摘 要CNC(Computer number control数控机床)是计算机数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床该控制系统能够处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件数控龙门移动式镗铣床是能够实现自动铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等多工序的数控机床，它具有根据工艺要求自动更换所需刀具的功能本文就对数控龙门移动式镗铣床的机械结构、电气控制和数控三部分进行了设计研究，基本可以满足镗铣床的运行本系统采用的数控装置集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口、远程I/O板接口于一体，支持硬盘、电子盘等程序存储方式以及软驱、DNC、以太网等程序交换功能，具有高性能、配置灵活、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点详细给出了主/控制回路图及一些元件的选择关键词：数控装置；PLC；主/控制回路；镗铣床 ABSTRACTCNC is the abbreviation for the computer number control，it is a kind of automatic machine tool controlled by the programmable components. The programmable component can run various computer languages and codes and instruct the machine tool to manufacture module.Number control milling machine can automatically perform the fuctions of milling, boring a hole, internal boring, reaming, taping and so on. It also can automatically change the cutting tool according to the different requirements .The treatise mainly introduces the way how to design the mechanical structure, electrical control and programmable components. After the design, we can make boring-milling machine work well. The system is integrated into the NC device interface to the shaft, spindle interface, handheld unit interface, embedded PLC interface, remote I/O interface board in, and it support hard drives, disk and other electronic storage methods and procedures Floppy drive, DNC, Ethernet and other functions of the exchange program, a high-performance, flexible configuration, compact and easy to use, it has high reliability. It is given master / control circuit diagram and some components how to choose.Keywords：programmable component；programmable logic controller；master / control loop；milling machine61目 录1 绪论 11.1 本论文的选题及意义 11.1.1 数控系统的发展和现状 11.1.2 我国数控机床的现状 21.2 数控机床的特点和用途 31.3 PLC技术简介 41.3.1 PLC的基本结构 41.3.2 PLC应用领域 52 数控龙门移动式镗铣床控制系统设计 62.1 系统简介 62.1.1 总体框图 72.1.2 输入输出开关量的定义 72.1.3 电气原理图 102.1.4 继电器的输入输出开关量 112.1.5 主轴单元接线图 132.1.6 伺服驱动器接线图 132.2 数控装置 142.3 软驱单元 162.4 手持单元 162.5 I/O端子板 172.6 远程I/O端子板 182.7 电源 192.7.1 供电要求 192.8 数控装置的连接 212.8.1 数控装置与软驱单元的连接 212.8.2 数控装置与外部计算机的连接 222.8.3 数控装置开关量的输入/输出 242.8.4 数控装置与手持单元的连接 352.8.5 数控装置与主轴装置的连接 372.8.6 数控装置与进给驱动装置的连接 402.9 急停与超程解除的设计 453 伺服电机的选择计算 483.1 伺服电机的选择计算 483.2 惯量匹配计算 483.3 伺服电动机转距计算 494 数控部分设计 514.1 基本结构与主要功能 514.1.1 基本配置 514.1.2 主要技术规格 524.2 操作装置 524.2.1 操作台结构 524.2.2 显示器 524.2.3 NCP键盘 52结 论 53致 谢 54参考文献 55附录A 英文原文 56附录B 汉语翻译 591 绪论1.1 本论文的选题及意义本课题来自我即将工作的单位，工程性强，对我将来的工作有很大帮助。
这次毕业设计让我更了解数控机床，对它的结构系统以及工作原理等有了一定能够程度上的掌握，使自己的理论水平和实际操作水平有了一定的提高通过此次毕业设计，我学到了很多关于数控机床的知识，为我将来工作时能对机床进行技术改造，提高其工作效率和加工水平打下了良好的基础数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，它很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、小批量、多品种零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度地提高生产效率它是现代集成制造系统、制造自动化系统的基本组成单元但是从目前企业面临的情况来看，企业原有的数控机床因种种原因，不能发挥其应有效用而闲置，造成国有资产的浪费，如何对待这些不能发挥效用或不能完全发挥效用的设备，使它们焕发新的生命力，不仅仅是企业自身的问题，更关系到我国国民经济的可持续性发展基于当代数控技术的数字化、网络化的发展方向，对这些机床进行技术改造，既节约资源，减少投资，又可以提高企业的装备水平1.1.1 数控系统的发展和现状1946年诞生了世界上第一台电子计算机，6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床，近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。
早期为数控（NC-Number control）阶段（1952～1970年），当时的计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求人们不得不采用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD-WIRED NC），简称为数控（NC）随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年的第一代——电子管；1959年的第二代——晶体管；1965年的第三代——小规模集成电路计算机数控（CNC-Computer number control）阶段（1970年～现在）到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段计算机数控（CNC）发展到今天已经历了三代：1970年的小型机，1974年的微处理器（单片机），1990年的第三代——基于PC（PC－Based）自上世纪90年代以来，由于计算机技术的飞速发展，推动数控机床技术更快的更新换代世界上许多数控系统生产厂家利用PC机丰富的软硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，并向智能化、网络化方向大大发展。
开放式体系结构可以大量采用通用微机的先进技术，如多媒体技术，实现声控自动编程、图形扫描自动编程等数控系统继续向高集成度方向发展，每个芯片上可以集成更多的晶体管，使系统体积更小，更加小型化、微型化可靠性大大提高利用多CPU的优势，实现故障自动排除；增强通信功能，提高进线、联网能力开放式体系结构的新一代数控系统，其硬件、软件和总线规范都是对外开放的，由于有充足的软、硬件资源可供利用，不仅使数控系统制造商和用户进行的系统集成得到有力的支持，而且也为用户的二次开发带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，既可通过升级或剪裁构成各种档次的数控系统，又可通过扩展构成不同类型数控机床的数控系统，开发生产周期大大缩短这种数控系统可随CPU升级而升级，结构上不必变动为了满足市场和科学技术发展的需要，为了达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，当前，世界数控技术及其装备发展趋势主要体现在以下几个方面：1、高速、高效、高精度、高可靠性2、模块化、智能化、柔性化和集成化1.1.2 我国数控机床的现状1958年中国与日本同年研制出首台NC机床我国于1958～1960、1962～1965、1973～1978年曾先后三次在全国掀起NC机床的研制、生产、攻关高潮，但由于缺乏技术基础，机床车体设计实力差、各种机、电、液、气配套基础元部件、NC系统不过关，工作不可靠，故障频繁，且由于发展NC机床整个方针、政策、方法、步骤、措施错误，形成一哄而上，又一哄而下，三起三落。
到1979年为止，我国NC机床无法正式生产，也无法在生产中正式使用我国从1980年起，先后引进了日、德、美、西班牙的数控系统，各种数控机床，各类机、电、液、气基础元部件等进行合作生产目前中国生产的NC机床，约70%配用国外著名公司如德国SIEMENS公司、日本FANUC公司的系统；国内公司如中国珠峰公司、北京航天机床数控系统集团公司、华中数控公司和沈阳高档数控国家工程研究中心的市场占有率较低我国NC机床的现状，可用引用3句话来描述：“进步大，问题多；拥有量较多，但利用率不高；产量较少，高性能产品缺乏据1995年全国调查，我国机床拥有量383万台，其中NC机床7.28万台虽然机床总拥有量数字很大，居世界第一，但普遍性能落后、结构陈旧，NC机床所占比重不大中国1999年NC机床产量为9,007台，进口NC机床11,489台在已拥有的数控机床中,国产的占56%,进口占44%,但从设备的技术质量、性能水平及价格来看，国产数控机床明显落后于进口机床因此,提高国产数控机床的技术与质量水平,加强用户需要的中、高档数控机床的开发，是摆在我国机床行业面前的一项重要任务目前，发达国家与发展中国家机床拥有量、年产量中，低（普遍机床）、中（高效自动化机床）、高档机床（NC机床）比例不同，发达国家机床拥有量、年产量中，低、中、高档机床之比分别为：20：70：10和5：65：30，而发展中国家分别约为：。