操作更加方便，大大提高了工作效率。在設(shè)計(jì)中，參考了機(jī)電一體化技術(shù)方面和PLC方面的教材和資料，在書后的參考文獻(xiàn)中列出，這些寶貴的資料對我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了重要的作用，在設(shè)計(jì)中有許多不妥之處，敬請老師提出寶貴指正.摘要數(shù)控鉆銑床是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的部分，可以高速、精確的切削零件。本系統(tǒng)采用的數(shù)控裝置集成進(jìn)給軸接口、主軸接口、手持單元接口、內(nèi)嵌式PLC接口、遠(yuǎn)程I/O板接口于一體，支持硬盤、電子盤等程序存儲方式以及軟驅(qū)、DNC、以太網(wǎng)等程序交換功能，具有高性能、配置靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用、可靠性高的特點(diǎn)。 關(guān)鍵字：數(shù)控裝置 PLC 主/控制回路 目 錄第一章 緒論……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… PLC相關(guān)技術(shù)的發(fā)展入應(yīng)用領(lǐng)域……………………………………… PLC技術(shù)簡介………………………………………………………… PLC的基本結(jié)構(gòu)……………………………………………………… PLC應(yīng)用領(lǐng)域…………………………………………………………第二章 電氣系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………………… ………………………………………………… ………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………第三章 伺服電機(jī)的選擇與計(jì)算……………………………………………………… …………………………………………………… ……………………………………………………………第四章 數(shù)控部分設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………第五章 外文翻譯……………………………………………………………………第六章 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………第一章 緒論： 1949年帕森斯公司正式接受美國空軍委托，在麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的協(xié)助下，開始從事數(shù)控機(jī)床的研制工作。這是一臺采用脈沖乘法器原理的直線插補(bǔ)三坐標(biāo)連續(xù)控制銑床，這便是數(shù)控機(jī)床的第一代。這就是APT自動(dòng)編程的開始。杜列克公司在世界上首先研制成功了帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為“加工中心”。 1965年，出現(xiàn)了小規(guī)模的集成電路。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，小型計(jì)算機(jī)的價(jià)格急劇下降。這樣組成的數(shù)控系統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC）。 1974年美國、日本等國首先研制出以微處理器為核心的數(shù)控系統(tǒng)。： 數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，現(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS等，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上，離開了數(shù)控技術(shù)，先進(jìn)制造技術(shù)就成了無本之木。 國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進(jìn)展緩慢，高檔依靠進(jìn)口的局面，特別是國家重點(diǎn)工程需要的關(guān)鍵設(shè)備主要依靠進(jìn)口，技術(shù)受制于人。：（1） 具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和通用性數(shù)控機(jī)床的加工對象改變時(shí)，只需要新編制相應(yīng)的程序，輸入計(jì)算機(jī)就可以自動(dòng)地加工出新的工件。隨著數(shù)控技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的柔性也在不斷擴(kuò)展，逐步向多工序集中加工方向發(fā)展。進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲杠導(dǎo)程誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，所以可獲得較高的加工精度。因此，數(shù)控機(jī)床的功率的剛度都比普遍機(jī)床性能高，允許進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削。（4） 改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率應(yīng)用數(shù)控機(jī)床時(shí)，工人不需直接操作機(jī)床，而是編好程序調(diào)整好機(jī)床后由數(shù)控系統(tǒng)來控制機(jī)床，免除了繁重的手工操作。當(dāng)然，對工人的文化技術(shù)要求也提高了。（5） 能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的加工普通機(jī)床難以實(shí)現(xiàn)或無法實(shí)現(xiàn)軌跡為二次以上的曲線或曲面的運(yùn)動(dòng)，如螺旋槳、氣輪機(jī)葉片之類的空間曲面。（6） 便于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理用計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)管理現(xiàn)代化的重要手段。這就便于準(zhǔn)確地編制生產(chǎn)計(jì)劃，為計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。 PLC技術(shù)簡介：隨著微處理器：計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)擴(kuò)展到幾乎所有領(lǐng)域。PLC由于應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，所以成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一，PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動(dòng)化的控制系統(tǒng)中。CPU模塊：CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲器組成，在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，不斷地采集輸入信號執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出，存儲器用來存儲程序和數(shù)據(jù)。編程器：編程器用來生成用戶程序，并用它進(jìn)行編程修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況，使用編程軟件可以在主算機(jī)上直接生成編輯梯形圖或指令表程序，并可實(shí)現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換，程序被編譯后下載到PLC，也可以將PLC中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。 PLC應(yīng)用領(lǐng)域：在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用所有的工業(yè)部門，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)有范圍不斷擴(kuò)大，如運(yùn)動(dòng)控制、金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯。數(shù)據(jù)處理：可用于通信功能傳送到智能裝置或者將他們打印制表。 第二章電氣系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)：（選件）：選擇華中“世紀(jì)星”HNC21 系列數(shù)控裝置（HNC21T HNC21M ）特點(diǎn)：“世紀(jì)星”HNC21系列數(shù)控裝置（HNC21T、HNC21M）采用先進(jìn)的開放式體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC機(jī)、高性能32位中央處理器，集成進(jìn)給軸接口、主軸接口、手持單元接口、內(nèi)嵌式PLC接口、遠(yuǎn)程I/O板接口于一體，支持硬盤、電子盤等程序存儲方式以及軟驅(qū)、DNC、以太網(wǎng)等程序交換功能，主要適用于數(shù)控車、銑床和加工中心的控制。注：圖中除電源接口外，其他接口都不是必須使用的。（選件）：軟驅(qū)單元為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換單元，該單元可為系統(tǒng)擴(kuò)展軟盤數(shù)據(jù)交換、外接鍵盤、RS23DNC和以太網(wǎng)接口等功能。軟驅(qū)單元接口如圖3所示：圖3 軟驅(qū)單元接口圖前視圖接口用于和外部計(jì)算機(jī)連接，后視圖接口用于和HNC21連接。手持單元僅有一個(gè)DB25的接口。（選件）：I/O端子板分輸入端子板和輸出端子板兩種，通常作為HNC21數(shù)控裝置XSXS1XSXS21接口的轉(zhuǎn)接單元使用，以方便連接及提高可靠性。每塊輸入端子板含20位開關(guān)量輸入端子；每塊輸出端子板含16位開關(guān)量輸出端子及急停（兩位）與超程（兩位）端子。最多可連接4塊遠(yuǎn)程輸入端子板與4塊遠(yuǎn)程輸出端子板。每塊遠(yuǎn)程輸出端子板提供32位NPN開關(guān)量輸出端子。J1：與數(shù)控裝置或上級遠(yuǎn)程I/O端子板連接接口；J2：與下級遠(yuǎn)程I/O端子板連接接口；J3：輸出開關(guān)量（NPN型）和直流24V電源端子。 PLC電路（外部電源2）：DC24V 不低于50W。 外部電源1采用交流AC24V電源時(shí)（參見供電方式一），建議數(shù)控裝置不與其他外部設(shè)備共用電源。若開關(guān)量輸出信號控制的直流24V繼電器較多，可適當(dāng)增加電源容量，或另外提供電源，但必須與外部電源2共地。 外部電源1采用直流DC24V電源時(shí)，可以與外部電源2共用一個(gè)容量不低于150W的直流24V開關(guān)量（參見供電方式二）。 遠(yuǎn)程I/O端子板上的輸入/輸出開關(guān)量可在本地單獨(dú)使用電源。由于電源線電纜中的地線較細(xì)，因此。但為了提高開關(guān)量信號的抗干擾能力，XSXS1XSXS21開關(guān)量接口的1，2，14，15腳應(yīng)采用單獨(dú)的電線連接到外部DC24V電源地上，以減少流過XS1的4腳（24V地）的電流，如圖11所示。否則，數(shù)控裝置不能通過輸出開關(guān)量可靠地控制這些元器件，或從這些元器件接收信號。各接口的功能和引腳定義與HNC21數(shù)控裝置完全相同。圖12 與軟驅(qū)單元的連接框圖圖中連接軟驅(qū)單元的四根擴(kuò)展線接線方式，均以相應(yīng)引腳一一對應(yīng)焊接，如圖13所示。： HNC21數(shù)控裝置可以通過RS232或以太網(wǎng)與外部計(jì)算機(jī)連接，并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與共享。：圖15 數(shù)控裝置通過RS232口與PC計(jì)算機(jī)連接（有軟驅(qū)單元的情況）：通過以太網(wǎng)與外部計(jì)算機(jī)連接是一種快捷、可靠的方式。在硬件上，可以直接使用HNC21背面的以太網(wǎng)連接，也可以通過軟驅(qū)單元轉(zhuǎn)接