畢業(yè)設(shè)計(jì)---c650普通車床數(shù)控改造pmc控制系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)(sinumerik)

1、<p>　　C650普通車床數(shù)控改造PMC控制系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)（SINUMERIK）</p><p>　　Research and Design for C650 Common Lathes Numerical Control Reconstruction on PMC Control System</p><p>　　（SINUMERIK）</p><p>

2、<b>　　專業(yè)班級(jí)</b></p><p><b>　　學(xué)生姓名</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師</b></p><p><b>　　系 別</b></p><p><b>　　摘 要</b></p&

3、gt;<p>　　更新改造舊機(jī)床是最近幾年發(fā)展起來的一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，該設(shè)計(jì)是基于西門子數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)C650普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造中的PLC控制部分研究設(shè)計(jì)。</p><p>　　采用連線少、體積小、功耗小、控制速度快、可靠性高、功能完善的PLC控制系統(tǒng)，來代替電氣控制系統(tǒng)中繼電器控制邏輯，配以合適的數(shù)控系統(tǒng)，可使機(jī)床控制功能更加豐富，自動(dòng)化水平大大提高。</p><p>　　此

4、次設(shè)計(jì)從被控對(duì)象的I/O點(diǎn)數(shù)和性價(jià)比高、綜合成本低這幾個(gè)主要原則出發(fā)，采用西門子的802D數(shù)控系統(tǒng)和西門子的S7-200的PLC作為機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)的控制裝置。</p><p>　　主要進(jìn)行了控制裝置選型， PLC的地址分配和用梯形圖編輯的PLC控制程序設(shè)計(jì)。</p><p>　　改造后的機(jī)床在實(shí)現(xiàn)機(jī)床原有功能的基礎(chǔ)上還增加了自動(dòng)加工、自動(dòng)換刀等多種功能。</p><p

5、>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控改造；繼電器；PLC；梯形圖</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Retrofitting obsolete old machine tools is an industry developed in the recent years, this design makes a reconstruction

6、towards PLC of C650 tradition machine tools based on SINUMERIK numerical control system.</p><p>　　My purpose is to use the state of PLC memorizer unit to replace the relay mechanical touch in series or paral

7、lel connection in electric control system, Systems controlled by PLC have few line connected and small cubage, little power cost and high control speed as well as precision, and that PLC have count function, which the el

8、ectric control system don’t have commonly.</p><p>　　This design choose SINUMERIK 802D numerical control system and SINUMERIK S7-200 on the principle of the number of I/O spot in object controlled and high pe

9、rformance to price ratio and low comprehensive cost. PLC’s address distribution and PLC control edited by ladder diagram is mainly designed. On the basis of carrying out machine tools’ intrinsic functions, other function

10、s such as automatic machining and automatic tool change is added after reconstruction.</p><p>　　Keywords: digital control reconstruction; relay; PLC; ladder program</p><p><b>　　目 錄</b&

11、gt;</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 普通機(jī)床改造的意義和前景1</p><p>　　1.2 PLC的基礎(chǔ)知識(shí)3</p><p>　　1.3 PLC控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的比較4</p><p>　　2 C650普通車床電氣控制概述6<

12、/p><p>　　2.1電氣控制線路特點(diǎn)6</p><p>　　2.2電路工作原理7</p><p>　　3 PLC和系統(tǒng)的選型11</p><p>　　3.1 PLC的選型11</p><p>　　3.2數(shù)控系統(tǒng)的選型13</p><p>　　4 PLC編程及說明17</p>

13、;<p>　　4.1 PLC地址分配17</p><p>　　4.2 PLC程序30</p><p><b>　　結(jié) 論47</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)48</b></p><p><b>　　附 錄49</b></p>

14、;<p><b>　　英文資料63</b></p><p><b>　　致 謝76</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 普通機(jī)床改造的意義和前景</p><p>　　從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機(jī)床給

15、機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)發(fā)展的

16、重要裝備。</p><p>　　更新改造舊機(jī)床是最近幾年發(fā)展起來的一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，在國外己形成一定規(guī)模和市場(chǎng)，涌現(xiàn)出了許多專門從事機(jī)床改造的公司。國外舊機(jī)床改造費(fèi)用大約為同類型新機(jī)床價(jià)格的60%，盡管費(fèi)用較高，但由于機(jī)床改造后使用效果好，所以仍然受到機(jī)床用戶的歡迎。國內(nèi)近幾年才有較多的用戶使用數(shù)控機(jī)床，大多數(shù)用戶當(dāng)前最關(guān)心的還是怎樣用好、維護(hù)好數(shù)控機(jī)床，機(jī)床改造還處于起步階段。改造舊機(jī)床是一項(xiàng)高新技術(shù)，風(fēng)險(xiǎn)大，承擔(dān)

17、者必須具備比較全面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，不僅要熟悉各種類型的機(jī)床和不同類型的數(shù)控及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，還要熟悉用戶的使用要求和機(jī)床的優(yōu)缺點(diǎn)。因此，實(shí)施設(shè)備改造的技術(shù)難度非常高。</p><p>　　隨著科學(xué)生產(chǎn)力的發(fā)展，機(jī)床設(shè)備數(shù)控化率的提高已是衡量一個(gè)國家機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。據(jù)最近有關(guān)資料表明，我國機(jī)床總量為380余萬臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬臺(tái)，即我國機(jī)床數(shù)控化率還不到3%，而一些發(fā)達(dá)國家早己達(dá)到20%以

18、上。因此，我國機(jī)械制造水平與發(fā)達(dá)國家相比差距很大，設(shè)備陳舊，技術(shù)水平落后，嚴(yán)重地影響了生產(chǎn)力的發(fā)展。對(duì)于一個(gè)企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中贏得生存，適應(yīng)當(dāng)前產(chǎn)品更新日新月異的發(fā)展，要求在最短時(shí)間生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低價(jià)的新產(chǎn)品。采用先進(jìn)的工藝設(shè)備，包括采用數(shù)控機(jī)床，已顯得越來越重要。因此，逐步提高數(shù)控機(jī)床的占有比，己經(jīng)成為我國制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)。</p><p>　　提高機(jī)床數(shù)控化率有兩個(gè)途徑:一是購買新的數(shù)控機(jī)床;

19、二是對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造。這對(duì)于我國一個(gè)機(jī)床擁有量極大(其中大部分機(jī)床役齡較長(zhǎng))，而當(dāng)前經(jīng)濟(jì)財(cái)力又不足的發(fā)展中國家來說，采用舊機(jī)床改造來提高設(shè)備的先進(jìn)性和數(shù)控化率，是一個(gè)極其有效和實(shí)用的途徑.即使在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，在大量制造數(shù)控機(jī)床的同時(shí)，也在組建維修改造專業(yè)公司，專門從事舊機(jī)床的維修和數(shù)控化改造，尤其在美國、日本和德國等發(fā)達(dá)國家機(jī)床工業(yè)處于不景氣的今天，它們的機(jī)床改造卻是為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生意盎然，處在黃金時(shí)代。[用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床

20、和生產(chǎn)線具有廣闊的市場(chǎng)，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新行業(yè)。在美國，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生(Remanufacturing)業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有:Bertsche工程公司、Ayton機(jī)床公司、Devlieg-Bullavd(得寶)服務(wù)集團(tuán)、us設(shè)備公司等。美國得寶公司己在中國開辦公司。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝(Retrofitting)業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有:大限工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱

21、田工程公司、山本工程公司等。由于機(jī)床本身的特點(diǎn)，以及相應(yīng)技術(shù)的不斷發(fā)展</p><p>　　(1) 減少投資、交貨期短</p><p>　　同購置新相比，一般可以節(jié)省60%-80%的費(fèi)用，改造費(fèi)用低。特別是大型、特殊機(jī)床尤其明顯。一般大型機(jī)床改造，只花新機(jī)床購置費(fèi)用的1/3，交貨期短。但有些特殊情況，如高速主軸、刀具自動(dòng)交換裝置、托盤自動(dòng)交換裝置的制作與安裝等過于費(fèi)工、費(fèi)錢，往往使改造成本

22、提高2-3倍，與購置新機(jī)床相比，只能節(jié)省投資50%左右。</p><p>　　(2) 機(jī)械性能穩(wěn)定可靠，但結(jié)構(gòu)受限</p><p>　　由于機(jī)床本身的特點(diǎn)，它與汽車等類機(jī)電產(chǎn)品不同，機(jī)床所利用的床身、立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅(jiān)固的鑄鐵構(gòu)件，而不是焊接構(gòu)件。而鑄鐵件年代愈久，自然時(shí)效愈充分，內(nèi)應(yīng)力的消除使得精度比新鑄件更穩(wěn)定。從另一方面來說，這些鑄鐵件的重復(fù)使用，即節(jié)約了社會(huì)資源，又減少了鑄鐵件

23、生產(chǎn)時(shí)對(duì)環(huán)保的影響.但舊機(jī)床的改造，由于受到原機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，不宜做突破性的改進(jìn)。</p><p>　　(3) 熟悉了解設(shè)備結(jié)構(gòu)性能，便于操作維修</p><p>　　購新設(shè)備時(shí)，事先不能全面了解機(jī)床結(jié)構(gòu)性能，以致很難預(yù)計(jì)是否能完全適合其加工要求。改造則不然，由于舊設(shè)備已多年使用，機(jī)床操作者和維修人員已對(duì)其機(jī)械性能和 結(jié)構(gòu)了解透徹，對(duì)機(jī)床的加工能力能較準(zhǔn)確地估算。機(jī)床數(shù)控改造時(shí)，可根據(jù)

24、企業(yè)自身的技術(shù)力量和有關(guān)條件，采用自己改造或委托專業(yè)改造公司，并派原設(shè)備維修技術(shù)人員參加相結(jié)合的方法進(jìn)行。這樣，既可在數(shù)控改造過程中，培養(yǎng)提高相關(guān)人員的數(shù)控技術(shù)水平和有關(guān)專業(yè)知識(shí)，又便于合理選擇更換原機(jī)床設(shè)備中的部份元器件，更主要的通過改造，大大提高了企業(yè)自身對(duì)數(shù)控機(jī)床維修的技術(shù)力量，并且也大大縮短了對(duì)數(shù)控機(jī)床在操作使用和維修方面的培訓(xùn)時(shí)間，機(jī)床一旦改造調(diào)試完畢，就可很快投入正常全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，見效甚快 。</p><p

25、>　　(4) 可充分利用現(xiàn)有的條件</p><p>　　可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購入新設(shè)備時(shí)那樣需重新構(gòu)筑地基，同時(shí)工夾具、樣板及外圍設(shè)備也能再利用。以加工中心為例子，工藝裝備的費(fèi)用一般要占整個(gè)機(jī)床售價(jià)的10%以上。</p><p>　　(5) 可更好地因地制宜，合理刪選功能</p><p>　　購買現(xiàn)成的通用數(shù)控機(jī)床，往往對(duì)一個(gè)具體的生產(chǎn)加工有一些多余的

26、功能，而又可能缺少某一專用的特殊功能。如向機(jī)床制造廠提出特殊訂貨，增加某些專用功能，往往費(fèi)用大、交貨期長(zhǎng)。而采用改造的方案，就可靈活選取所要的功能，并可根據(jù)生產(chǎn)加工要求，采用組合的方法，增添某些部件，設(shè)計(jì)改造成專用數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　(6) 可及時(shí)采用最新技術(shù)、充分利用社會(huì)資源</p><p>　　由于技術(shù)進(jìn)步和我國機(jī)床功能部件專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，目前已有眾多的社會(huì)資源</

27、p><p>　　來支持機(jī)械方面的改造。如可隨意采購各種尺寸的滾珠絲杠副，而且交貨期短:采用貼塑導(dǎo)軌新技術(shù)，不僅可使傳統(tǒng)的滑動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)降低五至十幾倍來防止爬行，還使得刮研極為容易。這種塑料導(dǎo)軌帶和粘結(jié)劑，國內(nèi)己有多家廠生產(chǎn)，可敞開供應(yīng)。此外，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)還具有導(dǎo)軌精度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ?，最終可以獲得高于導(dǎo)軌實(shí)際具有精度。</p><p>　　1.2 PLC的基礎(chǔ)知識(shí)</p>&l

28、t;p>　　PLC（即可編程邏輯控制器，Programmable Logic Controller）是用來取代用于電機(jī)控制的順序繼電器電路的一種器件（圖1-1）。是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存

29、入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過程中，每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，程序從起始步起，依次執(zhí)行到最終步，然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，解算1K邏輯程序不到1毫秒

30、。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理，16位為一個(gè)模擬量。大型PLC使用另外一個(gè)CPU來完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的控制器。相同</p><p>　　PLC在實(shí)際中用的很多。只要有工業(yè)的地方，就有PLC存在的機(jī)會(huì)。如果你就在機(jī)器制造、包裝、物料輸送、自動(dòng)裝配等行業(yè)中工作，那么你可能已經(jīng)在使用它了。</p><p>　　圖1-1可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)</p><

31、;p>　　如果沒有的話，你就是正在浪費(fèi)金錢和時(shí)間。幾乎所有需要電氣控制的地方都需要PLC。</p><p>　　可編程控制器得以迅速發(fā)展和廣泛使用的原因是由于它具有繼電器接觸器控制裝置和通用計(jì)算機(jī)以及其他控制系統(tǒng)所不具有的特點(diǎn)：</p><p>　　(1) 運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　(2) 設(shè)計(jì)使用和維護(hù)方便</p>

32、<p>　　(3) 編程御苑直觀易學(xué)</p><p>　　(4) 與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合</p><p>　　(5) 體積小、質(zhì)量輕、能耗低</p><p>　　1.3 PLC控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的比較</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的比較主要有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p><b>　　

33、（1） 控制方法</b></p><p>　　電氣控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)等組成控制邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能較為困難。另外，繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，所以電氣控制系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性受到很大限制。而PLC采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其控制邏輯時(shí)以程序的方式存放在存儲(chǔ)器中的，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。系統(tǒng)

34、連線少、體積小、功耗小，而且PLC所謂的“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點(diǎn)數(shù)量是無限的PLC系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性也較好。</p><p><b>　　（2） 工作方式</b></p><p>　　在繼電器控制電路中，當(dāng)電源接通時(shí)，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器都同時(shí)吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作

35、方式稱為并行工作方式。而PLC的用戶程序按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個(gè)繼電器的動(dòng)作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串行工作方式。</p><p><b>　　（3） 控制速度</b></p><p>　　繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作效率低，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問題。而PLC時(shí)通過程序指令控制半

36、導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時(shí)間在微秒級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問題。</p><p>　?。?） 定時(shí)和計(jì)數(shù)控制</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)采用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作進(jìn)行時(shí)間控制，時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時(shí)精度不高。而PLC采用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定時(shí)值，修改方便，不受環(huán)境

37、的影響，且PLC具有計(jì)數(shù)功能，而電氣控制系統(tǒng)一般不具備計(jì)數(shù)功能。</p><p>　?。?） 可靠性和可維護(hù)性</p><p>　　由于電氣控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，存在機(jī)械磨損、電弧燒傷等問題，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護(hù)性較差。而PLC大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，壽命長(zhǎng)、可靠性高。PLC還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時(shí)顯示給操作人員，并能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視

38、控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試和維護(hù)提供了方便。</p><p>　　2 C650普通車床電氣控制概述</p><p>　　2.1電氣控制線路特點(diǎn)</p><p>　　C650車床屬于中型普通車床，床身最大工件回轉(zhuǎn)半徑1020 mm，最大工件長(zhǎng)度為3000mm。</p><p>　　表2-1 電氣元件目錄表</p><p

39、>　　該車床共有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)：M1為主電動(dòng)機(jī)，功率為30KW,可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)和正、反轉(zhuǎn)，除了具有短路保護(hù)和過載保護(hù)裝置外，還通過電流互感器TA接入電流表A以監(jiān)視主電動(dòng)機(jī)的電流。主回路中，還串入了限流電阻R，它的作用有二：一是在點(diǎn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)R可減小制動(dòng)電流。M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，功率為0.15KW，由接觸器 KM4控制通斷，其起停控制方法與單向啟動(dòng)控制方法完全相同，也具有短路保護(hù)和過載保護(hù)。M3為溜板箱快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，用以減輕工人

40、勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約輔助工作時(shí)間，功率為2.2KM，由接觸器KM5控制，由于溜板箱在快速移動(dòng)的連續(xù)工作的時(shí)間不長(zhǎng)，因此未設(shè)過載保護(hù)。表2-1是它的電氣元件目錄表。</p><p><b>　　2.2電路工作原理</b></p><p>　　合上組合開關(guān)QS，將三相電源接通，電路進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。</p><p>　　1.主電動(dòng)機(jī)M1的控制</p

41、><p><b>　?。?） 點(diǎn)動(dòng)控制</b></p><p>　　按下SB4，電路L13-1-3-5～7-9-2-L11接通，接觸器KM1得電吸合，主觸點(diǎn)閉合，主電動(dòng)機(jī)M1經(jīng)電阻R與電源接通，電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)。在此過程，因中間繼電器KA沒通電，故KM1不自鎖。松開SB4，KM1斷電，M1停轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?） 正、反轉(zhuǎn)控制</p&

42、gt;<p>　?、?正轉(zhuǎn)：按下SB1電路L13-1-3-13-KM1-9-2-L11接通，接觸器KM3首先得電吸合，主觸點(diǎn)閉合，將電阻R短接，同時(shí)，KM3常開輔助觸點(diǎn)閉合，（2-23）接通，中間繼電器KA得電吸合，KA的常開觸點(diǎn)閉合，（5-11）接通，KM1主觸點(diǎn)閉合，主電動(dòng)機(jī)M1在全壓下起動(dòng)正轉(zhuǎn)。同時(shí)由于KA和KM1的吸合使3-KA常開觸點(diǎn)-13-11接通，使KM1自鎖，故松開SB1后，M1仍將繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。</p&

43、gt;<p>　?、?反轉(zhuǎn)：與正轉(zhuǎn)控制相類似，按下SB2，KM3首先吸合，再使KA吸合，后使KM2吸合，KM2的主觸點(diǎn)使電源相序反接，M1再全壓下起動(dòng)反轉(zhuǎn)。同時(shí)，由于KA和KM2的常開觸點(diǎn)閉合，使電路3-KA常開觸點(diǎn)13-19接通，也使KM2得以自鎖，松開SB2后，M1能連續(xù)反轉(zhuǎn)。</p><p>　　在KM1和KM2的電路中，分別串接有KM2和KM1的常閉輔助觸點(diǎn)，起到互鎖的作用。</p&g

44、t;<p>　?。?）停機(jī)、制動(dòng)控制</p><p>　　從基本環(huán)節(jié)可知，反接制動(dòng)是由可逆環(huán)節(jié)加速度繼電器組成，速度繼電器與被控電動(dòng)機(jī)同軸連接。</p><p>　　①正轉(zhuǎn)制動(dòng)：當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)正轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的常開觸點(diǎn)KR1閉合，為正轉(zhuǎn)制動(dòng)做好準(zhǔn)備。</p><p>　　停機(jī)時(shí)，按下停止按鈕SB6，接觸器KM1和KM3均斷電釋放，電動(dòng)機(jī)電源被切斷，此時(shí)

45、M1在慣性旋轉(zhuǎn)，KR1仍閉合，在KN1和KM2斷電的同時(shí)，KA也釋放，即（3-15）</p><p>　　接通，當(dāng)松開SB6時(shí)，電路L13-1-3-15-17-21-9-2-L11接通，KM2得電吸合，主電動(dòng)機(jī)M1經(jīng)KM2主觸點(diǎn)和電阻R接通反相序電源，電動(dòng)機(jī)在反接制動(dòng)作用下，慣性旋轉(zhuǎn)的速度迅速下降，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到接近于零（100～120r/min）時(shí)，速度繼電器的常開觸點(diǎn)KR1斷開，切斷了KM2的通電回路，

46、使電動(dòng)機(jī)來不及反轉(zhuǎn)即斷電。</p><p>　　圖2-1 C650型車床電氣原理圖（一）</p><p>　　圖2-2 C650型車床電氣原理圖（二）</p><p>　?、诜崔D(zhuǎn)制動(dòng)：反轉(zhuǎn)制動(dòng)與正轉(zhuǎn)制動(dòng)相類似。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)反轉(zhuǎn)時(shí)，KR2閉合準(zhǔn)備。</p><p>　　停車時(shí)KM1經(jīng)L11-1-3-15-5-7-9-2-L11而得電，電源經(jīng)KM

47、1主觸點(diǎn)和電阻R接通進(jìn)行制動(dòng)。</p><p>　　2.冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制</p><p>　　M2的控制是典型的單向起動(dòng)控制電路。起動(dòng)時(shí)，按起動(dòng)按鈕SB3，KM4得電吸合，主觸點(diǎn)閉合，M2起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。停車時(shí)，按停止按鈕SB4即可。</p><p>　　3.刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的控制</p><p>　　刀架的快速移動(dòng)是通過轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄，

48、將行程開關(guān)SQ壓住，使KM5得電，KM5主觸點(diǎn)閉合，M3起動(dòng)。KM5無自鎖環(huán)節(jié)，只要松開刀架手柄，SQ斷開，M3停止，行程開關(guān)SQ的作用相當(dāng)于一個(gè)點(diǎn)動(dòng)按鈕。</p><p><b>　　4.其它輔助電路</b></p><p>　　為了監(jiān)視主電動(dòng)機(jī)的電流情況，在M1的主電路中，經(jīng)過電流互感器接入了一個(gè)電流表A。為了防止電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和制動(dòng)時(shí)大電流對(duì)電流表的沖擊，將時(shí)間繼電

49、器KT的觸點(diǎn)（延時(shí)斷開的觸點(diǎn)）與電流表型并聯(lián)。M1在起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流很多（起動(dòng)電流為額定電流的4～7倍），即電流互感器副邊電流也很大，但此時(shí)KT的觸點(diǎn)在延時(shí)時(shí)間內(nèi)（起動(dòng)時(shí)間只有1～3s），而時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間在60s范圍內(nèi)可調(diào)）尚未斷開，沖擊電流只經(jīng)過該延時(shí)觸點(diǎn)，而電流表則無電流流過。起動(dòng)平穩(wěn)后，電動(dòng)機(jī)電流為正常值，而KT的觸點(diǎn)也已斷開，電動(dòng)機(jī)正常工作的電流才流經(jīng)電流表，以便監(jiān)視電動(dòng)機(jī)在工作中電流的變化情況。如電流表上所示電流與電動(dòng)機(jī)

50、的額定電流相差較大時(shí)，以便及時(shí)采取必要的措施。</p><p>　　3 PLC和系統(tǒng)的選型</p><p>　　3.1 PLC的選型</p><p>　　表3-1 PLC輸入輸出表</p><p>　　由表3-1可知，C650普通車床改造成數(shù)控車床PLC需要20個(gè)輸入點(diǎn)和17個(gè)輸出點(diǎn)。PLC所具有的輸入和輸出點(diǎn)一般要比所需要的冗余30%，以便

51、于系統(tǒng)的完善和為今后的擴(kuò)展預(yù)留。所以本系統(tǒng)所需要的輸入點(diǎn)為30個(gè)，輸出點(diǎn)為20個(gè)。</p><p>　　本次改造所需要的I/O點(diǎn)總數(shù)在256以下，屬于小型機(jī)范圍，控制系統(tǒng)只需要邏輯運(yùn)算等簡(jiǎn)單功能，主要用來實(shí)現(xiàn)條件控制和順序控制，所以PLC可以選擇西門子公司的S7—200系列。</p><p>　　S7－200的產(chǎn)品定位在S7系列PLC家族的低端產(chǎn)品，但比智能繼電器的定位要高。通常S7-20

52、0用于200點(diǎn)開關(guān)量以內(nèi),35點(diǎn)模擬量以內(nèi),程序量在16K以內(nèi)的應(yīng)用場(chǎng)合.S7－200外形小巧，功能強(qiáng)，性價(jià)比極高，非常適合機(jī)器制造業(yè)的情況和需求。</p><p>　　如圖3-1 S7－200CPU</p><p><b>　　S7－200特性</b></p><p>　　不同檔次的CPU（S7－200CPU如圖3-1）可選擇不同類型的擴(kuò)展

53、模塊（S7－200擴(kuò)展模塊如圖3-2）</p><p>　　222:最大兩個(gè)模塊</p><p>　　224:最大七個(gè)模塊</p><p>　　226(XM):最大七個(gè)模塊</p><p>　　CPU221：點(diǎn)數(shù)在10點(diǎn)以內(nèi)，需要MPI,PPI,或自由口通訊要求，需要運(yùn)算能力</p><p>　　CPU222: 推薦點(diǎn)

54、數(shù)在50點(diǎn)左右,由于可以擴(kuò)展，支持S7-200所有通訊方式，CPU222比較適合于RTU等應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　CPU224：推薦點(diǎn)數(shù)在100點(diǎn)左右,可以擴(kuò)展7個(gè)模塊，是S7-200 CPU系列中應(yīng)用最廣的產(chǎn)品</p><p>　　CPU226/XM:推薦點(diǎn)數(shù)在200點(diǎn)左右,可以擴(kuò)展7個(gè)模塊,最大的優(yōu)勢(shì)是兩個(gè)通訊口</p><p>　　S7-200 CPU的

55、性能參數(shù).與三菱等主要的對(duì)手的小型PLC比較,S7-200的位指令執(zhí)行速度0.37微秒是較快的.S7-200的高速脈沖輸出頻率20KHz能滿足一般的控制要求，S7-200還有輸出頻率更高的定位模塊EM253,脈沖輸出頻率200KHz.</p><p>　　根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)，選擇S7—200系列的CPU224型，24V直流14點(diǎn)輸入，繼電器型交流10點(diǎn)輸出。因?yàn)橹鳈C(jī)模板上的I/O點(diǎn)數(shù)不夠，所以對(duì)輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展。

56、擴(kuò)</p><p>　　圖3-2 S7－200擴(kuò)展模塊</p><p>　　展模塊選擇EM221數(shù)字量8點(diǎn)直流輸入模塊兩個(gè)，EM222數(shù)字量8點(diǎn)繼電器輸出模塊兩個(gè)。這樣總的輸入點(diǎn)為30個(gè)，輸出點(diǎn)為26個(gè)，滿足要求。</p><p>　　3.2數(shù)控系統(tǒng)的選型</p><p><b>　　數(shù)控系統(tǒng)選型原則</b></p

57、><p>　　在進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)選型時(shí)，一般應(yīng)遵從性價(jià)比高、綜合成本低，這兩個(gè)主要的原則，</p><p>　　在這兩個(gè)原則的指導(dǎo)下對(duì)眾多的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行比較，選擇最合適的數(shù)控系統(tǒng)。</p><p><b>　　1、性價(jià)比高的原則</b></p><p>　　一般在選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮數(shù)控系統(tǒng)的先進(jìn)性，不要選那些已經(jīng)或?qū)⒁惶蕴?/p>

58、的產(chǎn)品，這樣用不了多長(zhǎng)時(shí)間又要進(jìn)行更新，而要盡量選擇先進(jìn)的、能代表當(dāng)前主流技術(shù)的產(chǎn)品。先進(jìn)的產(chǎn)品代表更加強(qiáng)大的功能，但并不是越先進(jìn)的越好，隨著性能的提高，其價(jià)格必然越貴，但是在實(shí)際應(yīng)用中，眾多強(qiáng)大的功能是否必要，要視使用情況而定。不要一味追求高性能而增加投入，應(yīng)該在選擇性能優(yōu)良產(chǎn)品的同時(shí)，考慮價(jià)格因素，對(duì)產(chǎn)品的性能價(jià)格比進(jìn)行比較，在同樣能滿足技術(shù)要求的情況下，選擇價(jià)格低的產(chǎn)品。</p><p>　　2、綜合成本低

59、的原則</p><p>　　所謂綜合成本，是指除產(chǎn)品本身的價(jià)值外，其配套的配件采購、維修成本，因故</p><p>　　障停機(jī)導(dǎo)致的時(shí)間成本，以及壽命周期等等。在進(jìn) 行 數(shù) 控 系 統(tǒng)選型時(shí)，要充分考慮以上因素，選擇故障率低、配件價(jià)格低、售后服務(wù)及時(shí)、壽命周期長(zhǎng)的產(chǎn)品。</p><p>　　綜合上述原因并為了配合S7—200的使用本次改造選用了SINUMERIK 8

60、02D 系統(tǒng)。</p><p>　　SINUMERIK 802D 將所有CNC、HMI 和通訊任務(wù)集成于一個(gè)單一的部件。免維護(hù)的硬件集成了PROFIBUS接口用于連接伺服驅(qū)動(dòng)和I/O模塊，并具有速裝結(jié)構(gòu)的超薄操作面板。SINUMERIK 802D可控制最多4個(gè)數(shù)字進(jìn)給軸和1個(gè)主軸。802D配備SIMODRIVE 611UE 和帶編碼器的1FK7伺服電機(jī)作為進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。SIMODRIVE 611 UE 具有模塊化

61、設(shè)計(jì)和PROFIBUS 接口。因而，各軸驅(qū)動(dòng)的功率模塊獨(dú)立配置。另外，主軸也可以通過模擬接口控制，這種通用的方案也適用于簡(jiǎn)易型機(jī)床。SIMATIC S7-200 的指令集可直接適用于機(jī)床。在SINUMERIK上不僅可以進(jìn)行工件編程，而且還可以使用非西門子的G代碼。</p><p>　　硬件組件（圖3-4）</p><p>　　PCU（面板控制單元）：用于最多4根軸和一根主軸的控制模塊，帶圖

62、形顯示、軟鍵欄和NC卡插件。如圖3-3</p><p>　　KB (Keyboard)：鍵盤（水平或垂直排列）</p><p>　　MCP (Machine Control Panel)：機(jī)床控制面板</p><p>　　SPP 72/48 (Profibus外設(shè))：72個(gè)數(shù)字式輸入端，48個(gè)數(shù)字式輸出端</p><p>　　ADI4（用于4

63、根軸的模擬驅(qū)動(dòng)接口）</p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)模塊</b></p><p>　　- SIMODRIVE 611UE控制模塊</p><p>　　- 選件模塊Profibus DP</p><p><b>　　軟件組件</b></p><p>　　系統(tǒng)軟件在PCU的永久

64、閃存存儲(chǔ)器上</p><p><b>　　- 引導(dǎo)軟件，</b></p><p><b>　　啟動(dòng)系統(tǒng)。</b></p><p>　　- HMI軟件（人機(jī)界面），</p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)所有操作功能</b></p><p>　　- NCK軟件（

65、NC內(nèi)核），</p><p>　　實(shí)現(xiàn)所有NC功能。它控制一個(gè)最多帶有5根軸的“NC通道”。</p><p>　　- PLC軟件（可編程邏輯控制），</p><p>　　循環(huán)處理集成的PLC應(yīng)用程序。</p><p><b>　　工具箱</b></p><p>　　- 車床和銑床安裝文件</

66、p><p>　　- 用于車削時(shí)轉(zhuǎn)換的配置文件</p><p>　　- 車床和銑床循環(huán)軟件包</p><p>　　- 傳輸程序WINPCIN用于在PC和NC之間傳輸用戶數(shù)據(jù)和程序</p><p>　　- 可補(bǔ)充加載的語言包</p><p><b>　　- 文本管理器</b></p><

67、;p>　　- PLC用戶庫文件</p><p><b>　　圖3-3 控制面板</b></p><p>　　圖3-4 系統(tǒng)各部件的連接</p><p>　　在SINUMERIK 802D 的背面提供以下接口</p><p>　　X8: 3 芯孔式端子排，螺釘連接，用于連接24VDC 電源</p>&l

68、t;p>　　X4: 9 芯D 型孔式插座，用于連接PROFIBUS 總線</p><p>　　X6: 9 芯D 型針式插座，COM 1 用于連接RS-232 接口(推薦用RS-232C 隔離器)</p><p>　　X14/X15/X16: 15 芯D 型針式插座，用于連接3 個(gè)手輪</p><p>　　X 10: 6 芯小型DIN 標(biāo)準(zhǔn)插頭，用于連接鍵盤板&

69、lt;/p><p>　　4 PLC編程及說明</p><p>　　4.1 PLC地址分配</p><p>　　表4-1 PLC地址說明</p><p>　　表4-2 V變量地址的構(gòu)成</p><p>　　表4-3 特殊存儲(chǔ)器的位定義（只讀）</p><p>　　表4-4 狀態(tài)信號(hào)從MCP到PLC&l

70、t;/p><p>　　表4-5 PLC到MCP的信號(hào)</p><p>　　表4-6來自 HMI （程序控制）的選擇信號(hào) (可保持?jǐn)?shù)據(jù)區(qū))</p><p>　　表4-7 來自 HMI 的信號(hào)</p><p>　　表4-8 來自 HMI 的信號(hào) (仿真)</p><p>　　表4-9 來自 HMI 的選擇信號(hào) (可保持?jǐn)?shù)據(jù)區(qū))

71、</p><p>　　表4-10 來自NC 通道的輔助功能狀態(tài)</p><p>　　表4-11譯碼的 M 信號(hào) (動(dòng)態(tài) M0 –信號(hào) M99)</p><p>　　表4-12 T 功能</p><p>　　表4-13 M 功能</p><p>　　表4-14 S 功能</p><p>　　表4-

72、15 NCK 的通用信號(hào)</p><p>　　表4-16 NCK 的通用信號(hào)</p><p>　　表4-17來自NCK 的系統(tǒng)方式有效信號(hào)</p><p>　　表4-18 送至NCK 通道的控制信號(hào)</p><p>　　表4-19 來自NCK 通道的狀態(tài)信號(hào)</p><p>　　表4-20 NCK 的G 功能</

73、p><p>　　表4-21 傳遞的 M-/S- 功能</p><p>　　表4-22 送至坐標(biāo)軸或主軸的通用信號(hào)</p><p>　　表4-23 來自坐標(biāo)軸/主軸的狀態(tài)信號(hào)</p><p>　　表4-24 PLC 機(jī)床數(shù)據(jù) INT 值</p><p>　　表4-25 PLC 用戶報(bào)警響應(yīng)</p><p&

74、gt;　　表4-26 PLC 變量的讀寫</p><p>　　表4-26 刀具管理功能：信號(hào)改變</p><p><b>　　4.2 PLC程序</b></p><p>　　系統(tǒng)開機(jī)后輔助繼電器SM0.0接通PLC向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)X和Z的位置測(cè)量系統(tǒng)開始工作</p><p>　　系統(tǒng)向PLC發(fā)出就緒信號(hào)V3100000

75、0.3后，PLC向系統(tǒng)發(fā)出伺服使能信號(hào)V38000002.1和V38010002.1</p><p>　　面板向PLC發(fā)出點(diǎn)動(dòng)信號(hào)V10000000.2,PLC向系統(tǒng)發(fā)出點(diǎn)動(dòng)選擇信號(hào)</p><p>　　按下面板上MDA鍵，面板向PLC發(fā)出V10000000.1信號(hào)，PLC再向系統(tǒng)發(fā)出MDA的選擇信號(hào)</p><p>　　按下面板上自動(dòng)方式鍵，面板向PLC發(fā)出V10

76、000000.0信號(hào)，PLC向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出自動(dòng)方式選擇信號(hào)</p><p>　　當(dāng)變量寄存器V10000000.6有信號(hào)輸出時(shí)，每有一個(gè)高電平左移寄存器就會(huì)使MB6里的數(shù)值左移一，倍率就相應(yīng)的減小一級(jí)，并使相應(yīng)的倍率接通</p><p>　　當(dāng)變量寄存器V10000000.4有信號(hào)輸出時(shí)，每有一個(gè)高電平右移寄存器就會(huì)使MB6里的數(shù)值右移一，倍率就相應(yīng)的增加一級(jí)，并使相應(yīng)的倍率接通</

77、p><p>　　當(dāng)輔助繼電器M6.0接通PLC向系統(tǒng)發(fā)出X軸和Z軸的倍率乘1的信號(hào)V32001001.0和V32001005.0的通道信號(hào)。同時(shí)也發(fā)出送至坐標(biāo)軸的信號(hào)V38000005.0和V38010005.0。</p><p>　　當(dāng)輔助繼電器M6.1接通PLC向系統(tǒng)發(fā)出X軸和Z軸的倍率乘10的信號(hào)V32001001.1和V32001005.1的通道信號(hào)。同時(shí)也發(fā)出送至坐標(biāo)軸的信號(hào)V380

78、00005.1和V38010005.1。</p><p>　　當(dāng)輔助繼電器M6.2接通PLC向系統(tǒng)發(fā)出X軸和Z軸的倍率乘100的信號(hào)V32001001.2和V32001005.2的通道信號(hào)。同時(shí)也發(fā)出送至坐標(biāo)軸的信號(hào)V38000005.2和V38010005.2。</p><p>　　當(dāng)輔助繼電器M6.3接通PLC向系統(tǒng)發(fā)出X軸和Z軸的倍率乘1000的信號(hào)V32001001.3和V3200

79、1005.3的通道信號(hào)。同時(shí)也發(fā)出送至坐標(biāo)軸的信號(hào)V38000005.3和V38010005.3。</p><p>　　當(dāng)輔助繼電器M6.4接通PLC向系統(tǒng)發(fā)出X軸和Z軸的倍率乘10的信號(hào)V32001001.6和V32001005.6的通道信號(hào)。同時(shí)也發(fā)出送至坐標(biāo)軸的信號(hào)V38000005.6和V38010005.6。</p><p>　　按下操作面板上機(jī)床啟動(dòng)按鈕V1000000.1，P

80、LC向數(shù)控系統(tǒng)輸出通道信號(hào)V32000007.1，即NC啟動(dòng)信號(hào)。</p><p>　　按下操作面板上機(jī)床停止按鈕V1000000.7，PLC向數(shù)控系統(tǒng)輸出通道信號(hào)V32000007.3，即NC停止信號(hào)。</p><p>　　PLC向系統(tǒng)發(fā)出X軸正向移動(dòng)指令V32001000.7，系統(tǒng)向PLC輸出X軸正向移動(dòng)指令V33001000.7</p><p>　　PLC向系

81、統(tǒng)發(fā)出X軸負(fù)向移動(dòng)指令V32001000.6，系統(tǒng)向PLC輸出X軸負(fù)向移動(dòng)指令V33001000.6</p><p>　　PLC向系統(tǒng)發(fā)出Z軸正向移動(dòng)指令V32001004.7，系統(tǒng)向PLC輸出Z軸正向移動(dòng)指令V33001004.7</p><p>　　PLC向系統(tǒng)發(fā)出Z軸負(fù)向移動(dòng)指令V32001004.6，系統(tǒng)向PLC輸出Z軸負(fù)向移動(dòng)指令V33001004.6</p>&l

82、t;p>　　機(jī)床操作面板向PLC輸入最快倍率信號(hào)V10000002.3，PLC向系統(tǒng)輸出X軸疊加快速信號(hào)V38000004.5和Z軸疊加快速信號(hào)V38020004.5</p><p>　　機(jī)床在回參考點(diǎn)時(shí)，碰到X軸的減速擋塊輸入信號(hào)I1.4,PLC就會(huì)向系統(tǒng)輸出減速信號(hào)V38001000.7</p><p>　　機(jī)床在回參考點(diǎn)時(shí)，碰到Z軸的減速擋塊輸入信號(hào)I1.5,PLC就會(huì)向系統(tǒng)輸

83、出減速信號(hào)V38021000.7</p><p>　　在急?；芈分?，當(dāng)常閉觸點(diǎn)I1.7閉合，PLC向系統(tǒng)輸出急停信號(hào)V26000000.1</p><p>　　常開觸點(diǎn)V10000003.0閉合，PLC向系統(tǒng)發(fā)出復(fù)位信號(hào)V30000000.7,同時(shí)PLC向系統(tǒng)發(fā)出急停應(yīng)答信號(hào)V26000000.2</p><p>　　刀架向X軸的正向移動(dòng)時(shí)，碰到正向限位開關(guān)，PLC

84、向系統(tǒng)輸出X軸正向超程信號(hào)。</p><p>　　刀架向X軸的負(fù)向移動(dòng)時(shí)，碰到負(fù)向限位開關(guān)，PLC向系統(tǒng)輸出X軸負(fù)向超程信號(hào)。</p><p>　　刀架向Z軸的正向移動(dòng)時(shí)，碰到正向限位開關(guān)，PLC向系統(tǒng)輸出Z軸正向超程信號(hào)。</p><p>　　刀架向Z軸的負(fù)向移動(dòng)時(shí)，碰到正向限位開關(guān)，PLC向系統(tǒng)輸出Z軸負(fù)向超程信號(hào)。</p><p>　　

85、特殊繼電器SM0.0為邏輯1時(shí)，PLC向系統(tǒng)輸出進(jìn)給倍率生效信號(hào)V32000006.6和快速倍率生效V32000006.6</p><p>　　特殊繼電器SM0.0為邏輯1即EN有效時(shí)，周期性傳送字節(jié)指令將一個(gè)無符號(hào)的單字節(jié)數(shù)據(jù)VB10000004傳送到VB32000004中</p><p>　　特殊繼電器SM0.0為邏輯1即EN有效時(shí)，周期性傳送字節(jié)指令將一個(gè)無符號(hào)的單字節(jié)數(shù)據(jù)VB100

86、00004傳送到VB32000005中</p><p>　　特殊繼電器SM0.0為邏輯1時(shí)，PLC向系統(tǒng)輸出X軸倍率生效信號(hào)V38000001.7和Z軸倍率生效信號(hào)V38010001.7</p><p>　　特殊繼電器SM0.0為邏輯1即EN有效時(shí)，周期性傳送字節(jié)指令將一個(gè)無符號(hào)的單字節(jié)數(shù)據(jù)VB10000004傳送到VB38000000中</p><p>　　特殊繼

87、電器SM0.0為邏輯1即EN有效時(shí)，周期性傳送字節(jié)指令將一個(gè)無符號(hào)的單字節(jié)數(shù)據(jù)VB10000004傳送到VB38010000中</p><p>　　顯示裝置向PLC輸入選擇空運(yùn)行信號(hào)V17000000.6，PLC向系統(tǒng)輸出激活空運(yùn)行進(jìn)給速度信號(hào)V32000000.6</p><p>　　常閉輸入信號(hào)V32000000.4是PLC向系統(tǒng)輸入激活單段運(yùn)行方式，面板向PLC的常開按鈕V10000

88、001.2閉合時(shí)，遇上升沿使輔助繼電器M5.0置位。</p><p>　　常開輸入信號(hào)V32000000.4是PLC向系統(tǒng)輸入激活單段運(yùn)行方式，面板向PLC的常開按鈕V10000001.2，當(dāng)前兩個(gè)繼電器閉合時(shí)，遇下降沿使輔助繼電器M5.0復(fù)位。</p><p>　　V10000001.2是面板向PLC的常閉繼電器，當(dāng)常開輔助繼電器M5.0閉合時(shí)， PLC向系統(tǒng)輸入激活單段運(yùn)行方式信號(hào)V3

89、2000000.4</p><p>　　顯示裝置向PLC輸入程序測(cè)試信號(hào)V17000001.7，PLC向系統(tǒng)輸出激活程序測(cè)試信號(hào)V32000001.7</p><p>　　調(diào)用主軸控制的子程序</p><p>　　調(diào)用電動(dòng)刀架的子程序</p><p>　　特殊繼電器SM0.0，程序測(cè)試有效信號(hào)V33000001.7常閉，當(dāng)M03信號(hào)V2500

90、1000.3閉合，輔助繼電器M115.0置位，M115.1復(fù)位；當(dāng)M04信號(hào)V25001000.4閉合，輔助繼電器M115.0復(fù)位，M115.1置位</p><p>　　系統(tǒng)啟動(dòng)特殊繼電器SM0.0置位，當(dāng)操作面板向PLC輸入正轉(zhuǎn)信號(hào)V10000001.4時(shí)，輔助繼電器M115.0置位M115.1復(fù)位；當(dāng)操作面板向PLC輸入反轉(zhuǎn)信號(hào)V10000001.6，輔助繼電器M115.0復(fù)位，輔助繼電器M115.1置位；當(dāng)

91、PLC向系統(tǒng)輸入急停信號(hào)V27000000.1、PLC向系統(tǒng)輸入復(fù)位信號(hào)V30000000.7、面板向PLC輸入主軸停止信號(hào)V10000001.5時(shí)輔助繼電器M115.0和M115.1復(fù)位。</p><p>　　V31000000.2時(shí)系統(tǒng)輸入到PLC的點(diǎn)動(dòng)常閉信號(hào)，當(dāng)變量繼電器V25001000.5（M05主軸停止）和V25001003.6（程序結(jié)束）閉合，輔助繼電器M115.0和M115.1復(fù)位。當(dāng)點(diǎn)動(dòng)方式V

92、31000000.2得電，常開變常閉或系統(tǒng)向PLC輸入的自動(dòng)方式信號(hào)V31000001.0閉合后，只要面板發(fā)出主軸停止信號(hào)V10000001.5，輔助繼電器M115.0和M115.1就復(fù)位。當(dāng)機(jī)床的復(fù)位和急停得電時(shí)，輔助繼電器M115.0和M115.1也復(fù)位。</p><p>　　機(jī)床開機(jī)后，特殊繼電器SM0.0接通，當(dāng)輔助繼電器M115.0接通主軸輸出正轉(zhuǎn)；當(dāng)變量繼電器V31000000.2接通，主軸輸出正向點(diǎn)

93、動(dòng)；當(dāng)輔助繼電器M115.1接通主軸輸出反轉(zhuǎn)。</p><p>　　特殊繼電器SM0.0接通，當(dāng)PLC輸入到系統(tǒng)的進(jìn)給保持信號(hào)輸入，輔助繼電器M112.0和M113.0復(fù)位。</p><p>　　I0.0、I0.1、I0.2、I0.3是四個(gè)刀位的輸入信號(hào)，MOV_DW是雙字傳送指令，當(dāng)輸入EN有效時(shí)，將一個(gè)雙字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到MD104中。</p><p>　　當(dāng)有急停信

94、號(hào)V27000000.1、程序測(cè)試有效信號(hào)V33000001.7、輔助繼電器M113.0、進(jìn)給保持信號(hào)V10000003.0輸入,后面輸出的所有輔助繼電器都復(fù)位。</p><p>　　讀取刀位信號(hào)，系統(tǒng)向PLC輸入自動(dòng)信號(hào)V31000000.0或MDA信號(hào)V31000000.1,遇上升沿移位寄存器將MD104的數(shù)據(jù)傳送到MD108；面板向PLC發(fā)出換刀信號(hào)V2500000.14,移位寄存器將T功能VD250020

95、00的數(shù)據(jù)傳送到MD108；雙字比較指令：當(dāng)MD108的數(shù)據(jù)<=+4輔助繼電器M112.5輸出，M112.5的常閉點(diǎn)斷開，報(bào)警信號(hào)V16000000.1不輸出；MD108的數(shù)據(jù)不<=+4輔助繼電器M112.5不輸出，M112.5的常閉點(diǎn)不變，報(bào)警信號(hào)V16000000.1輸出。</p><p>　　JOG控制刀具選擇，系統(tǒng)向PLC發(fā)出點(diǎn)動(dòng)信號(hào)V31000000.2,當(dāng)面板向PLC發(fā)出自動(dòng)方式信號(hào)V10

96、000000.1，遇到上升沿輔助繼電器M113.3置位。M113.3的常開點(diǎn)變常閉，遇到上升沿M112.0置位，M112.1復(fù)位，進(jìn)給保持V32000006.0置位，同時(shí)MD104的數(shù)據(jù)傳送到MD108。面板向PLC輸入MDA信號(hào)V10000000.1，MD104的數(shù)據(jù)傳送到MD108。運(yùn)用比較指令，當(dāng)MD104和 MD108的數(shù)據(jù)相等時(shí)，輔助繼電器M112.3輸出。</p><p>　　在自動(dòng)或MDA狀態(tài)下控制

97、刀具選擇。當(dāng)系統(tǒng)向PLC輸入自動(dòng)信號(hào)V31000000.0或MDA信號(hào)V31000000.1。用相等的比較指令，當(dāng)MD108等于0時(shí)，用取非指令，輔助繼電器M112.6不輸出；當(dāng)MD108不等于0時(shí)，用取非指令，輔助繼電器M112.6輸出。用相等的比較指令，當(dāng)MD108等于MD104時(shí)，用取非指令，輔助繼電器M112.7不輸出；當(dāng)MD108不等于MD104時(shí)，用取非指令，輔助繼電器M112.7輸出。當(dāng)換刀指令V25000001.4輸入，

98、輔助繼電器M112.6和 M112.7接通，M112.0置位，M112.1復(fù)位，進(jìn)給保持V32000006.0置位。當(dāng)輔助繼電器M112.0閉合，MD108等于MD104時(shí)M112.0復(fù)位，M112.1置位，進(jìn)給保持M113.2置位。</p><p>　　刀架正轉(zhuǎn)時(shí)間控制，正轉(zhuǎn)5秒后停止。</p><p>　　刀架反轉(zhuǎn)時(shí)間控制，反轉(zhuǎn)2秒后停止。</p><p>　　

99、Q0.4輸出的時(shí)刀架正轉(zhuǎn)，Q0.5輸出的是刀架反轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　此設(shè)計(jì)用西門子802D數(shù)控系統(tǒng)和S7-200可編程控制器對(duì)C650普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造，結(jié)合改造后的外部控制電路，通過自行分配I/O口地址和設(shè)計(jì)梯形圖程序完成對(duì)數(shù)控車床各種功能及工作過程的控制。</p><p>　　首先對(duì)

100、C650普通車床控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，掌握其電路工作原理。</p><p>　　其次通過對(duì)原機(jī)床得分析，自行分配I/O口地址和設(shè)計(jì)梯形圖程序，完成了對(duì)機(jī)床控制面板上各項(xiàng)功能、刀架換刀過程以及機(jī)床外部執(zhí)行裝置的控制，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)控車床工作過程的有效控制。</p><p>　　設(shè)計(jì)期間學(xué)到了從事研究工作的基本工作思路和方法,尤其是謹(jǐn)慎,同時(shí)在鞏固專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上拓寬了知識(shí)面。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程

101、中我遇到了很多困難,比如在設(shè)計(jì)開始階段,不知從哪方面入手,最后通過自己獨(dú)立學(xué)習(xí)、細(xì)心研究,終于找到突破口;在設(shè)計(jì)進(jìn)行中遇到了很多新的困難,通過查閱相關(guān)資料在老師的指導(dǎo)下都一一解決。通過這次設(shè)計(jì)不僅使我以前學(xué)到得知識(shí)在實(shí)踐中得到了運(yùn)用，而且還學(xué)到很多新知識(shí)，培養(yǎng)了我不怕苦,不馬虎的學(xué)習(xí)精神,也在一定程度上加強(qiáng)了我獨(dú)立自學(xué)的能力，總結(jié)了很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 </p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究水平與專業(yè)的普通機(jī)床數(shù)控化

102、改造還存在著一定的差距,今后我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)和工作,不斷在實(shí)踐中探索，使自己取得更大進(jìn)步。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 翟大中.可編程控制器應(yīng)用與實(shí)驗(yàn).武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002 </p><p>　　[2] 周濟(jì).周艷紅.數(shù)控加工技術(shù). 北京：國防工業(yè)出版社，2002 </p&

103、gt;<p>　　[3] 王愛玲.張吉堂.吳雁.現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng).北京：國防工業(yè)出版社，2002 </p><p>　　[4] 李善術(shù).數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 </p><p>　　[5] 嚴(yán)愛珍.機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[6] 余英良.機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例[M]

104、.北京：機(jī)械工業(yè)出版社．1998．</p><p>　　[7] 張新義.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京 機(jī)械工業(yè)出版社，l994</p><p>　　[8] 熊幸明.王新輝．基于PLC的-I位組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)．組合機(jī)床</p><p>　　與自動(dòng)化加工技術(shù)，2004</p><p>　　[9] 龔雯.普通車床的數(shù)控改造.機(jī)械工人

105、，1999.6:17-18.</p><p>　　[10] 肖愛武.普通車床數(shù)控改造初探.機(jī)械制造與自動(dòng)化，2003.6:22-23</p><p>　　[11] 汪木蘭.數(shù)控原理與系統(tǒng).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[12] 王兆義.可編程控制器教程[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995：23-27</p><p>

106、　　[13] 劉金琪.機(jī)床電氣自動(dòng)控制[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[14] 朱善君.可編程序控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用維護(hù).北京：清華大學(xué)出版社，1992</p><p>　　[15] 劉果.數(shù)控技術(shù)[M].北京：中國勞動(dòng)出版社，2001</p><p>　　[16] 賈德勝.PLC應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序.北京：人民郵電出版社出版，200

107、6.</p><p>　　[17] 孫海維.SIMATIC可編程控制器及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[18] 西門子（中國）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).深入淺出西門子S7-200PLC.北京：北京航天航空大學(xué)，2003.12.</p><p>　　[19] 魯遠(yuǎn)棟.PLC機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社，2006.4.&l

108、t;/p><p>　　[20] 賀哲榮.流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)(三菱FX2系列).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.3.</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　主程序</b></p><p><b>　　子程序1</b></p>

109、;<p><b>　　子程序2</b></p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是我經(jīng)過大學(xué)本科學(xué)習(xí)向?qū)W校、社會(huì)交出的一張總結(jié)答卷。它不僅是對(duì)大學(xué)五年所學(xué)知識(shí)的總結(jié)，也是把所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通運(yùn)用到實(shí)踐中的一次嘗試，是衡量我五年學(xué)習(xí)成果的一個(gè)必要標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　回

110、顧整個(gè)設(shè)計(jì)過程，通過老師的講解，我們了解了設(shè)計(jì)要點(diǎn)，選擇了自己的設(shè)計(jì)課題。在本次設(shè)計(jì)過程中，我積極努力，大膽構(gòu)思，使自己充分體會(huì)到了理論知識(shí)與實(shí)踐的結(jié)合，更重要的是本專業(yè)知識(shí)與控制等知識(shí)的聯(lián)系。這為我以后的學(xué)習(xí)和工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在五年的學(xué)習(xí)中，我們所學(xué)的課程都得到了應(yīng)用，對(duì)一些以前認(rèn)識(shí)不透徹的概念，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)一步理解了。同時(shí)我們也學(xué)會(huì)了思考問題的全面性，要把握住問題的重點(diǎn)，那么所有的問題都將不是問題。</p><

111、;p>　　通過此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅學(xué)到了新的知識(shí)——西門子S7-200PLC的編程設(shè)計(jì)，還了解到普通機(jī)床數(shù)控化改造的重要性。</p><p>　　通過這樣既總結(jié)又學(xué)習(xí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)記得更加牢固，理解得更加透徹。在本次設(shè)計(jì)過程中，我積極努力，大膽構(gòu)思，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面做了大量對(duì)比。所有這些為我以后的學(xué)習(xí)和工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　最后，向大學(xué)期間所有教