【正文】 單元連接圖 急停按鈕配線 急停銨鈕的配線如圖 所示 ： 14 圖 急停按鈕內(nèi)部接線圖 三菱 M64S 數(shù)控 系統(tǒng) 基本 I/O 單元 I/O 單元 種類 三菱 CNC 信號的傳送，通過 I/O 接口進行， I/O 種類有：基本 I/O 、 DI/DO、伺服驅(qū)動單元、同期進給編 碼器、跳躍信號、遠程 I/O 單元。每一臺控制單元須有 1 臺基本 I/O 單元相配套，遠程 I\O 的使用視實際情況的需要進行取舍，連接基本 I/O 單元或控制單元除 DI/DO 功能，也可以進行模擬輸入和模擬輸出。 基 本 I/O 單元結(jié)構及各部分名稱 基本 I\O 單元板的結(jié)構如圖 所示 ： 急停按鈕 行程接觸開關 15 圖 基本 I\O 輸入 /輸出結(jié)構示意圖 圖 各部分的功能說明如下： ○ 1 DI 連接頭（ X0～ X１ F） ○ 2 DI 連接頭（ X20～ X3F） ○ 3 DO 連接圖（ Y0～ Y１ F） ○ 4 DO 連接圖（ Y20～ Y3F） ○ 5 感應器連接頭 ○ 6 同步進給編碼器接頭 ○ 7 I/O 界面接頭 ○ 8 旋轉(zhuǎn)開關 2：通常設為 1 ○ 9 旋轉(zhuǎn)開頭 1：通常設為 0 ○ 10 伺服放大器第 1BusLink 接頭 ○ 11 伺服放大器第 2BusLink 接頭 ○ 12 DC +24V 電源輸入端 ○ 13 遙控 I/O 單元第 1 接頭 ○ 14 遙控 I/O 單元第 2 接頭 ○ 15 RS232C ○ 16 手輪脈沖發(fā)生器 16 控制面板與基本 I/O 單元的 連 接 基本 I/O 單元 FCU6DX451 是三菱數(shù)控系統(tǒng)的最基本的配置之一輸入插口為 CF3 CF32，兩個插口共有 64 點，輸出插口 CF3 CF34， CF33有 32 點， CF34 有 16 點，共 48 點，根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)定在機床側(cè)接 DC24V電源。 機械控制信號與基本 I/O 單元控制信號連接如圖 所示 ： 圖 控制信號連接 控制器與基本 I/O 單元 的 連接 控制器與基本 I\O 輸入輸出關系連接圖如圖 所示 ： 圖 控 制器與基本 I\O 輸入輸出單元連接圖 17 基本 I/O 單元伺服驅(qū)動單元的連接 基本 I/O 單元具有兩個伺服驅(qū)動的接口 SV1（ 1 系統(tǒng)）、 SV2（ 2 系統(tǒng)），在本次畢業(yè)設計中僅 使用了 SV1 接口，伺服驅(qū)動單元串聯(lián)連接于該插頭。連接示意圖如 圖 所示： 圖 I/O 單元伺服驅(qū)動單元的連接 基本 I/O 單元 SV1 CN1B CN1A UVW CN2 CN1B CN1A UVW CN2 CN1B CN1A UVW CN2 CN1B CN1A UVW CN2 Z 軸伺服電機 Y 軸伺服電機 X 軸伺服電機 主軸伺服電機 終端電阻 進給軸伺服驅(qū)動 Ⅰ 進給軸伺服驅(qū)動 Ⅱ 進給軸伺服驅(qū)動 Ⅲ 主軸伺服驅(qū)動 18 基本 I/O 單元與手輪 的連接 在三菱 M64S 數(shù)控系統(tǒng)中， 將手動脈沖發(fā)生器連接到控制單元的 HANDLE插口，本單元可以最多連接兩個手動脈沖發(fā)生器，我們使用的手動脈沖發(fā)生器 是HD60，手輪每一格的移動量由手輪 /增量倍率開關決定。手輪脈沖發(fā)生器可以選擇一個脈沖的進給量，進給量為 毫米（ *1）， 毫米（ *10）， 毫米（ *100）等基本進給單位。 通信端口是與基本 I/O 單元上的電 板（ HR211） 連接 RS232， 示意圖如圖 所示： 圖 手輪 、 RS232 與 I/O 單元的連 接 示意圖 系統(tǒng)模塊 LED 狀態(tài)顯示 M64S 控制器的部分指示燈為下圖 所示： 圖 M64S 系統(tǒng) LED 狀態(tài) 顯示 圖 （ 1）控制單元的 LED 狀態(tài)顯示 控制單元的 LED 顯示位于 M64S 控制單元的上方位置， 其 含義如表 所示： 19 表 M64S 控制單元 LED 顯示含義 名稱 含義 DC IN 24VDC 電源輸入 DC OUT 內(nèi)部電源輸出 PS EMG 急停狀態(tài) BAT ALM 電池電量低 WD ER 看門狗報警 NC LED 系統(tǒng)狀態(tài)顯示 （ 2） 電源模塊 LED 狀態(tài)顯示 當電源未通電時，電源 LED 模塊顯示為 □ 電源接通時，正在進行初始化的情況 正在等待 NC 電源上電或電源模塊處于急停狀態(tài)的情況 NC 上電，準備完了后的情況 電源模塊在政黨工作狀態(tài)下的情況 當電源模塊出現(xiàn)異常時的顯示情況 ￤ （ 3）伺服模塊 LED 狀態(tài)顯示 未通電的情況 □ 正在等待 NC 上電的情況 與 NC 單元進行通信，初使化數(shù)據(jù)的情況 當模塊處于運轉(zhuǎn)準備 OFF、伺服 OFF 狀態(tài)的顯 示 當模塊處于運轉(zhuǎn)準備 ON、伺服 OFF 狀態(tài)的顯示 當模塊處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的顯示 20 當模塊報警時的顯示 當模塊出現(xiàn)問題，處于報警狀態(tài)時的顯示 當系統(tǒng)處于急停狀時的顯示 狀態(tài)電源從 ON 變?yōu)?OFF 時顯示 21 第三章 數(shù)控加工中心電氣原理 圖 設計 在 加工中心的設計中 掌握 電氣 原理圖的設計是必須的，本章著重介紹 了 加工中心機械部分 包括電機 等電氣設備 連接 圖 的設計 。 數(shù)控加工中心設計 概述 數(shù)控加工中心擁有較為復雜的機械結(jié)構，它需要多個 電機來完成其相應的功能，比如：刀臂電機、刀庫電機、切削液電機、主軸冷卻液電機、排屑電機以及主軸和進給軸的伺服電機等。這些電機的功率大小和速度都是根據(jù)數(shù)控加工中心的機械結(jié)構來選擇的。在本次畢業(yè)設計中是基于數(shù)控加工中心 510 來進行的，所以進給軸驅(qū)動使用 MDSBSPJ237，進給軸電機 X、 Y 軸使用型號 為 HC152TA47 的伺服電機， Z 軸使用型號為HC152BTA47 與其他兩進給軸之間的區(qū)別在于有包閘功能 ,主軸 驅(qū)動單元型號為 MDSBSPJ237，主軸電機型號 。 數(shù)控加工中心的核 心部分是控制單元，本畢業(yè)設計中選用三菱 M64S數(shù)控系統(tǒng)，它包括控制單元 FCA65S、監(jiān)控單元 FCU6DUN33+KB20/KB基本 I/O 單元 FCU6DX45手輪 HD60，它們之間的連接見第二章。通過他們之間的共同作用可以控制加工中心各個運動部件和加工部件。 加工中心的電氣控制設計如圖 所示，共有以下幾個部分組成，包括 CNC 電路，電器主電路， PLC 和 I\O 接口電路 等 ， 三菱 M64S 控制單元，它是整個數(shù)控系統(tǒng)的核心，是對數(shù)據(jù)進行操作和運算，并輸出相關命令等。顯示單元主要是顯示有關信息，以便人 機交互?；?I\O 單元主要是 NC 系統(tǒng)與操作面板機床纖維開關，指示燈等之間信號的傳輸。其內(nèi)部軟件設計主要是 PLC 程序和各個 NC 參數(shù)的設定。 加工中心電氣總框圖如下： 22 圖 加工中心 電氣總框圖 23 數(shù)控加工中心主回路 /電氣控制回路 主回路 /電氣控制回路簡述 作為通用數(shù)控加工中心 ，在主回路部分我 設計了冷卻電機和排屑電機，分別由 相應的 接觸器 控制其運轉(zhuǎn)，同時電機要 接地。 電氣控制回路部分控制電壓 220V 由電源直接供電。該部分 我 設計了伺服電源控制電路、 24V 電源控制電路 、冷卻控制電路、排屑控制電路、刀庫、刀臂電路及照明電路。其中伺服電源控制回路與 NC 電源是分開控制。照明 24V 電源通過變壓器提供。 主回路 /電氣控制回路 圖 主電路 如圖 主回路 ，圖中的幾個電機為三相交流異步電機額定電壓是 380V，是依照數(shù)控加工中心 510的機械結(jié)構選擇的， 在伺服部分，由于在本次畢業(yè)設計中選用的驅(qū)動以及進給電機和主軸電機是日本三菱公司成產(chǎn)的，所以其額定電壓為三相 220V交流，估需要加變壓器來獲得相應的電壓，變壓器的功率最小值為伺服強電部分中各電器功率之和的 。如圖 所示： 24 圖 主電路 25 電氣控制單元回路 及交流控制回路 如圖 ， 是電氣控制電路，也就是說在加工中心要完成的各項中動作都是 PLC的輸出與這個電路相聯(lián)系才能實現(xiàn)的 ，圖中的 PLC輸出地址單元為 Y2Y1 YA、 YB、 Y2D、 YF、 Y2A、 Y2C、 Y27等 ，這些 是在 PLC程序中規(guī)定的相應的地址， 通過控制面板上的輸入觸點的信號輸入來控制對應的輸出。例如：刀庫正轉(zhuǎn)信號 Y2D， 當 其 有信號輸出時，其下面所 連 接的繼電器線圈 KA4通電且二極管作為 指示燈發(fā)光，圖 觸點閉合，接觸器線圈 KM4通電 ，所以主電路（圖 ）中接觸器 KM4主觸點接通倒庫電機正轉(zhuǎn)。其他原理相同。 在數(shù)控加工中心中的三個進給軸由于機械結(jié)構的限制，一定要有相應的限位開關，每個軸在正負方向上都是需要的，所以在這里我有限位開關 SQXSQX SQY SQY SQZ SQZ2來表示，當加工中心運行范圍超過這幾個限位開關時，其常閉開關打開，繼電器 KA9線圈停止通電，其常開觸點 閉合，相應的伺服強電部分停止運作，在將加工中心做相應的調(diào)整之后要解除超程，按鈕 SB2可完成這一功能。 26 圖 電氣 控制單元回路 123456ABCD654321D C B ATitleNumberRevisionSizeBDate:13Jun2006Sheet of File:D:\My Documents\畢業(yè)設計\畢業(yè)設計\畢業(yè)設計\圖\MyDesign2.ddbDrawn By:KA2KA3KA4KA5KA6KA7KA8KA1KA9SQX1SQX2SQY1SQY2SQZ1SQZ2SB2急停超程解除KA9KA10刀臂正轉(zhuǎn)刀臂反轉(zhuǎn)刀庫正轉(zhuǎn)刀庫反轉(zhuǎn)切削液電機排屑電機主軸冷卻KA3KA2KA5KA4伺服強電KA11照明電路加工中心電氣控制單元回路圖Y28Y12YAYBY2DYFY2AY2CY27 27 圖 交流控制回路 28 數(shù)控加工中心伺服電路 設計 在 伺服電路 中 輸入電壓三相 380V 交流電壓，通過變壓器獲得伺服驅(qū)動和伺服電機所需的三相 220V， KM 為伺服強電部分的交流接觸器主觸點，在驅(qū)動器