【正文】 ....................................21 浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 1 第 1 章 緒論 數(shù)控技術 數(shù)控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術和最基本的裝備。 畢業(yè) 設計說明書 課題名稱 ： FANUC 0i D 系統(tǒng)數(shù)控車床 PMC 程序設計 學生姓名 學 號 二級學院 （系） 專 業(yè) 班 級 指導教師 袁興紅老狗 起訖時間： 20xx 年 2 月 22 日～ 20xx 年 4 月 15 日 浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 I FANUC 0i D 系統(tǒng)數(shù)控車床 PMC 程序設計 摘 要 為實現(xiàn)數(shù)控車床的自動化，根據 FANUC 0i MateTD 數(shù)控系統(tǒng)的電氣控制特點和數(shù)控車床的電氣控制要求 , 運用 FANUC PLC的使用和編程技術來完成冷卻、潤滑、刀架、主軸的 PLC 控制程序設計。其設計思路和方法可為其他機電一體化產品控制系統(tǒng)設計提供借鑒。世界各國信息產業(yè)、生物產業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應能力和競爭能力。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家加速經濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 FANUC 數(shù)控系統(tǒng)以其高質量、低成本、高性能 ,得到了廣大用戶的認可 ,并得以大量使用 , 就其系統(tǒng)本身而言 ,經受了連續(xù)長時間的工作考驗 ,故障率較低。 數(shù)控機床專用 PLC 可編程控制器 (PLC)是將繼電器控制的概念和設計思想與計算機技術及微電子技術相結合而形成的專門從事邏輯控制的微機系統(tǒng)，梯形圖是 PLC 的程序主要表達方式之一，在工業(yè)上最為普級的控制器，它原以是來代替繼電器控制回路的，發(fā)展到今天出現(xiàn)了通訊、 模擬、運算、等功能，它的優(yōu)點是：控制穩(wěn)定、操作簡單、編程效率高等優(yōu)點； 在 PLC 系統(tǒng)應用中，梯形圖的設計往往是最主要的問題。它不僅可實現(xiàn)邏輯運算，還具有算術運算、數(shù)據處理、聯(lián)網通信等功能，是具有工業(yè)控制指令的微機系統(tǒng)。 對開關量控制系統(tǒng)梯形圖的設計，常用的有以下幾種常用方法。 浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 2 (2)邏輯代數(shù)設計法：由于電氣控制線路與邏輯代數(shù)有一一對應的關系，因此對開關量的控制過程可用邏輯代數(shù)式 表示、分析和設計。當然出于可靠和安全性角度考慮的冗余設計是另外一個問題。由于 PC 的程序執(zhí)行為循環(huán)掃描工作方式，因而與計算機程序框圖不同點是， PC 程序框圖在進行輸 出刷新后，再重新開始輸入掃描，循環(huán)執(zhí)行。 當然，在設計中要注意模塊之間的互相影響時、時序關系，以及聯(lián)鎖指令的使用條件。 當然還有經驗法、隨機邏輯編程等。通常在全局上采用程序框圖及功能模塊方法設計；在舊設備改 造中，采用替代法設計；在局部或具體功能的程序設計上，采用邏輯代數(shù)法和經驗法。主模塊的功能是用于主軸控制 (模擬量和數(shù)字串行主軸 )的信號接口、各個伺服進給控制信號接口、伺服進給軸的位置反饋信號接口 (光柵尺或分離型編碼器 )、存儲卡和編輯卡接口等。 系統(tǒng)結構圖見圖 21， FANUC 系統(tǒng)主軸 及 I/O 模塊 結構圖 見 圖 22。系統(tǒng)主板上安裝有系統(tǒng)主 CPU、系統(tǒng)管理軟件存儲器 ROM、動態(tài)存儲器 DRAM、伺服 l/2 軸的控制卡等。如圖所示，①為 PMC 控制模塊②為擴展 SRAM/主軸控制模塊③為 FROM/SRAM 模塊④為 3/4 伺服軸控制模塊。 軟件功能 (1)CNC 功能 系統(tǒng)軟件的開放性和友好界面，幫助性的編程方式。 M功能和 PLC 功能的調用子程序， E參數(shù) (用戶可以通過 E 參數(shù)來讀取或改變 CNC 的數(shù)值 )。提高了計算機的 CAD/CAM 程序的加工能力。 FANUC 的螺距補償為線性補償，補償中僅把相應的拐點坐標值輸入即可。 (2)PLC 功能 梯形圖的 PLC 程序，多任務的 PLC 程序的編程結構，提高了 PLC 程序的編寫和可讀性。豐富的 PLC 和 CNC 交換信息量 ,PLC 圖形界面的管理。 Windows 環(huán)境下并運行在 PC計算機上， PLC 程序的編寫工具，方便的機床程序管理。 GSKCC 軟件 Windows 環(huán)境并運行在 PC計算機。 浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 5 第 3 章 機床數(shù)控化改造 數(shù)控機床的 優(yōu)越性 數(shù)控機床是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密機械等高新技術的產物 ,是技術密集度及自動化程度很高的典型機電一體化加工設備。 數(shù)控機床改造后，在功能上都優(yōu)于原機床，這主要是微電子技術飛速的發(fā)展，原控制裝置、伺服裝置、在技術上己大大落后， 新的控制裝置在硬件和軟件方面都比原裝置大大提高了檔次。 從產品生產周期考慮，生產一臺新機床，從制造毛坯件開始，一般需要一年甚至更長時間，而改造一臺機床，從合同簽定開始，一般需半年左右，甚至更短時間，這對于企業(yè)盡快得到完好的設備，完成生產任務，十分可取。舊設備改造，將機械部分主體保留，要比 生產新機床，綜合意義大很多，這方面的價值不可低估 。 本設計是對普通車床進行數(shù)控化改造的前提下進行數(shù)控控制面板的操作。 數(shù)控加工程序的編制：在零件加工前，首先根據被加工零件 圖樣所規(guī)定的零件形狀、尺寸、材料及技術要求等，確定零件的工藝過程、工藝參數(shù)、幾何參數(shù)以及切削用量等，然后根據數(shù)控機床編程手冊規(guī)定的代碼和程序格式編寫零件加工程序。 譯碼：數(shù)控裝置接受程序，譯碼程序按照一定的語法規(guī)則將信息解釋成計算機能夠識別的數(shù)據形式。刀具補償?shù)淖饔檬前蚜慵喞壽E轉換成刀具中心軌跡運動加工出所要求的零 件輪廓。 位置控制和機床加工：位置控制的任務是在每個采樣周期內，將插補計算浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 7 出的指令位置與實際反饋位置相比較，用其差值去控制伺服電機，電動 機使機床的運動部件帶動刀具相對于工件按規(guī)定的軌跡和速度進行加工。 該機床操作面板由以下兩部分組成，通 過 I/O Link 與 CNC 連接。 圖 32 操作面板結構 選擇 PMC 的型號，并分配地址 由于進行數(shù)控化改造，為降低成本，在滿足設計功能的前提下，選擇FANUC0i 系列 PMC，參照其使用說明， FANUCOi 系統(tǒng) PMC 的性能和規(guī)格如表 1 所示，地址分配見表 2。 存儲運行 (又稱自動運行 )：輸人信號 (面板操作開關 )地址為 ，輸出信號 (指示燈 )地址為 。 手輪進給 (又稱手搖脈沖進給 )：輸入信號 (面板操作開關 )地址為 。 手動連續(xù)進給 (又稱點動進給 )：輸入信號 (面板操作開關 )地址為 ，輸 出信號 (指示燈 )地址為 。 信號 表示系統(tǒng)處于編輯狀態(tài)；信號 表示系統(tǒng)處于自動運行 狀態(tài)；信號 表示