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1、摘 要数控技术作为现代制造业的核心技术之一，在各行各业得到了广泛的应用，在机械制造行业当中，数控加工中心由于可以以较高的精度实现多工种加工已经成为现代机械制造业中不可缺少的加工设备。本文在选用三菱公司的PLC及M64S数控系统的基础上，设计了立式加工中心的CNC数控系统的硬件外围电路，同时利用三菱公司的DX-developer开发工具进行了PLC梯形图编程和仿真。本文主要从硬件电路和PLC程序两大部分来撰写， PLC程序又包括程序的编写和仿真，这是本论文最重要的部分，其中PLC控制程序又是本次毕业设计的难点，分别在第三章和第四章。 【关键词】 M64S数控系统 加工中心 PLC梯形图 I/O接
2、口电路 ABSTRACT In todays machinery manufacturing developing process, the CNC technology is one of the core technologies. CNC Machining Center has become a modern control indispensable processing equipment, To meet the needs of machining accuracy regardless of the structure or mechanical control system
3、 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
4、M64S numerical control system to design Vertical Machining Centers main circuit, controlling circuit and private servers circuit. And design corresponding PLC procedure simultaneously. Finally, we use DX-developer to edit PLC and emulate. In this paper, I write it in two parts: the hardware circuits
5、 and PLC programs. And PLC program includes procedures for the preparation and simulation, which is the most important part of this thesis. Whats 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
6、 system machining centre control program circuitry目 录前 言1第一章 CNC数控系统概述2第一节 CNC数控系统相关介绍2一、CNC数控基本概念2二、数控系统的组成3三、数控加工中心的优缺点4四、数控技术发展回顾及未来发展趋势5第二节 PLC的选型6一、输入输出（I/O）点数的估算6二、存储器容量的估算6三、控制功能的选择6四、机型的选择8五、冗余功能的选择9六、经济性的考虑9第三节 数控系统介绍9一、三菱数控产品简介9二、三菱M64S数控系统简介10第四节 本章小结13第二章 立式加工中心电气原理图设计14第一节 数控加工中心设计概述14第
7、二节 数控加工中心主回路/电气控制回路16一、主回路/电气控制回路简述16二、主回路/电气控制回路图16第三节 本章小结19第三章 数控加工中心PLC控制程序设计20第一节 三菱数控系统软件配置20一、信号流程简述20二、信号流程图20第二节 数控加工中心输入输出信号地址22第三节 数控加工中心PLC控制程序设计步骤27第四节 数控加工中心PLC控制程序说明28一、加工中心方式选择28二、加工中心定时器程序32三、进给轴工作状态选择33四、加工中心进给轴运动方向指示灯程序34五、加工中心手轮选择及其倍率设定35第五节 本章小结40第四章 M64S数控系统仿真41第一节 GX Developer
8、软件使用说明41一、GX Developer软件的安装41二、GX Developer软件的开启步骤与设定41三、GX Developer软件的编程操作说明42第二节 PLC程序的仿真44一、PLC控制程序的传输44二、仿真结果44第三节 本章小结46结 论47致 谢49参 考 文 献50附录51一、英语资料原文51二、英语原文翻译59前 言 数控系统是现代制造系统的重要支柱之一，然而数控机床又是现代机械制造技术不可缺少的设备，它的核心是数控系统。本章针对数控技术、数控机床、数控系统的概念及发展情况做简要的介绍,同时也简要介绍关于PLC选型的方法。近年来由于数控机床的快速发展，国外交直流系统数
9、字化已经达到实用阶段。当今的计算机行业高速发展，并且计算机行业已经基本成熟，所以数控还是以PC为基础，开发以PC为基础的控制器，这样控制器可以将数控系统与PC直接连接，这样可以直接实现数据的传输，大大提高了控制器的能力，因此，在其机械行业获得了越来越广泛的应用。第一章 CNC数控系统概述第一节 CNC数控系统相关介绍一、CNC数控基本概念1、数控技术数控技术是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据
10、运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的，1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 如今，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实
11、现，均可以通过计算机软件来完成。2、数控系统数控是数字控制（Numerical Control NC）的简称。数控系统包括：数控装置、可编程控制器、主轴驱动器及进给装置等部分。从广义上讲，是指利用数字化信息实行控制，也是利用数字控制技术实现的自动控制系统，其被控对象可以是各种生产过程。从狭义上理解，就是利用数字化信息对机床轨迹和状态实行控制，例如数控车床、数控铣床、数控线切割机床、数控加工中心等。随着自动控制理论、电子技术、计算机技术、精密测量技术和机械制造技术的发展，数控技术正朝着高速度、高精度、智能化、开放型以及高可靠性等方向迅速发展。3、数控机床数控系统与被控机床本体的结合体称为数控机床
12、。国际信息处理联盟（International Federation Of Information Processing）第五技术委员会对数控机床做出如下定义：数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑的处理使用代码，或其他符号编码指令规定的程序。也就是说，数控机床是一种采用计算机，利用数字信息进行控制的高效、能够进行自动化加工的机床，它能够按照机床规定的数字化代码，把各种机械位移量、工艺参数、辅助功能表示出来，经过数控系统的逻辑处理和运算，发出各种控制指令，实现要求的机械动作，自动完成零件加工任务。所以，数控机床是一种灵活性很强、技术密集型及自动化程度很高的机电一体化加工设备。二、
13、数控系统的组成数控系统一般由输入/输出装置、数控装置、伺服系统（驱动控制装置）、机床电器逻辑控制装置所组成，机床本体为被控对象，它的结构框图如图1.1所示：1、输入装置/输出装置图1.1 数控系统结构框图 输入装置将数控加工程序等各种信息输入数控装置，输入的内容及数控系统的工作状况可以通过输出装置进行观察。现在数控系统主流的输入/输出装置有磁盘驱动器、通讯网络接口、LCD及各种显示器件等。2、数控装置数控装置是数控系统的核心。它的主要功能是：正确识别和解释数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理，完成各种输入、输出任务。其形式可以是由数字逻辑电路构成的专用硬件数控装置或计算机数控
14、装置。前者称为硬件数控装置，或NC装置，其数控功能有硬件逻辑电路实现；后者称为CNC装置，其数控功能有硬件和软件共同实现。数控装置将数控加工程序按两类控制信息分别输出：一类是连续控制量，送往驱动控制装置；另一类是离散的开关控制量，送往机床电器逻辑控制装置。3、伺服系统伺服系统(驱动控制单元)位于数控装置和机床本体之间，包括进给轴伺服驱动装置和主轴伺服驱动装置。进给轴伺服驱动装置由位置控制单元、速度控制单元、电动机和测量反馈单元等部分组成，它按照数控装置发出的位置命令和速度控制命令正确驱动机床受控部件的移动。主轴驱动装置主要由速度控制单元组成。4、机床电器控制装置机床电器控制装置位于数控装置和机
15、床之间，接受数控装置发出的开关命令，主要完成机床主轴选速、起停和方向控制信号，换刀功能，工件装夹功能冷却、液压、气动、润滑系统控制功能以及机床其他辅助功能。其形式可以是继电器控制线路或可编程逻辑控制器(PLC)。根据不同的加工方式，机床本体可以是车床、铣床、钻床、磨床、镗床、加工中心及电加工机床等。与传统的普通机床相比，数控机床本体的外部造型、整体布局、传动系统、刀具系统及操作机构等方面都应该符合数控的要求。数控机床还配有各种辅助装置，其作用是配合机床完成对工件的加工。如切削液或油液系统中的冷却或过滤装置，油液分离装置，吸尘吸雾装置、润滑装置及辅助主机实现传动和控制的气动、液动装置等。除上述通用辅助设备外，从目前数控机床技术现状看，至少还有五类辅助装置是数控机床应该配备的：对刀
