PAGEPAGEI基于西門子802S的數(shù)控銑床電氣設(shè)計(jì)摘要普通機(jī)床的數(shù)控化再制造，是一項(xiàng)可以節(jié)約大量的資金的新技術(shù)。通過(guò)對(duì)舊機(jī)床的數(shù)控化再制造后，使機(jī)床性能接近新的機(jī)床，提高了零件的加工精度，改善了工作環(huán)境，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短了制造周期。數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)是一項(xiàng)由多個(gè)單元組成的系統(tǒng)工程。通過(guò)將系統(tǒng)的各個(gè)單元結(jié)合成另一個(gè)大的系統(tǒng)，使各單元的功能不僅能夠相互疊加，而且可以使各單元相互輔助、相互促進(jìn)與提高，從而使整體的功能大于各單元功能的簡(jiǎn)單之和。在設(shè)計(jì)過(guò)程中針對(duì)西門子系統(tǒng)的功能及X52銑床的數(shù)控化改造的一般方法，確定銑床數(shù)控改造的總體設(shè)計(jì)方案,完成X52機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)等部分的數(shù)控化改造的設(shè)計(jì)，確定進(jìn)給系統(tǒng)和主軸系統(tǒng)的傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)方案，選擇主要驅(qū)動(dòng)裝置及其它元器件,根據(jù)X52K銑床主要輔助功能的實(shí)現(xiàn)方案，設(shè)計(jì)有關(guān)PLC控制程序，并完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等任務(wù)。關(guān)鍵詞：銑床,數(shù)控化改造,電氣系統(tǒng)

ElectricalDesignofSiemensNumericalControlMillingMachineBasedon802sAbstractTheordinaryenginebednumericalcontrolmakesagain,isoneitemmaysavethemassivefundnewtechnology.Throughmakesagainaftertheoldenginebednumericalcontrol,causestheenginebedperformanceclosenewenginebed,increasedthecomponentsprocessingprecision,improvedtheworkingconditions,enhancedthelaborproductivity,reducedthemanufacturecycle.Thenumericalcontrolenginebeddesignisoneitemthesystemsengineeringwhichiscomposedbymanyunits.illcombinetoformthroughthesystematiceachunitanotherbigsystem,notonlywillenablevariousunitsthefunctiontosuperimposemutually,moreovermightmakevariousunitstoassist,topromoteandtheenhancementmutuallymutually,thuswillcausethewholethefunctiontobebiggerthanvariousunitsfunctionthesimplesum.ThegeneralmethodofnumericalcontroltransformationforSiemenssystemfunctionandX52millingmachineinthedesignprocess,determinetheoveralldesignschemeofCNCmillingmachinetransformation,completedthedesignofNCmachinetoolfeedsystem,X52andotherpartsofthespindlesystem,determinethefeedsystemandthespindlesystemofthetransmission,drivescheme,selectionofmaindrivingdeviceandotherparts,accordingtotheschemeofmainauxiliaryfunctionofX52Kmillingmachine,thedesignofPLCcontrolprogram,andcompletedthesystemparametersettingetc..Keywords:Millingmachine,Numericalcontroltransformation,electricalsystemPAGEI目錄摘要…………………………ⅠABSTRACT……………………Ⅱ1緒論…………………11.1數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史…………………11.1.1數(shù)控NC階段………………11.1.2數(shù)控CNC階段……………11.1.3數(shù)控技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向……………………11.2數(shù)控機(jī)床的基本組成結(jié)構(gòu)和主要功能……………21.3SINUMERIK數(shù)控系統(tǒng)的介紹…………………31.4本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)………………32總體改造方案設(shè)計(jì)…………52.1X52K立式銑床的簡(jiǎn)介……………52.1.1X52K立式銑床的結(jié)構(gòu)……………………52.1.2X52K立式銑床的參數(shù)……………………62.2控制系統(tǒng)的改造……………………72.2.1主軸變頻器電氣控制改造…………………72.2.2進(jìn)給系統(tǒng)改造………………82.3數(shù)控機(jī)床的外觀造型………………83電氣系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)…………103.1數(shù)控系統(tǒng)的硬件連接和功能接口…………………103.2主軸及其控制………………………143.2.1主軸的控制方式……………143.2.2主軸變頻器MICROMASTER420電氣控制……………143.3進(jìn)給軸及其控制……………………153.3.1數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求…………163.3.2數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服電機(jī)的要求………………163.3.3步進(jìn)電機(jī)的選擇……………163.4PLC的電氣改造……………………184參數(shù)的設(shè)置及plc程序的設(shè)計(jì)…………194.1回參考點(diǎn)運(yùn)行………………………214.2靜態(tài)極限監(jiān)控………………………224.3反向間隙補(bǔ)償………………………234.4主軸啟停控制分析…………………254.5主軸換檔控制分析…………………274.6進(jìn)給軸主軸使能控制分析…………30總結(jié)………………………29致謝………………………30參考文獻(xiàn)……………………31附錄…………………………32PAGE44陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書）PAGE43基于西門子802S的數(shù)控銑床電氣設(shè)計(jì)1緒論1.1數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史1.1.1數(shù)控NC階段早期計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度低，對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理影響還不打，不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求。人們采用數(shù)字邏輯電路搭成一臺(tái)機(jī)床專用計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱為硬件連接數(shù)控（HARD-WIREDNC），簡(jiǎn)稱為數(shù)控（NC）。這個(gè)階段歷經(jīng)了三代發(fā)展：第一代NC是電子管NC。它是1948年美國(guó)怕森茲公司為研制新型直升機(jī)槳葉，在MIT的協(xié)助下，于1952年完成的。由電子管、繼電器、模擬電路構(gòu)成的三坐標(biāo)連續(xù)軌跡控制的數(shù)控銑床，用作數(shù)控機(jī)床的原型機(jī)或樣品機(jī)。第二代NC是晶體管NC。1958年，晶體管取代了電子管，并廣泛采用印制線路板。第三代NC是采用小規(guī)模集成電路的NC。1965年的三代—小規(guī)模集成電路。1.1.2計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）階段通用小型計(jì)算機(jī)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)，于是將它移植過(guò)來(lái)作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控（NCN）階段（把計(jì)算機(jī)前面應(yīng)有的“通過(guò)”兩個(gè)字省略了）。到1971年，美國(guó)INTEL公司在世界上第一次將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)最核心的部件—運(yùn)算器和控制器，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上，稱之為微處理器（MICROPROCESSOR），又可稱為中央處理單元（簡(jiǎn)稱CPU）。到1974年，微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因?yàn)樾⌒陀?jì)算機(jī)功能太強(qiáng)，控制一臺(tái)機(jī)床能力有富裕，不如采用微處理器經(jīng)濟(jì)合理，而且當(dāng)時(shí)的小型機(jī)可靠性也不理想。早期的處理器的速度和功能雖還不高，但可以通過(guò)多處理器結(jié)構(gòu)來(lái)解決。由于微處理器是通用計(jì)算機(jī)的核心部件，故仍稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控。到了1990年，PC機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)，國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱微機(jī)）的性能已發(fā)展到很高的階段，可以滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求。數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入了基于PC的階段。計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代：即1970年的第四代—小型計(jì)算機(jī)；1974年的第五代—微處理器和1990年的第六代—基于PC。1.1.3數(shù)控技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向基于PC所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點(diǎn)，更多的數(shù)控系統(tǒng)廠家會(huì)走上這條道路。至少采用PC機(jī)作為它的前端機(jī)，來(lái)處理人機(jī)界面、編程和聯(lián)網(wǎng)通信等問(wèn)題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。PC機(jī)所具有的友好的人機(jī)界面將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)，遠(yuǎn)程通訊、遠(yuǎn)程診斷和維修將更加普遍。日本、歐盟和美國(guó)等針對(duì)開放式的CNC。要求數(shù)控系統(tǒng)高速處理并計(jì)算出伺服電機(jī)的移動(dòng)量，并要求伺服電機(jī)能快速地做出反應(yīng)。為使在極短的空程內(nèi)達(dá)到高速度和在高行程速度下保持高定位精度，必須具備高加、減速度和高精度的位置檢測(cè)系統(tǒng)和伺服品質(zhì)。通過(guò)減少數(shù)控系統(tǒng)的誤差和采用補(bǔ)償技術(shù)來(lái)提高極度。隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。（a）用自適應(yīng)控制技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)能檢測(cè)過(guò)程中的一些重要信息，并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。（b）引入專家系統(tǒng)指導(dǎo)加工。將熟練工人和專家的經(jīng)驗(yàn)，加工的一般規(guī)律與特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)偉支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。當(dāng)前，已開發(fā)出來(lái)模糊邏輯控制和帶自學(xué)習(xí)功能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電火花加工數(shù)控系統(tǒng)。（c）引入故障診斷專家系統(tǒng)。當(dāng)數(shù)控機(jī)床某部分出現(xiàn)故障時(shí)，故障診斷專家系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行判斷、反饋，產(chǎn)生報(bào)警，或顯示故障代號(hào)、故障部位等信息。（d）智能化數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置。通過(guò)自動(dòng)識(shí)別負(fù)載而自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行。1.2數(shù)控機(jī)床的基本組成結(jié)構(gòu)和主要功能數(shù)控機(jī)床有輸入介質(zhì)、人機(jī)交互設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助裝置、可編程控制器、反饋裝置和適應(yīng)控制裝置等部分組成。（a）控制介質(zhì)：即在人與數(shù)控機(jī)床之間建立某種關(guān)系的媒介，常見的有磁帶、磁盤等。（b）人機(jī)交互設(shè)備：即操作面板。該部分主要包括鍵盤和顯示器。（c）計(jì)算機(jī)控制裝置（CNC）：CNC是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)核心部分，他由運(yùn)算器、控制器（運(yùn)算器和控制器構(gòu)成CPU）、存儲(chǔ)器、輸入接口、輸出接口等。（d）進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：該系統(tǒng)由伺服控制電路、功率放大電路和伺服電動(dòng)機(jī)組成。其作用主要是把來(lái)自數(shù)控裝置的位置控制移動(dòng)指令轉(zhuǎn)變成機(jī)床工作部件的運(yùn)動(dòng)，使工作臺(tái)按規(guī)定軌跡移動(dòng)或精確定位，加工出符合圖樣要求的工件。進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)或移動(dòng)刀架的位置控制系統(tǒng)，它是一種直線運(yùn)動(dòng)。（e）主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸的要求較高，需要有較高的轉(zhuǎn)速，并且可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速的功能。機(jī)床主軸的運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這要求主傳動(dòng)電機(jī)能夠輸出較大的功率。同時(shí)數(shù)控機(jī)場(chǎng)的主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能在主軸的正反方向都可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)和加減速。（f）輔助控制裝置：包括液壓泵，冷卻泵等控制接口電路。在這些電路中包括了換向閥電磁鐵和接觸器等電氣元件，通過(guò)可編程控制器進(jìn)行控制，使得以上的功能都可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)。（g）可編程控制器：它把計(jì)算機(jī)送來(lái)的輔助控制指令轉(zhuǎn)換成強(qiáng)電信號(hào)，用來(lái)控制數(shù)控機(jī)床的順序動(dòng)作，定時(shí)計(jì)數(shù)、主軸電機(jī)的啟動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)速的調(diào)整等動(dòng)作。SINUMERIK802S數(shù)控系統(tǒng)的介紹SINUMERIK802S是一種典型的經(jīng)濟(jì)型CNC系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：（a）結(jié)構(gòu)緊湊，高度集成于一體的數(shù)控單元，操作面板，機(jī)床操作面板和輸入輸出單元。（b）機(jī)床調(diào)試配置數(shù)據(jù)少，系統(tǒng)與機(jī)床匹配更快速、更容易。（c）簡(jiǎn)單的編程界面，保證了生產(chǎn)的快速進(jìn)行，優(yōu)化了機(jī)床的使用。802S系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置包具備了所有的必要組成單元:NC,PLC,操作面板,機(jī)床控制面板,輸入/輸出單元及系統(tǒng)軟件.操作編程極其簡(jiǎn)便、免維護(hù)、性能價(jià)格比高，是專門為低端CNC機(jī)床市場(chǎng)而開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型CNC控制系統(tǒng)。在中國(guó)的銷售非常成功。采用電容防止掉電引起的數(shù)據(jù)丟失。程序的變化和新程序軟件存儲(chǔ)。系統(tǒng)軟件面向車床和銑床應(yīng)用，并可單獨(dú)安裝。在每一個(gè)工具盒中都包含有車床和銑床

802S具有和802C同樣的顯示器，操作面板，數(shù)控功能，PLC編程方法等，所不同的只是SINUMERIK802S帶有步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，控制步進(jìn)電機(jī)，可帶3個(gè)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)軸及一個(gè)+/-10V模擬伺服主軸；而SINUMERIK802C帶有伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),它采用傳統(tǒng)的模擬伺服+/-10V接口,最多可帶3個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)軸及一個(gè)伺服主軸。最新推出的802Se/Ce,更是將CPU、輸入輸出點(diǎn)（48個(gè)24V的直流輸入和16個(gè)24V的直流輸出，輸出同時(shí)工作系數(shù)為0.5時(shí)負(fù)載能力可達(dá)0.5A）、控制接口等所有部件集成在面板背后，一體化的設(shè)計(jì)使得使用維護(hù)更為方便。因此802S和802C系統(tǒng)非常適合于普通機(jī)床、數(shù)顯機(jī)床的數(shù)控化改造以及低檔數(shù)控機(jī)床的數(shù)控配套和改造。我們?cè)?jīng)應(yīng)用的場(chǎng)合有數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控磨床、槍鉆機(jī)床、專機(jī)等。SINUMERIK802Sbaseline控制軟件已經(jīng)存儲(chǔ)在數(shù)控部分的Flash-EPROM（閃存）上，Toolbox軟件工具（調(diào)整所用的軟件工具）包含在標(biāo)準(zhǔn)的供貨范圍內(nèi)。系統(tǒng)不再需的PLC程序示例，以便用戶能很快地調(diào)試完畢。1.4本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)（a）針對(duì)西門子802s系統(tǒng)的功能及X52銑床的數(shù)控化改造的一般方法，確定銑床數(shù)控改造的總體設(shè)計(jì)方案。（b）完成X52機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)等部分的數(shù)控化改造的設(shè)計(jì)，確定進(jìn)給系統(tǒng)和主軸系統(tǒng)的傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)方案，選擇主要驅(qū)動(dòng)裝置及其它元器件，設(shè)計(jì)銑床電氣原理圖。（c）根據(jù)X52K銑床主要輔助功能的實(shí)現(xiàn)方案，設(shè)計(jì)有關(guān)PLC控制程序，并完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等任務(wù)。（d）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，整理設(shè)計(jì)圖紙、PLC控制程序，要求說(shuō)明書和設(shè)計(jì)圖表達(dá)正確、工作量達(dá)標(biāo)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該對(duì)西門子802S數(shù)控系統(tǒng)的組成以及安裝調(diào)試和它的對(duì)外接口了解清楚，同時(shí)繪出電氣原理圖以及PLC程序的設(shè)計(jì)，也要完成一些重要參數(shù)的設(shè)定，例如回參考點(diǎn)的設(shè)定，硬軟件限位開關(guān)的參數(shù)設(shè)定，反向間隙補(bǔ)償?shù)龋惨獙?duì)X52K立式升降銑床的組成和工作原理有所了解。通過(guò)查資料清楚數(shù)控機(jī)床的PLC控制。通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)主軸的無(wú)級(jí)調(diào)速。2總體改造方案設(shè)計(jì)2.1X52K立式銑床的簡(jiǎn)介本機(jī)床是一種強(qiáng)力金屬切削機(jī)床，機(jī)床的主軸傳動(dòng)系統(tǒng)由功率為7.5kw的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，能承受重負(fù)荷切屑。主軸錐孔可直接或通過(guò)附件安裝各種圓柱銑刀、圓片銑刀、成型銑刀、端面銑刀等刀具，適于加工各種零件的平面、斜面、溝槽、孔等，是機(jī)械制造、模具、儀器、儀表、汽車、摩托車等行業(yè)的理想加工設(shè)備。圖2-1X52K立式銑床實(shí)物圖2.1.1X52K立式銑床的結(jié)構(gòu)X52K為立式升降臺(tái)銑床，其主軸軸線垂直于工作臺(tái)面，外形如圖2-1所示，主要由床身、立銑頭、主軸、工作臺(tái)、升降臺(tái)、底座組成。圖2-2X52K立式銑床結(jié)構(gòu)圖（a）床身—固定和支承銑床各部件；（b）立銑頭—支承主軸，可左右傾斜一定角度；（c）主軸—為空心軸，前端為精密錐孔，用于安裝銑刀并帶動(dòng)銑刀旋轉(zhuǎn)；（d）工作臺(tái)—承載、裝夾工件，可縱向和橫向移動(dòng)，還可水平轉(zhuǎn)動(dòng)；（e）升降臺(tái)—通過(guò)升降絲杠支承工作臺(tái)，可以使工作臺(tái)垂直移動(dòng)；（f）變速機(jī)構(gòu)—主軸變速機(jī)構(gòu)在床身內(nèi)，使主軸有18種轉(zhuǎn)速，進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)在升降臺(tái)內(nèi)，可提供18種進(jìn)給速度；（g）底座—支承床身和升降臺(tái)，底部可存儲(chǔ)切削液。X52K立式銑床的特點(diǎn):（a）立銑頭可在垂直平面內(nèi)順、逆回轉(zhuǎn)調(diào)整±45°，拓展機(jī)床的加工范圍；主軸軸承為圓錐滾子軸承，承載能力強(qiáng)，且主軸采用能耗制動(dòng)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，停止迅速、可靠。（b）工作臺(tái)X/Y/Z向有手動(dòng)進(jìn)給、機(jī)動(dòng)進(jìn)給和機(jī)動(dòng)快進(jìn)三種，進(jìn)給速度能滿足不同的加工要求；快速進(jìn)給可使工件迅速到達(dá)加工位置，加工方便、快捷，縮短非加工時(shí)間。（c）X、Y、Z三方向?qū)к壐苯?jīng)超音頻淬火、精密磨削及刮研處理，配合強(qiáng)制潤(rùn)滑，提高精度，延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命。（d）潤(rùn)滑裝置可對(duì)縱、橫、垂向的絲杠及導(dǎo)軌進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑，減小機(jī)床的磨損，保證機(jī)床的高效運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)，冷卻系統(tǒng)通過(guò)調(diào)整噴嘴改變冷卻液

流量的大小，滿足不同的加工需求。（e）機(jī)床設(shè)計(jì)符合人體工程學(xué)原理，操作方便；操作面板均使用形象化符號(hào)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單直觀。2.1.2X52K立式銑床參數(shù)表2-1X52K立式升降銑床參數(shù)

X52K立式銑床主要技術(shù)參數(shù)

X52K

主軸端面至工作臺(tái)距離（mm）

45～415

主軸中心線到床身垂直導(dǎo)軌的距離（mm）

350

主軸孔錐度

7：24ISO50

主軸孔徑（mm）

29

主軸轉(zhuǎn)速（r.p.m）

30～1500/18極

立銑頭最大回轉(zhuǎn)角度

±45°

主軸軸向移動(dòng)距離（mm）

85

工作臺(tái)工作面（寬度×長(zhǎng)度）（mm）

1325×320

工作臺(tái)行程縱向/橫向/垂向（手動(dòng)/機(jī)動(dòng)）（mm）

720/700、255/240、370/350

工作臺(tái)進(jìn)給范圍縱向/橫向/垂向（mm/min）

23.5～1180/23.5～1180/8～394

工作臺(tái)快速移動(dòng)速度縱向/橫向/垂向（mm/min）

2300/2300/770

T型槽槽數(shù)/槽寬/槽距（mm/）

3/18/70

主電機(jī)功率（mm）

7.5

進(jìn)給電機(jī)功率（kw）

1.5

外形尺寸（mm）

2530×1890×23802.2控制系統(tǒng)的改造電氣部分：安裝微型機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。它包括：CPU，擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、I/O接口電路；能輸入加工程序和控制命令的鍵盤；能顯示加工數(shù)據(jù)和機(jī)床狀態(tài)信息的顯示器；光電隔離電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；螺紋加工中用的光電脈沖發(fā)生器和其它輔助電路。2.2.1主軸變頻器電氣控制改造數(shù)控銑床的主軸如果采用齒輪變速,難以進(jìn)行精密恒定線速度控制，且需要按時(shí)定期維修離合器。直流型主軸雖然可以無(wú)級(jí)調(diào)速，但必須維護(hù)換向器，其最高轉(zhuǎn)速亦受到限制。數(shù)控銑床的主軸若采用變頻器控制即可消除這些限制，可對(duì)普通電動(dòng)機(jī)直接變速傳動(dòng)，因此可以去掉離合器，實(shí)現(xiàn)主軸的無(wú)級(jí)調(diào)速。主軸變頻器的基本選型上，目前較為簡(jiǎn)單的一類變頻器是V/F控制（簡(jiǎn)稱標(biāo)量控制），它就是一種電壓發(fā)生模式裝置，對(duì)調(diào)頻過(guò)程中的電壓進(jìn)行給定變化模式調(diào)節(jié)，常見的有線性V/F控制（用于恒轉(zhuǎn)矩）和平方V/F控制（用于風(fēng)機(jī)水泵變轉(zhuǎn)矩）。所謂矢量控制，最通俗的講，為使鼠籠式異步機(jī)像直流電機(jī)那樣具有優(yōu)秀的運(yùn)行性能及很高的控制性能，通過(guò)控制變頻器輸出電流的大小、頻率及其相位，用以維持電機(jī)內(nèi)部的磁通為設(shè)定值，產(chǎn)生所需要的轉(zhuǎn)矩。矢量控制相對(duì)于標(biāo)量控制而言，其優(yōu)點(diǎn)有:（a）控制特性非常優(yōu)良，可以直流電機(jī)的電樞電流加勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)相媲美;（b）能適應(yīng)要求高速響應(yīng)的場(chǎng)合;（c）調(diào)速范圍大;（d）可進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制。當(dāng)然相對(duì)于標(biāo)量控制而言，矢量控制的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、計(jì)算煩瑣，而且必須存貯和頻繁地使用電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。2.2.2進(jìn)給系統(tǒng)改造數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)是由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)（由于銑削時(shí)作用在電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大，所以要選擇大功率的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，而大功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)較困難。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)沒(méi)有過(guò)載能力，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩下降很多，容易丟步。要是改造后的銑床進(jìn)給伺服性能較好，在改造中也常采用直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)），通過(guò)滾珠絲杠帶動(dòng)刀具或工件完成各坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為確定進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)機(jī)械裝置時(shí)，以“無(wú)間隙、低摩擦、低慣量、高剛度”為原則，具體措施有：（a）采用低摩擦、輕拖動(dòng)、高效率的滾珠絲杠和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌；（b）采用大扭矩、寬調(diào)速的伺服電機(jī)直接與絲杠相聯(lián)接，縮短和簡(jiǎn)化進(jìn)給傳動(dòng)鏈；（c）通過(guò)消隙裝置消除齒輪、絲杠、聯(lián)軸器的傳動(dòng)間隙；（d）對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)軌和絲杠預(yù)加載荷，預(yù)拉伸。絲杠傳動(dòng)直接關(guān)系到傳動(dòng)鏈精度。絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖動(dòng)扭矩要求。滾珠絲杠具有摩擦損失小，效率高等特點(diǎn)，其傳動(dòng)效率可在90%以上；精度高，壽命長(zhǎng)；啟動(dòng)力矩和運(yùn)動(dòng)時(shí)力矩相接近，可以降低電機(jī)啟動(dòng)力矩。因此可滿足較高精度零件加工要求。因此此次的西門子數(shù)控銑床選擇滾珠絲杠。滾珠絲桿螺母副是數(shù)控機(jī)床中回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)常用的傳動(dòng)裝置。它以滾珠的滾動(dòng)代替絲桿螺母副中的滑動(dòng)，摩擦力小，具有良好的性能。該部分主要是由絲桿、螺母、滾珠和滾道、螺母座等組成的。其工作原理是：在絲桿和螺母上加工有弧行螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時(shí)便形成螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。而滾珠則沿滾道滾動(dòng)，并經(jīng)回珠管作周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)動(dòng)?；刂楣軆啥诉€起擋珠的作用，以防滾珠沿滾道掉出。2.3數(shù)控機(jī)床的外觀造型數(shù)控機(jī)床的外觀大都采用線型簡(jiǎn)潔的板塊組合式全封閉安全防護(hù)罩，配備有現(xiàn)代特征的集操作、顯示、控制于一體的操作面板，淘汰了普通機(jī)床各種操作手柄、手輪和線型復(fù)雜零散的多面型表面形態(tài)。安全防護(hù)罩可防止高壓、大流量冷卻液及鐵屑飛濺，減少粉塵入侵，隔聲降噪，有利于機(jī)床的精度保持和環(huán)境保護(hù)，真正體現(xiàn)了機(jī)、電、液一體化的特點(diǎn)。機(jī)床附件的作用是配合機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工。數(shù)控機(jī)床專用的附件有：對(duì)刀儀,自動(dòng)編程機(jī),自動(dòng)排屑器,物料儲(chǔ)運(yùn)及上下料裝置,自動(dòng)冷卻、潤(rùn)滑及各種新型配套件如導(dǎo)軌防護(hù)罩等。3電氣系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1數(shù)控系統(tǒng)的硬件連接和功能接口系統(tǒng)的接口布局一般系統(tǒng)的接口都位于機(jī)箱的背面如圖3-1所示。圖3-1系統(tǒng)的接口布局（1）電源端子X(jué)1系統(tǒng)的工作電源為直流24V電源，接線端子為X1。表3-1電源端子端子號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1PE保護(hù)地2M0V3P24直流24V（2）通訊接口RS232-X2在使用外部PC/PG與802S進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊或編寫PLC程序時(shí)使用RS232接口。電纜的制作圖3-2如下：圖3-2通訊接口（3）手輪接口X10通過(guò)手輪接口X10可以在外部連接兩個(gè)手輪。X10有10個(gè)接線端子，引腳見下表3-2：表3-2手輪接口引腳信號(hào)說(shuō)明引腳信號(hào)說(shuō)明1A1+手輪1A相+6GND地2A1-手輪1A相-7A2+手輪2A相+3B1+手輪1B相+8A2-手輪2A相+4B1-手輪1B相-9B2+手輪2A相+5P5V+5Vdc10B2-手輪2A相+（4）高速輸入接口X20通過(guò)接線端子X(jué)20可以連接3個(gè)接近開關(guān)，僅用于802S回零。參考點(diǎn)脈沖來(lái)自接近開關(guān)（PNP型），有效電平為24VDC。X20管腳如下表3-3所示：表3-3高速輸入接口腳號(hào)信號(hào)說(shuō)明腳號(hào)信號(hào)說(shuō)明1RDY1使能2.16HI-42RDY2使能2.27HI-53HI-1X軸參考點(diǎn)脈沖8HI-64HI-2Y軸參考點(diǎn)脈沖9N.C.繼電器的使能觸電5HI-3Z軸參考點(diǎn)脈沖10M24V地（5）數(shù)字輸入端（X2003）PLC數(shù)字輸入接口X2003的接線如下圖所示2-3，SQ5和SQ7為X軸和Z軸回零限位開關(guān)當(dāng)主電機(jī)或冷卻泵電機(jī)過(guò)載閉合時(shí)，其產(chǎn)生的過(guò)載信號(hào)從使能端輸出時(shí)，SB1為急停按鈕，當(dāng)被按下時(shí)，所有PLC輸出端均無(wú)信號(hào)輸出，SQ5和SQ7和SB1均采用常閉邏輯。圖3-3PLC數(shù)字輸入接口（6）驅(qū)動(dòng)器接口X7驅(qū)動(dòng)器接口X7為芯針插座，另一端分別接至各軸驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)端子。802Se和802Ce的驅(qū)動(dòng)接線略有不同。下面給出從CNC控制器到步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的給定值電纜連接示意圖3-4：圖3-4驅(qū)動(dòng)器接口X7（7）驅(qū)動(dòng)器的連接步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器其實(shí)是和一個(gè)步進(jìn)電機(jī)配合使用，來(lái)控制機(jī)床工作臺(tái)X軸移動(dòng)的一個(gè)系統(tǒng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的電磁機(jī)械裝置。由于所用電源是脈沖電源，也稱脈沖馬達(dá)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種特殊的電動(dòng)機(jī)，其跟隨步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)給定的輸入脈沖按節(jié)拍一步一步的轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)施加一個(gè)電脈沖信號(hào)時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度，稱為一步，每一步轉(zhuǎn)過(guò)的角度叫步距角。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移量和輸入的脈沖個(gè)數(shù)嚴(yán)格地成正比例，在時(shí)間上與輸入脈沖同步。因此，只需控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)繞組通電相序，便可獲得所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)方向。在無(wú)脈沖輸入時(shí)，在繞組電源激勵(lì)下，氣隙磁場(chǎng)能使轉(zhuǎn)子保持原有位置而處于定位狀態(tài)。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器與步進(jìn)電機(jī)的連接如下圖3-5所示：圖3-5驅(qū)動(dòng)器的連接（8）驅(qū)動(dòng)電流設(shè)定驅(qū)動(dòng)器可以驅(qū)動(dòng)不同扭矩的步進(jìn)電機(jī)。在調(diào)試時(shí)需按照所使用電機(jī)的扭矩設(shè)定驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電流，設(shè)定方法如下圖3-6所示：圖3-6驅(qū)動(dòng)器電流設(shè)置3.2主軸及其控制主軸是生產(chǎn)主切削運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源，主軸不僅要在高速旋轉(zhuǎn)的情況下承載切削時(shí)傳遞的主軸電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，而且還要保持非常高的精度。主軸是數(shù)控機(jī)床中最關(guān)鍵的部件之一，主軸的結(jié)構(gòu)上分為機(jī)械主軸和電主軸。機(jī)械主軸由刀具的轉(zhuǎn)卡機(jī)構(gòu)、軸承、主軸冷卻系統(tǒng)以及配套的主軸電機(jī)、測(cè)量部件及驅(qū)動(dòng)裝置等構(gòu)成。電主軸的特點(diǎn)是主軸電機(jī)被集成到主軸的機(jī)械部件中，構(gòu)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)的主軸系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，需要根據(jù)機(jī)床切削的指標(biāo)定義機(jī)床的技術(shù)指標(biāo)其中主軸的輸出功率和主軸的調(diào)速范圍為關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)。因此在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)的階段，必須明確主軸的輸出功率和調(diào)速范圍等技術(shù)指標(biāo)，否則，用戶在切削時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)由于主軸輸出功率不夠造成的主軸停止,而不能完成用戶加工程序中要求的切削用量。主軸在低速加工時(shí)，需要滿足低速狀態(tài)下可以產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩，而且保證主軸的調(diào)速范圍。主軸在高速加工時(shí)，主軸的旋轉(zhuǎn)部件要做到動(dòng)平衡，否則在高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工質(zhì)量。3.2.1主軸的控制方式數(shù)控系統(tǒng)的伺服主軸有三中控制方式，它們是速度控制方式、位置控制方式和擺動(dòng)控制方式。這三中控制方式的用途不同，并可以通過(guò)不同的控制指令進(jìn)行切換。在速度控制方式下，主軸電機(jī)用于產(chǎn)生機(jī)床切削的主運(yùn)動(dòng)。激活主軸速度方式的變成指令有主軸正轉(zhuǎn)M03、主軸反轉(zhuǎn)M04和主軸停止M05。主軸的轉(zhuǎn)速有變成指令S確定，如S1000表示主軸1000r/min。在速度控制方式下，主軸可通過(guò)零件程序控制，也可以用手動(dòng)控制。主軸的手動(dòng)控制與進(jìn)給軸的手動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)方式基本相同。主軸正轉(zhuǎn)鍵或反轉(zhuǎn)鍵后，主軸減速、停止；另一種方式是按一下主軸正轉(zhuǎn)鍵或主軸反轉(zhuǎn)鍵后隨即松開，主軸啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到按下主軸停止鍵后主軸減速、停止。主軸的位置控制方式用于主軸分度、剛性攻螺紋、自動(dòng)換刀時(shí)的主軸定位等。激活主軸位置控制方式的編程指令是SPOS或M19.擺動(dòng)控制方式用于主軸換擋。主軸換擋時(shí)，主軸電機(jī)可進(jìn)入自動(dòng)擺動(dòng)狀態(tài)，變速箱中的齒輪在擺動(dòng)過(guò)程中嚙合容易。激活主軸擺動(dòng)方式的編程指令由輔助功能M41、M42、M43、M44、M45（對(duì)應(yīng)于主軸的第一檔到第五檔）或者輔助功能S，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)機(jī)床參數(shù)中定義的每檔最高速度和最低速度自動(dòng)確定主軸檔位。3.2.2主軸變頻器MICROMASTER420電氣控制本系統(tǒng)采用西門子MICROMASTER420變頻器。該變頻器的主要功能如下：（a）磁通電流控制（FCC），改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)和電動(dòng)機(jī)的控制特性；（b）快速電流限制（FCL）功能，實(shí)現(xiàn)正常狀態(tài)下的無(wú)跳閘運(yùn)行；（c）內(nèi)置的直流注入制動(dòng)；（d）復(fù)合制動(dòng)功能改善了制動(dòng)特性；（e）加速/減速斜坡特性具有可編程的平滑功能；（f）具有比例，積分（PI）控制功能的閉環(huán)控制；（g）多點(diǎn)V/f特性另外，還具有過(guò)電壓/欠電壓保護(hù)、變頻器過(guò)熱保護(hù)、接地故障保護(hù)、短路保護(hù)、電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù)、PTC電動(dòng)機(jī)保護(hù)等。它具有以下特點(diǎn)：（a）控制特性非常優(yōu)良，可以直流電機(jī)的電樞電流加勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)相媲美;（b）能適應(yīng)要求高速響應(yīng)的場(chǎng)合;（c）調(diào)速范圍大;（d）可進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制。當(dāng)然相對(duì)于標(biāo)量控制而言，矢量控制的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、計(jì)算煩瑣，而且必須存貯和頻繁地使用電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。圖3-7變頻器接線圖3.3進(jìn)給軸及其控制進(jìn)給驅(qū)動(dòng)用的伺服電動(dòng)機(jī)主要可以分為6種：（a）改進(jìn)型直流電動(dòng)機(jī)（b）小慣量直流電動(dòng)機(jī)（c）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（d）永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)（e）無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)（f）交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)。而在這些電機(jī)中，我們主要以實(shí)用交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)為主。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是CNC裝置和機(jī)床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，CNC裝置發(fā)出的控制信息，通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)，完成程序所規(guī)定的操作。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。主要作用有兩點(diǎn)：（a）伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能放大控制信號(hào)，具有輸出功率的能力；（b）伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能根據(jù)CNC裝置發(fā)出的控制信息對(duì)機(jī)床的移動(dòng)部件的位置和速度進(jìn)行控制。3.3.1數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求數(shù)控機(jī)床的性能在很大程度上取決其四幅驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要要求如下：（a）進(jìn)給調(diào)速范圍要寬即最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速比；（b）位置精度要高要求具有很高的調(diào)速精度和很強(qiáng)是抗干擾能力，即要求工作穩(wěn)定性要好。（c）響應(yīng)速度要快為了保證輪廓切削形狀精度和低的加工表面粗糙度，除了要求有較高的定位精度外，還要有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快。（d）低速、大轉(zhuǎn)矩根據(jù)機(jī)床的加工特點(diǎn)，經(jīng)常在低速下進(jìn)行重切削，即在低速下進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須有大的轉(zhuǎn)矩輸出。3.3.2數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服電機(jī)的要求進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行元件——伺服電機(jī)也有很高的要求：高精度、快反應(yīng)、寬調(diào)速和大轉(zhuǎn)矩。具體要求是：（a）電機(jī)從最低速到最高速都能平滑的運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小。（b）有較大、較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)載能力，來(lái)滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。（c）滿足快速響應(yīng)的要求，即隨著控制信號(hào)的變化，電動(dòng)機(jī)能在短時(shí)間內(nèi)完成必須的動(dòng)作。（d）電動(dòng)機(jī)應(yīng)能承受頻繁的啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。3.3.3步進(jìn)電機(jī)的選擇802S數(shù)控系統(tǒng)開環(huán)控制采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，由于它沒(méi)有位置反饋回路，簡(jiǎn)化了線路，因此設(shè)備投資低，調(diào)試維修方便，但進(jìn)給速度和精度較低。電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常的簡(jiǎn)單。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（a）控制特性好；（b）誤差不長(zhǎng)期積累；（c）步距值不受各種干擾因素的影響。步進(jìn)電機(jī)主要特性步距角α指每給一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)角度的理論值，它是步進(jìn)電機(jī)的重要指標(biāo)。它取決于電機(jī)結(jié)構(gòu)和控制方式。步距角可按下式計(jì)算：α=360°/mzk式中，m為定子相數(shù)；z為轉(zhuǎn)子齒數(shù)；k為通電系數(shù)，若連續(xù)兩次通電相數(shù)相同為1，若不同則為2。（2）矩角特性、最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Mjmax和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mq如果在電機(jī)軸上施加一個(gè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩M，轉(zhuǎn)子會(huì)在載荷方向上轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度θ，轉(zhuǎn)子因而受到一個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩Mj的作用與負(fù)載平衡，該電磁轉(zhuǎn)矩Mj稱為靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，該角度θ稱為失調(diào)角。步進(jìn)電機(jī)。單相通電的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Mj隨失調(diào)角θ的變化曲線稱為矩角特性，如下圖3-8所示：圖3-8矩角特性（3）啟動(dòng)頻率fq和啟動(dòng)時(shí)的慣頻特性啟動(dòng)頻率或突跳頻率fq：步進(jìn)電機(jī)由靜止突然啟動(dòng)、并進(jìn)入不丟步的正常運(yùn)行狀態(tài)所允許的最高頻率，是反映步進(jìn)電機(jī)快速性能的重要指標(biāo)?？蛰d啟動(dòng)時(shí)，定子繞組通電狀態(tài)變化的頻率不能高于啟動(dòng)頻率。啟動(dòng)時(shí)的慣頻特性：電機(jī)帶動(dòng)純慣性負(fù)載時(shí)啟動(dòng)頻率和負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之間的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，隨著負(fù)載慣量的增加，啟動(dòng)頻率會(huì)下降。如果除了慣性負(fù)載外還有轉(zhuǎn)矩負(fù)載，則啟動(dòng)頻率將進(jìn)一步下降。（4）運(yùn)行矩頻特性定義：步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)后，其運(yùn)行速度能跟蹤指令脈沖頻率連續(xù)上升而不丟步的最高工作頻率，其值遠(yuǎn)大于啟動(dòng)頻率。運(yùn)行矩頻特性是描述步進(jìn)電機(jī)在連續(xù)運(yùn)行時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩與連續(xù)運(yùn)行頻率之間的關(guān)系，它是衡量步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)承載能力的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，如下圖3-9所示：圖3-9矩頻特性3.4PLC的電氣改造在機(jī)械制造業(yè)中，PLC得到了非常廣泛的應(yīng)用。特別是數(shù)控機(jī)床都或多或少的使用了PLC作為開關(guān)量的控制。在信息交換中，分為PLC與CNC之間的信息交換和PLC與機(jī)床之間的信息交換。（a）PLC與CNC之間的信息交換分兩個(gè)方向進(jìn)行：一個(gè)方向是CNC向PLC發(fā)送信息，主要信息有各種功能代碼M、S、T的信息，手動(dòng)/自動(dòng)方式信息，各種使能信息等；另一個(gè)方向是PLC向CNC發(fā)送信息，主要信息有M、S、T功能的應(yīng)答信息和各坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的機(jī)床參考點(diǎn)信息等。（b）PLC與機(jī)床之間的信息交換也分為兩個(gè)方向進(jìn)行：一個(gè)方向是PLC向機(jī)床發(fā)送的信息，主要信息有控制機(jī)床的執(zhí)行元件，如電磁鐵、接觸器、繼電器以及各種狀態(tài)指示和故障報(bào)警等；另一個(gè)方向是機(jī)床向PLC發(fā)送信息，主要信息有機(jī)床操作面板輸入信息和其上各種開關(guān)、按鈕等信息，如機(jī)床起動(dòng)/停止、主軸正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)/停止、冷卻液開/關(guān)、倍率選擇、各坐標(biāo)軸點(diǎn)動(dòng)以及刀架卡盤夾緊/松開等信息，還有各運(yùn)動(dòng)部件的限位開關(guān)，主軸狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)和伺服系統(tǒng)運(yùn)行準(zhǔn)備信號(hào)等。4參數(shù)的設(shè)置及PLC程序的設(shè)計(jì)4.1回參考點(diǎn)運(yùn)行為了使系統(tǒng)在開機(jī)以后能夠立即精確地識(shí)別機(jī)床零點(diǎn)，必須使系統(tǒng)與進(jìn)給軸或主軸的位置測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行同步，該過(guò)程就是所謂的回參考點(diǎn)的過(guò)程。對(duì)于使用步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)給軸，盡管沒(méi)有測(cè)量系統(tǒng)，但也要求回參考點(diǎn)過(guò)程。因此，把步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)給軸視作具有“內(nèi)部”位置測(cè)量系統(tǒng)?；貐⒖键c(diǎn)的過(guò)程為：在“Ref”方式下通過(guò)按各軸方向鍵可以對(duì)每個(gè)軸回參考點(diǎn)，可以同時(shí)對(duì)所有軸回參考點(diǎn)運(yùn)行。如果要求進(jìn)給軸按一定的順序回參考點(diǎn)，則用戶只需在啟動(dòng)時(shí)按照該順序執(zhí)行。當(dāng)系統(tǒng)接到回參考點(diǎn)的命令后，軸按照指定的方向快速移動(dòng)，當(dāng)撞到減速檔塊后，軸減速運(yùn)行尋找編碼器的零脈沖信號(hào)作為同步信號(hào)。對(duì)于帶步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)給軸沒(méi)有位置測(cè)量系統(tǒng)就用接近開關(guān)信號(hào)代替，該開關(guān)安裝在電機(jī)軸上，電機(jī)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)它會(huì)發(fā)出一個(gè)信號(hào)，系統(tǒng)會(huì)采樣接近開關(guān)的上升沿或上升沿和下降沿的中點(diǎn)作為零脈沖信號(hào)?；貐⒖键c(diǎn)方式分有減速開關(guān)和無(wú)減速開關(guān)兩種。（1）有減速開關(guān)根據(jù)接近開關(guān)信號(hào)/零脈沖的位置，回參考點(diǎn)可以分為兩種情況：（a）接近開關(guān)信號(hào)/零脈沖在減速開關(guān)之前如圖4-1所示。MD34050：REFP_SEARCH_MARKER_REVERS=0,遇減速開關(guān)后，反向?qū)ふ医咏_關(guān)/零脈沖信號(hào)；圖4-1零脈沖在減速開關(guān)之前（b）接近開關(guān)信號(hào)/零脈沖在減速開關(guān)之后如圖4-2所示。MD34050：REFP_SEARCH_MARKER_REVERS=1,遇減速開關(guān)后，同向?qū)ふ医咏_關(guān)/零脈沖信號(hào)；圖4-2零脈沖在減速開關(guān)之后（2）無(wú)減速開關(guān)如圖4-3所示。圖4-3無(wú)減速開關(guān)圖中：VC—尋找減速檔塊速度，由MD34020（REFP_VELO_SEARCH_CAM）設(shè)定。VM—尋找接近開關(guān)信號(hào)/零脈沖速度，由MD34040（REFP_VELO_SEARCH_MARKER）設(shè)定。VP—參考點(diǎn)定位速度，由MD34070（REFP_VELO_POS）設(shè)定。RV—參考點(diǎn)偏移，由MD34080（REFP_MOVE_DIST）設(shè)定。RK—參考點(diǎn)坐標(biāo)，由MD34100（REFP_SET_POS[0]）設(shè)定回參考點(diǎn)的參數(shù)如下表4-1所示：表4-1回參考點(diǎn)的參數(shù)軸參數(shù)號(hào)參數(shù)名單位軸舉例值參數(shù)定義34000RFEP-CAM-IS-ACTIVEX,Y,Z1減速開關(guān)生效34010RFEP-CAM-DIR-IS-MINUSX,Y,Z0/1減速開關(guān)方向0-正；1-負(fù)34020RFEP-VELO-SEARCH-CAMmmMinX,Y,Z2000尋找減速開關(guān)速度34040RFEP-VELO-SEARCH-MARKERmmMinX,Y,Z300接近開關(guān)負(fù)向0-正；1-負(fù)34050RFEP-SEARCH-MARKER-REVERSEX,Y,Z0/1尋找另脈沖速度34060RFEP-MAX-MARKER-DISTmmX,Y,Z200尋找接近開關(guān)最大距離34070RFEP-VELO-POSmmMinX,Y,Z200參考點(diǎn)定位速度34080RFEP-MOVE-DISTmmX,Y,Z2檢測(cè)的零脈沖后的移動(dòng)距離34100RFEP-SET-POSmmX,Y,Z29.4參考點(diǎn)位置值4.2靜態(tài)極限監(jiān)控（1）限位開關(guān)監(jiān)控每根軸每個(gè)加工方向都有一個(gè)硬件限位開關(guān)，以免工作臺(tái)滑落。如果撞到限位開關(guān)PLC會(huì)通知NC，NC即中斷所有軸的運(yùn)行，根據(jù)方向發(fā)出21614報(bào)警“硬件限位開關(guān)+或-”，這時(shí)運(yùn)動(dòng)方向的方向鍵被鎖定。在JOG方式下用反向運(yùn)動(dòng)即可解除，按RESET鍵可消除報(bào)警。（2）軟件限位開關(guān)它用于控制在正常加工方式下各坐標(biāo)軸最大的加工范圍。每根軸都擁有兩對(duì)軟件限位開關(guān)，它們?cè)跈C(jī)床進(jìn)給軸系統(tǒng)中通過(guò)下列參數(shù)設(shè)定：MD36100=軸負(fù)向第一個(gè)軟限位值，MD36110=軸正向第一個(gè)軟限位值，MD36120=軸負(fù)向第二個(gè)軟限位值，MD36130=軸正向第二個(gè)軟限位值，當(dāng)軸回參考點(diǎn)后，軟件限位開關(guān)監(jiān)控功能在所有操作方式下均有效。如果在處理程序段時(shí)發(fā)現(xiàn)軸應(yīng)該到達(dá)的位置大于正向/負(fù)向限位開關(guān)值系統(tǒng)則發(fā)出下屬報(bào)警之一：10720“軟件限位開關(guān)+或-”，10620“軸到達(dá)軟件限位開關(guān)+或-如果在JOG方式下已經(jīng)到達(dá)一個(gè)軟件限位點(diǎn)，并將繼續(xù)沿著該方向運(yùn)行，則系統(tǒng)發(fā)出10621報(bào)警“軸位于軟件限位開關(guān)處”，軸被制動(dòng)。運(yùn)行方向的方向鍵被鎖定。利用絲杠每轉(zhuǎn)一圈接近開關(guān)產(chǎn)生的脈沖對(duì)步進(jìn)電機(jī)的輸出脈沖進(jìn)行監(jiān)控，如果步進(jìn)電機(jī)丟轉(zhuǎn)系統(tǒng)即發(fā)出25201報(bào)警，可用PLC參數(shù)MD14512[16]的第4、5、6位來(lái)分別激活X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)監(jiān)控功能。因此功能相關(guān)的參數(shù)為下表4-2所示：軸參數(shù)號(hào)參數(shù)名單位軸舉例值參數(shù)定義31100BERO-CYCLEIPRX,Y,Z1250絲杠每轉(zhuǎn)電機(jī)脈沖數(shù)31110BERO-EIXGE-TOLIX,Y,Z500每轉(zhuǎn)脈沖的容差表4-2軸的旋轉(zhuǎn)監(jiān)控參數(shù)電機(jī)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)的容差應(yīng)考慮到接近開關(guān)兩個(gè)沿的位置差以及在最高進(jìn)給時(shí)的跟隨誤差，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：絲杠每轉(zhuǎn)步進(jìn)機(jī)電的脈沖數(shù)=電機(jī)每轉(zhuǎn)的步數(shù)/減速比跟隨誤差對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)=絲杠每轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)x最高速度下跟隨誤差/絲杠螺距4.3反向間隙補(bǔ)償在數(shù)控機(jī)床上，由于各坐標(biāo)軸進(jìn)給傳動(dòng)鏈上驅(qū)動(dòng)部件（如伺服電動(dòng)機(jī)、伺服液壓馬達(dá)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等）的反向死區(qū)、各機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)副的反向間隙等誤差的存在，造成各坐標(biāo)軸在由正向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為反向運(yùn)動(dòng)時(shí)形成反向間隙，通常也稱反向偏差或失動(dòng)量。對(duì)于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，反向間隙的存在就會(huì)影響到機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度，從而影響產(chǎn)品的加工精度。常用反向間隙的測(cè)定方法如下：在所測(cè)量坐標(biāo)軸的行程內(nèi)，預(yù)先向正向或反向移動(dòng)一個(gè)距離并以此停止位置為基準(zhǔn)，再在同一方向給予一定移動(dòng)指令值，使之移動(dòng)一段距離，然后再往相反方向移動(dòng)相同的距離，測(cè)量停止位置與基準(zhǔn)位置之差。在靠近行程的中點(diǎn)及兩端的三個(gè)位置分別進(jìn)行多次測(cè)定（一般為七次），求出各個(gè)位置上的平均值，以所得平均值中的最大值為反向偏差測(cè)量值。在測(cè)量時(shí)一定要先移動(dòng)一段距離，否則不能得到正確的反向偏差值。測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)軸的反向偏差時(shí)，測(cè)量工具通常采有千分表或百分表，若條件允許，可使-用雙頻激光干涉儀進(jìn)行測(cè)量。

反向間隙的檢測(cè)方法：將標(biāo)準(zhǔn)百分表固定在刀架上，使表的探針碰觸到某一固定物體。用手脈×10檔以每格0.01mm的速度前進(jìn)，以排除這個(gè)方向的間隙。再反方向搖動(dòng)手脈，并記錄手脈反向移動(dòng)的格數(shù)，直到百分表針開始反向移動(dòng)時(shí)為止，這個(gè)記錄下來(lái)的手脈反向旋轉(zhuǎn)的格數(shù)即是反向間隙。國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，定位精度有不少于0.02mm,但沒(méi)有補(bǔ)償功能。對(duì)這類機(jī)床，在某些場(chǎng)合下，可用編程法實(shí)現(xiàn)單向定位，清除反向間隙，在機(jī)械部分不變的情況下，只要低速單向定位到達(dá)插補(bǔ)起始點(diǎn)，然后再開始插補(bǔ)加工。插補(bǔ)進(jìn)給中遇反向時(shí)，給反向間隙值再正式插補(bǔ)，即可提高插補(bǔ)加工的精度，基本上可以保證零件的公差要求。西門子反向間隙補(bǔ)償如下表4-3所示。表4-3反向間隙補(bǔ)償參數(shù)軸參數(shù)號(hào)參數(shù)名單位軸舉例值參數(shù)定義32450BACKLASHmmX，Y，Z0.024反向間隙補(bǔ)償4.4主軸啟停控制流程如圖4-4所示我們分析整個(gè)控制流程。假設(shè)當(dāng)前主軸處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，我們要分析緊停指令。當(dāng)緊停指令有效時(shí)主軸還是處于停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)緊停信號(hào)無(wú)效時(shí)，我們?cè)俜治鍪鼓苄盘?hào)是否有效。當(dāng)使能信號(hào)有效時(shí)，我們看主軸在JOG/REF或MDA/AUTO方式下的主軸輸出命令。此時(shí)，主軸運(yùn)行指令輸出，主軸處于運(yùn)行狀態(tài)。我們應(yīng)該注意觀察是否有M05指令輸出、復(fù)位鍵指令輸出、以及M03-M04或M04-M03換擋控制指令的輸出；當(dāng)以上三者有其一時(shí)，主軸處于制動(dòng)狀態(tài)。反之，主軸繼續(xù)處于運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)制動(dòng)過(guò)程結(jié)束時(shí)，主軸又一次處于停止?fàn)顟B(tài)。整個(gè)過(guò)程就這樣一直循環(huán)進(jìn)行。圖4-4主軸啟?？刂芇LC流程圖4.5主軸換擋流程圖如圖4-5所示，我們分析主軸換擋的整個(gè)控制過(guò)程。假定當(dāng)前過(guò)程為檢測(cè)并記錄當(dāng)前齒輪檔，當(dāng)接收到換擋信號(hào)置位的指令時(shí)，進(jìn)給繼續(xù)保持。我們觀察所要求的檔位和現(xiàn)在正在運(yùn)行的檔位是否不同；當(dāng)相同時(shí)，會(huì)返回到記錄并保持當(dāng)前齒輪檔的狀態(tài)，當(dāng)不同時(shí)，換擋指令輸出。主軸停止延時(shí)，此時(shí)主軸會(huì)發(fā)生擺動(dòng)，刀架夾緊時(shí)換擋監(jiān)控延時(shí)，接下來(lái)我們看換擋是否到位。當(dāng)換擋未到位時(shí)，刀架持續(xù)夾緊延時(shí)的過(guò)程；當(dāng)換擋到位時(shí)，主軸停止擺動(dòng)，輸出換擋結(jié)束信號(hào)。通知NCK記錄當(dāng)前檔位。這樣一個(gè)循環(huán)過(guò)程結(jié)束。圖4-5主軸換擋PLC流程圖4.6進(jìn)給軸主軸使能控制流程圖如圖4-6所示，我們分析主軸換擋的整個(gè)控制過(guò)程。主軸與進(jìn)給軸使能控制流程圖的分析為：如果限位開關(guān)為單開關(guān)，就會(huì)記錄當(dāng)前軸的運(yùn)行情況，當(dāng)限位開關(guān)被觸發(fā)時(shí)，當(dāng)前記錄的軸就會(huì)停止向限位開的方向移動(dòng)，同時(shí)相應(yīng)的軸限位開關(guān)就會(huì)報(bào)警，如果在JOG方式下退出硬件限位，就會(huì)消除報(bào)警，恢復(fù)正常的軸運(yùn)行，反之，不退出硬件限位系統(tǒng)會(huì)一直報(bào)警。如果限位開關(guān)沒(méi)有被觸發(fā)，就會(huì)回到限位開關(guān)為單開關(guān)。如果限位開關(guān)不是單開關(guān)，當(dāng)限位開關(guān)被觸發(fā)時(shí)，當(dāng)前記錄的軸就會(huì)停止向限位開的方向移動(dòng)，同時(shí)相應(yīng)的軸限位開關(guān)就會(huì)報(bào)警，如果在JOG方式下退出硬件限位，就會(huì)消除報(bào)警，恢復(fù)正常的軸運(yùn)行，反之，不退出硬件限位系統(tǒng)會(huì)一直報(bào)警。從而形成一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，達(dá)到監(jiān)控主軸和進(jìn)給軸的使能控制。圖4-6進(jìn)給軸主軸使能控制PLC流程圖總結(jié)通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)了解到數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。通過(guò)對(duì)普通銑床的改造，使得機(jī)床能夠完成較高精度的工件，同時(shí)也能夠完成各種不同要求（形狀）的工件，包括孔的加工、軸的運(yùn)動(dòng)軌跡、刀具補(bǔ)償、，工件加工速度，工件的循環(huán)加工等等。除此之外，西門子數(shù)控銑床與普通銑床的最大不同點(diǎn)就是：西門子采用了PLC控制。PLC機(jī)床參數(shù)和PLC報(bào)警文本都是根據(jù)PLC用戶程序的要求進(jìn)行設(shè)定和編寫的，當(dāng)遇到故障時(shí)，可以通過(guò)操作選擇“診斷”（DIAGNOS）可以實(shí)時(shí)檢查PLC的全部輸入位（IW），輸出位（QW），標(biāo)志位（FW），計(jì)時(shí)器（T）和計(jì)數(shù)器（C）的狀態(tài)，用來(lái)進(jìn)行接口信號(hào)的診斷。此說(shuō)明書主要介紹的是普通銑床的數(shù)控改造，包括對(duì)西門子公司的數(shù)控系統(tǒng)的簡(jiǎn)單說(shuō)明，以及此次改造中所選的802S系統(tǒng)的特性介紹,還著重的闡述了機(jī)械和電氣部分的改造,同時(shí)對(duì)S7200系統(tǒng)手冊(cè)有了一定的認(rèn)識(shí)，同時(shí)還了解了數(shù)控銑床主軸換擋和主軸啟停以及主軸進(jìn)給軸的使能控制流程圖，同時(shí)對(duì)參數(shù)設(shè)置有了深入了解，例如：回參考點(diǎn)的參數(shù)設(shè)定，靜態(tài)極限監(jiān)控，反向間隙補(bǔ)償?shù)龋€有PLC控制中的信號(hào)如機(jī)床起動(dòng)/停止、主軸正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)/停止、冷卻液開/關(guān)、倍率選擇、各坐標(biāo)軸點(diǎn)動(dòng)以及刀架卡盤夾緊/松開等信息，還有各運(yùn)動(dòng)部件的限位開關(guān)，主軸狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)和伺服系統(tǒng)運(yùn)行準(zhǔn)備信號(hào)等。致謝經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的忙碌和學(xué)習(xí)，本次關(guān)于西門子802S的數(shù)控銑床改造的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于結(jié)束了。以前從未接觸過(guò)西門子802S的數(shù)控系統(tǒng)，因此在設(shè)計(jì)中存在著很多考慮不全的地方。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也存在著很多不明白的地方，但是通過(guò)查閱資料，以及在網(wǎng)上搜索相關(guān)資料，也能夠找到一些解決的辦法。在論文即將完成之際，我想要感謝的人有很多，首先要感謝的就是我的指導(dǎo)老師。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，張強(qiáng)老師都會(huì)給我很多幫做，包括題目的確定，如何寫開題報(bào)告；在我有問(wèn)題的時(shí)候都能給我指導(dǎo)，幫助我解決疑難問(wèn)題。如果沒(méi)有指導(dǎo)教師的的督促指導(dǎo)，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。其次，我要感謝的是我的同學(xué)，作為同學(xué)的我們選擇了同一個(gè)課題，當(dāng)我遇到問(wèn)題的時(shí)候她能夠幫助我。并且一起討論，這在某種程度上對(duì)能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)起到一定的幫助作用。最后我還要感謝所有曾教我知識(shí)、教我做人、給我?guī)椭^(guò)的老師和朋友們。參考文獻(xiàn)[1]牛志斌.《西門子典型系統(tǒng)》,機(jī)械工業(yè)出版社，2004年[2]文懷興,夏田.《數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)》,化學(xué)工業(yè)出版社，2005年[3]龔仲華，孫毅，史建成．《數(shù)控機(jī)床維修技術(shù)與典型實(shí)例——SIEMENS810/802系統(tǒng)》,人民郵電出版社，2006年[4]夏田.《SIEMENS802S/C簡(jiǎn)明安裝調(diào)試手冊(cè)》,機(jī)械工業(yè)出版社，2000年[5]王貴明.《數(shù)控實(shí)用技術(shù)》,機(jī)械工業(yè)出版社,2000年[6]王愛鈴.《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》,國(guó)防工業(yè)出版社,2003年[7]王潤(rùn)孝.《機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)》,西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社，1989年[8]李善術(shù).《數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用[M]》,北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2001年[9].李佳主.《數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用》,北京:清華大學(xué)出版社，2001.7

[10]王志平.《數(shù)控編程與操作》,北京:高等教育出版社，2003.7[11]趙長(zhǎng)明.《數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用》,北京:高等教育出版社，2002.3

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附錄Ⅰ進(jìn)給軸主軸使能控制附圖Ⅰ-1x，y，z軸的使能控制。如果出現(xiàn)一個(gè)信號(hào)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器饋入模塊端子64時(shí)，在一個(gè)plc循環(huán)周期內(nèi)允許每次由關(guān)至開轉(zhuǎn)換一次掃描接通電流，信號(hào)通過(guò)端子接口使得三個(gè)進(jìn)給軸使能控制，當(dāng)在一個(gè)plc循環(huán)周期內(nèi)由開至關(guān)閉電流時(shí)，主軸使能自動(dòng)取消。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器饋入模塊端子63時(shí)，在一個(gè)plc循環(huán)周期內(nèi)由開關(guān)閉電流的過(guò)程中，進(jìn)給軸和主軸停止。當(dāng)進(jìn)給軸的進(jìn)給增加或者減少時(shí)，都會(huì)使驅(qū)動(dòng)器使能控制。當(dāng)進(jìn)給軸保持不變，軸或者主軸信號(hào)停止但驅(qū)動(dòng)器也是使能控制狀態(tài)。附圖Ⅰ-2只使用限位開關(guān)，記錄軸的移動(dòng)方向。如果給一個(gè)信號(hào)，x軸只有一個(gè)硬件限位開關(guān)，并且超程鏈生效，x軸正向限位，則x的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)椋?+方向，0—方向。如果給一個(gè)信號(hào)，y軸只有一個(gè)硬件限位開關(guān)，并且超程鏈生效，y軸正向限位，則y軸的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)椋?+方向，0—方向。如果給一個(gè)信號(hào)，z軸只有一個(gè)硬件限位開關(guān)，并且超程鏈生效，z軸正向限位，則z的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)椋?+方向，0—方向。

附圖Ⅰ-3如果緊急停止鏈被激活，y軸和z軸正向限位在數(shù)控車床和銑床中，硬件限位鏈會(huì)被激活，第一個(gè)軸運(yùn)動(dòng)。當(dāng)z軸正向限位在數(shù)控車床和銑床中，硬件限位鏈會(huì)被激活，第二個(gè)軸運(yùn)動(dòng)。當(dāng)三個(gè)軸的正向限位開關(guān)都沒(méi)有發(fā)出時(shí)，在數(shù)控車床和銑床中第三個(gè)軸運(yùn)動(dòng)。當(dāng)三個(gè)軸都有一個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，沒(méi)有超程釋放，則硬件限位鏈會(huì)很活躍。附圖Ⅰ-4發(fā)送x+和x-進(jìn)給是要通過(guò)NCK的第一軸限位開關(guān)的輸入，為了退出限位開關(guān),NCK需要軸的移動(dòng)方向，前限位開關(guān)閉合。假如只有一個(gè)控制信號(hào)由PLC繼電器，并且有兩個(gè)監(jiān)控，正限位開關(guān)是該軸運(yùn)動(dòng)所需要的條件。給一個(gè)信號(hào)，緊急停止鏈信號(hào)沒(méi)被激活，x軸只有一個(gè)硬件限位開關(guān)，x軸正向限位，則硬件限位開關(guān)為負(fù)，如果緊急停止鏈被激活，x軸只有一個(gè)硬件限位開關(guān)，x軸正向限位，硬件限位開關(guān)為正。X的運(yùn)動(dòng)方向1：+方向，0：—方向。附圖Ⅰ-5發(fā)送y+和y-進(jìn)給是要通過(guò)NCK的第二軸限位開關(guān)的輸入，為了退出限位開關(guān),NCK需要軸的移動(dòng)方向，前限位開關(guān)閉合。假如只有一個(gè)控制信號(hào)由PLC繼電器，并且有兩個(gè)監(jiān)控，正限位開關(guān)是該軸運(yùn)動(dòng)所需要的條件。在數(shù)控的車削和銑削中，緊急停止鏈信號(hào)沒(méi)被激活，y軸只有一個(gè)硬件限位開關(guān)，y軸正向限位，則硬件限位開關(guān)為負(fù)，如果緊急停止鏈被激活，y軸只有一個(gè)硬件限位開關(guān)，y軸正向限位，硬件限位開關(guān)為正。Y的運(yùn)動(dòng)方向1：+方向，0：—方向。附圖Ⅰ-6發(fā)送z+和z-進(jìn)給是要通過(guò)NCK的第三軸限位開關(guān)的輸入，為了退出限位開關(guān),NCK需要軸的移動(dòng)方向，前限位開關(guān)閉合。假如只有一個(gè)控制信號(hào)由PLC繼電器，并且有兩個(gè)監(jiān)控，正