CK6150數(shù)控車(chē)床上的應(yīng)用

1、西安航空學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： FAGOR 8025/8030數(shù)控系統(tǒng)及其在CK6150數(shù)控車(chē)床上的應(yīng)用 院 系：電氣學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù) 班 級(jí)：電氣1550 學(xué)生學(xué)號(hào)：1230301155045 學(xué)生姓名：田旺上指導(dǎo)教師：鄧?yán)t 完成日期：2015.5.10 5FAGOR 8025/8030數(shù)控系統(tǒng)及其在CK6150數(shù)控車(chē)床上的應(yīng)用設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)是數(shù)控機(jī)床的PLC控制，用國(guó)內(nèi)廣泛使用的德國(guó)西門(mén)子S7-200系列PLC來(lái)控制CK6150數(shù)控機(jī)床。本設(shè)計(jì)主要包括CK6150機(jī)床的簡(jiǎn)單介紹、PLC類(lèi)型選擇、輸入/輸出分配表、梯形圖、指令語(yǔ)句等內(nèi)容。本文分析了數(shù)控中的PLC，以CK6150數(shù)控車(chē)

2、床的PLC控制來(lái)分析PLC在工業(yè)中的應(yīng)用。通過(guò)CK6150數(shù)控車(chē)床的PLC控制這個(gè)實(shí)例，可以清楚地看出獨(dú)立型PLC與CNC裝置之間、PLC與機(jī)床側(cè)的開(kāi)關(guān)量之間的I/O連接關(guān)系：并通過(guò)PLC程序設(shè)計(jì)，使CNC裝置、PLC和數(shù)控機(jī)床三者緊密結(jié)合在一起，形成一個(gè)有機(jī)整體，從而控制數(shù)控機(jī)床有條不紊地工作。關(guān)鍵詞：可編程控制器（PLC）,控制,數(shù)控機(jī)床31ABSTRACTThis design is the PLCs conformity of CNC machine tools. Germany's Siemens S7-200 series PLC what is widely used a

3、t home to control the CK6150 CNC machine tools. The design includes a brief introduction of the CK6150 machine, PLC type, input / output allocation table, ladder, instructions, etc. statements. This paper analyzes the PLC of the numerical control and applications of PLC control in industry by the PL

4、Cs conformity of the CK6150 CNC machine tools. You can clearly see that the I / O connections between independent PLC and CNC equipment and that PLC and the machine side of the switch by this example of the PLCs conformity of the CK6150 CNC machine tools. The close connection with the three together

5、 forms an organic whole by the designing of PLC program, and thus conformity of CNC machine tools work in an orderly manner.KEY WORDS:Programmable controller (PLC)，control，engine bed numerical control目 錄摘 要IABSTRACTII前言1一.FAGOR 8025/8030 數(shù)控簡(jiǎn)介1 . 1 外形結(jié)構(gòu)21 . 2 I/O連接器配置3二 K6150數(shù)控車(chē)床PLC控制2 . 1 概述722 CK61

6、50數(shù)控車(chē)床7221 CK6150型數(shù)控車(chē)床控制電路工作原理8 23 PLC類(lèi)型的選擇1124 輸入/輸出分配表1225 PLC的I/O接線圖1326 PLC主程序梯形圖1527 主要子程序梯形圖17271 液壓卡盤(pán)和液壓尾座控制子程序17272 冷卻和潤(rùn)滑控制子程序19273 換刀控制子程序21274 主軸控制子程序23275 急停、進(jìn)給保持控制子程序26結(jié) 語(yǔ)29參考文獻(xiàn)30謝 辭31前言大學(xué)生活即將結(jié)束，而畢業(yè)設(shè)計(jì)卻是我們大學(xué)學(xué)習(xí)生活的很重要的一部分，是我們?cè)谛W(xué)習(xí)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是評(píng)價(jià)我們是否是一個(gè)合格大學(xué)生的一個(gè)很重要標(biāo)準(zhǔn)，因此在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，我都懷著很重視的態(tài)度去做的。在剛接到要做

7、畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，我一下子感到無(wú)從下手，有點(diǎn)迷茫，由于從沒(méi)有做過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，因此我不得不感謝我的指導(dǎo)老師，沒(méi)有她不辭勞苦的教誨，我是不會(huì)這么快的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)幾天的查找資料，我發(fā)現(xiàn)數(shù)控加工是機(jī)械行業(yè)一門(mén)新的專(zhuān)業(yè)，數(shù)控技術(shù)是數(shù)字程序控制數(shù)控機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。它廣泛用于機(jī)械制造和自動(dòng)化領(lǐng)域，較好地解決多品種、小批量和復(fù)雜零件加工以及生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人以及各類(lèi)機(jī)電一體化設(shè)備上。同時(shí)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)數(shù)控裝置和數(shù)控機(jī)械要求在理論和應(yīng)用方面有迅速的發(fā)展和提高。隨著改革開(kāi)放深入發(fā)展，全國(guó)特別是國(guó)有

8、大中型企業(yè)及三資企業(yè)，在生產(chǎn)中都廣泛地應(yīng)用了數(shù)控加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助加工技術(shù)。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，從而導(dǎo)致對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的大量需求。 隨著民營(yíng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)(如廣東，浙江、江蘇、山東)，數(shù)控人才更是供不應(yīng)求， 所以我覺(jué)得數(shù)控行業(yè)有著十分廣闊的前景，所以就有試著做這方面設(shè)計(jì)的念頭，又因?yàn)槲覀冊(cè)谛r(shí)也開(kāi)了這方面的課程，我對(duì)數(shù)控的編程又有一定的了解，就選擇典型零件的數(shù)控銑床銑削編程與操作設(shè)計(jì)這個(gè)課題。 要成為數(shù)控編程員就要具備：掌握數(shù)控加工工藝知識(shí)和數(shù)控機(jī)床的操作，掌握機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造專(zhuān)業(yè)知識(shí)，熟練掌握三維CAD、CAXA、UG軟件，熟練掌握數(shù)控手工和自動(dòng)編程等技術(shù)；這樣的高的要

9、求就更能考察我們的綜合知識(shí)掌握的怎么樣，所以我愿意接受這個(gè)任務(wù)，來(lái)自我檢驗(yàn)一下自己是否合格一個(gè)的大學(xué)生。經(jīng)過(guò)二個(gè)月的精心準(zhǔn)備，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于告以段落，二個(gè)月的忙碌對(duì)我來(lái)說(shuō)有著豐富的收獲，我學(xué)會(huì)了如何與同學(xué)、老師的溝通，學(xué)會(huì)了與同學(xué)配合完成任務(wù)，學(xué)會(huì)了如何利用圖書(shū)、網(wǎng)絡(luò)搜集信息等。一FAGOR 8025/8030 數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介FAGOR 8025/8030 數(shù)控系統(tǒng)是由西班牙FAGOR公司生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品它有T、TG、TS三個(gè)系列，其中T系列為車(chē)床系列，TG系列為帶有圖形功能的車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)，TS為具有刀具自旋轉(zhuǎn)功能的車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)。系統(tǒng)最多可驅(qū)動(dòng)六個(gè)坐標(biāo)軸，也可以接受六個(gè)坐標(biāo)軸的反饋輸入，可以

10、實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)直線插補(bǔ)，兩軸直線或圓弧插補(bǔ)。系統(tǒng)分辨率為1um,機(jī)床定位精度接近2um。系統(tǒng)中G00的最大進(jìn)給速度可達(dá)到65.535m/min，可控最大主軸轉(zhuǎn)速為9999r/min。刀庫(kù)容量可達(dá)99把刀具。8英寸單色CRT顯示器可進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)圖形顯示。經(jīng)RS-232和RS485通信接口可以很容易地實(shí)現(xiàn)通訊和聯(lián)網(wǎng)。具有完備的刀具補(bǔ)償功能，有較強(qiáng)的錯(cuò)誤診斷能力，還具有探針輸入功能。1.1 外形結(jié)構(gòu) FAGOR 8025/8030車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)外形結(jié)構(gòu)如圖1.10所示，其操作面板、CRT顯示器和系統(tǒng)主板采用一體化集成安裝結(jié)構(gòu)。該數(shù)控系統(tǒng)分為不帶PLC型和內(nèi)裝PLC型兩種形式，其前面板及外形結(jié)構(gòu)相同，后面

11、板I/O連接器數(shù)量不同，不帶PLC型只有I/O1、I/O2兩個(gè)I/O連接器，而內(nèi)裝PLC型有I/O1、I/O2、I/O3三個(gè)I/O連接器，如圖1.11所示。 圖1.10 FAGOR 8025/8030數(shù)控系統(tǒng)外形結(jié)構(gòu)1.2 I/O連接器配置 FAGOR 8025/8030數(shù)控系統(tǒng)采用交流220V電源供電，靠后備鋰電，保存機(jī)床參數(shù)等信息。該系統(tǒng)有兩個(gè)I/O連接器，5個(gè)編碼器輸入插座，1個(gè)電子手輪輸入插座，2個(gè)串行通信接口。 圖1.11 FAGOR 8025/8030數(shù)控系統(tǒng)后面板布局（1） I/O連接器 I/O連接器I/O1、I/O2用來(lái)向伺服驅(qū)動(dòng)裝置提供模擬電壓給定信號(hào)，向外部獨(dú)立型PLC輸出

12、輔助功能信號(hào)，接收外部PLC送來(lái)的同步信號(hào)等，配置如圖1.12所示。其中M1M15為M功能譯碼輸出；MST01MST80為M、S、T功能BCD編碼輸出，與3個(gè)選通信號(hào)M Strobe、S Strobe、 T Strobe配合，實(shí)現(xiàn)輔助功能輸出控制；Emergency Stop為外部輸入到NCN的急停信號(hào)，F(xiàn)eed Hold為外部輸入到NCN的進(jìn)給保持信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)均為低電平有效。圖1.12 FAGOR 8025/8030數(shù)控系統(tǒng)I/O連接器（2） 位置反饋編碼器輸入A1、A2、A3、A4A1A4為4個(gè)位置反饋旋轉(zhuǎn)編碼器輸入15針插座，其中A1用于X軸反饋，A2用于刀具或第4軸反饋，A3用于Z

13、軸反饋，A4用于C軸或第3軸反饋。插針排列如圖1.13（a）所示。 （3） 主軸編碼器輸入A5 A5為主軸編碼器輸入插座，用于主軸轉(zhuǎn)速反饋和螺紋加工，插針排列方式如圖1.13（b）所示。 （4）電子手輪輸入A6 A6為電子手輪輸入插座，15號(hào)插針用于手輪輸入，68號(hào)插針用于探針輸入，插針排列如圖1.13（c）所示。圖1.13 編碼輸入信號(hào)連接器二 CK6150數(shù)控車(chē)床PLC控制2.1 概述數(shù)控機(jī)床的控制就是由數(shù)控系統(tǒng)和可編程控制器協(xié)調(diào)配合共同完成的。6其中可編程控制器主要完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)的一些動(dòng)作，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)軌跡運(yùn)動(dòng)上的具體要求?？删幊炭刂破魍ㄟ^(guò)輔助控制裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，如刀具的更換

14、，工件的裝夾，冷卻液的開(kāi)關(guān)，自動(dòng)潤(rùn)，滑等一些輔助動(dòng)作。它還接收機(jī)床操作面板的指令，一方面直接 控制機(jī)床的動(dòng)作，另一方面，將一部分信息送往數(shù)控系統(tǒng)用于加工過(guò)程的控制。在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，多數(shù)機(jī)床邏輯控制器都由可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是利用PLC中可靠的開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，從而避免相互矛盾和操作者有危險(xiǎn)的現(xiàn)象出現(xiàn)。22 CK6150數(shù)控車(chē)床CK6150普通數(shù)控車(chē)床主要由床身、主軸變速箱、進(jìn)給箱、刀架、尾座、絲桿和光杠等部分組成。具有性能優(yōu)越、操作方便、外形美觀、結(jié)構(gòu)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。主軸變速箱用來(lái)支承主軸和傳動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，它包含主軸及其軸承、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、啟停及換向裝置、制動(dòng)裝置、操縱機(jī)構(gòu)及潤(rùn)滑裝置。進(jìn)給箱用來(lái)變換被加工螺

15、紋和導(dǎo)程，以及獲得所需的各種進(jìn)給量，它包含變換螺紋導(dǎo)程和進(jìn)給量的變速機(jī)構(gòu)、變換螺紋種類(lèi)的移換機(jī)構(gòu)、絲桿和光杠轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)以及操作機(jī)構(gòu)等部件。溜板箱用來(lái)將絲桿或光杠傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)刀架進(jìn)給，控制刀架運(yùn)動(dòng)的接通、斷開(kāi)和換向等操作。車(chē)床的切削運(yùn)動(dòng)包括卡盤(pán)或頂尖帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)。中小型普通車(chē)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般采用一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。5根據(jù)被加工零件的材料性質(zhì)、幾何形狀、工作直徑、加工方式及冷切條件的不同，要求車(chē)床有不同的切削速度，因此車(chē)床主軸需要在相當(dāng)大的范圍內(nèi)改變速度，普通車(chē)床的調(diào)速范圍在70以上，中小型普通車(chē)床多采用齒輪變速箱調(diào)速。車(chē)床主軸在一般情況下是單方向旋轉(zhuǎn)的，但在

16、車(chē)削螺紋時(shí)，要求主軸能正反轉(zhuǎn)。主軸旋轉(zhuǎn)方向可通過(guò)離合器或電氣的方法實(shí)現(xiàn)，CK6150車(chē)床的主軸單方向旋轉(zhuǎn)速度有24種（101400r/min），反轉(zhuǎn)速度有12種（141580r/min）2.2.1 CK6150型數(shù)控車(chē)床控制電路工作原理 由于CK6150型數(shù)控車(chē)床采用不含PLC的FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)，因此需要獨(dú)立配置可編程控制器來(lái)完成輔助功能的控制。其控制電路如圖2.2.10、圖2.2.11和圖2.2.12所示，系統(tǒng)采用了西門(mén)子S7-200型可編程控制器和西門(mén)子611A伺服驅(qū)動(dòng)，其工作原理如下圖所示。圖2.2.10 CK6150 型數(shù)控車(chē)床主電路原理圖 圖2.2.11 CK6150型數(shù)

17、控車(chē)床CNC接口和控制電路原理圖圖2.2.12 CK6150型數(shù)控車(chē)床PLC控制電路原理圖（1） 主電路在圖2.2.10所示的主電路中，三相交流電源通過(guò)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)QF1引入，經(jīng)過(guò)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)QF2-QF6分配給M1-M5交流異步電動(dòng)機(jī)回路。自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)具有短路保護(hù)功能，并能夠起到一定的過(guò)載保護(hù)作用。KM1為液壓電動(dòng)機(jī)M1的起動(dòng)和停止控制接觸器。KM2、KM3、KM4為主軸電動(dòng)機(jī)M2的高速、低速控制接觸器；當(dāng)KM2吸合KM3、KM4斷開(kāi)時(shí)，電動(dòng)機(jī)M2定子繞組三角形接法，4級(jí)低速運(yùn)行；當(dāng)KM3、KM4吸合KM2斷開(kāi)時(shí)，電動(dòng)機(jī)M2定子繞組呈雙星型接法，2級(jí)高速運(yùn)行。KM5為冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3的啟動(dòng)和

18、停止接觸器。KM6、KM7為刀架電動(dòng)機(jī)M4的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)接觸器。KM8為潤(rùn)滑泵電動(dòng)機(jī)M5的啟動(dòng)和停止接觸器。FR1、FR2、FR3分別為M1、M2和M3電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)熱繼電器，由于刀架電動(dòng)機(jī)和潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間很短，所以不需要加過(guò)載保護(hù)。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在總電源回路和主軸電動(dòng)機(jī)回路中設(shè)置了阻容吸收電路FV1-FV6。(2)CNC接口和控制電路在圖2.2.11所示的伺服驅(qū)動(dòng)接口、CNC接口和控制PLC回路中，伺服驅(qū)動(dòng)采用三相交流380V供電，三相電源經(jīng)過(guò)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)QF7引入；FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)采用單相交流220V電源供電，電源經(jīng)過(guò)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)QF9引入后，經(jīng)過(guò)變壓器T1和

19、自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)QF10向控制回路供電。KM9為伺服驅(qū)動(dòng)器、FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)、S7-20可編程控制器和直流24V開(kāi)關(guān)電源的電源控制接觸器。在系統(tǒng)上電后，按下液壓?jiǎn)?dòng)按鈕SB3，接觸器KM1吸合并自鎖，液壓泵電動(dòng)機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓泵開(kāi)始工作。這時(shí)按下NC啟動(dòng)按鈕SB5，接觸器KM9吸合并自鎖，伺服驅(qū)動(dòng)器、FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)、S7-200可編程控制器和直流24V開(kāi)關(guān)電源同時(shí)得電，F(xiàn)AGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)始自檢。FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)自檢結(jié)束后，在沒(méi)有外部急停報(bào)警的情況下，從I/O1口輸出X軸、Z軸伺服使能信號(hào)，通過(guò)繼電器KA1、KA2轉(zhuǎn)接后，分別接通611A伺服驅(qū)動(dòng)器X

20、331、X332的65端、9端伺服驅(qū)動(dòng)器開(kāi)始工作。當(dāng)手動(dòng)方式點(diǎn)動(dòng)或者自動(dòng)執(zhí)行程序進(jìn)給時(shí)，如果來(lái)自PLC的進(jìn)給保持信號(hào)無(wú)效，則數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)I/O1口輸出0±10V模擬給定信號(hào)到611A伺服驅(qū)動(dòng)器X311、X322的56端、14端，伺服驅(qū)動(dòng)器開(kāi)始工作，驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)M6、M7運(yùn)轉(zhuǎn)。在伺服驅(qū)動(dòng)器上電后，也要進(jìn)行自檢，如果自檢正常，則輸出一個(gè)伺服準(zhǔn)備好開(kāi)關(guān)信號(hào)給PLC的I2.0。在工作過(guò)程中，611A具有電動(dòng)機(jī)過(guò)熱、過(guò)載保護(hù)功能，一旦檢測(cè)到東東及過(guò)熱，過(guò)熱保護(hù)繼電器工作，向PLC的2.1發(fā)出伺服熱保護(hù)信號(hào)，產(chǎn)生急停報(bào)警。其他像主軸啟/停、換擋，換刀等輔助動(dòng)作，由FAGOR 8025 數(shù)控系統(tǒng)

21、通過(guò)I/O1、I/O2接口將工作方式、輔助控制命令等信號(hào)送到PLC處理控制。有些輔助動(dòng)作的處理控制結(jié)果還要由PLC送回?cái)?shù)控系統(tǒng)的I/O1接口，通過(guò)進(jìn)給保持信號(hào)同步程序的執(zhí)行。（3）PLC控制電路在圖2.2.12所示的PLC控制電路中，由西門(mén)子S7-200 系列CPU 226（24V直流入16繼電器出）主單元和EM221（8入）直流24V輸入擴(kuò)展單元、EM222（8處）繼電器輸出擴(kuò)展單元組成56點(diǎn)可編程控制器。冷卻液開(kāi)關(guān)SA2、尾座操作按鈕SB6-SB8、超程解除按鈕SB9分別接至PLC的I0.0-I0.4出入端，用于手動(dòng)操作。液壓電動(dòng)機(jī)控制接觸器輔助觸點(diǎn)KM1、主軸電動(dòng)機(jī)控制接觸器輔助觸點(diǎn)KM

22、2、KM3分別接至PLC的I0.5-I0.7出入端，用于連鎖控制。4個(gè)刀位開(kāi)關(guān)T1-T4分別接至PLC的I1.0-I0.3出入端，用于換刀控制。X軸、Z軸的正、負(fù)向限位開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2、SQ4、SQ5分別接至PLC的I1.4、I1.5出入端，用于超程報(bào)警?！八欧?zhǔn)備好”信號(hào)和“電動(dòng)機(jī)過(guò)熱”信號(hào)分別接至PLC的I2.0、I2.1輸入端，用于急停報(bào)警。來(lái)自FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)的MST選通信號(hào)、工作方式（JOG）信號(hào)、NC急停信號(hào)和復(fù)位信號(hào)、輔助功能編碼（MST01-MST20）信號(hào)分別接至PLC的I2.2-I2.7、I3.0-I3.5輸入端，用于輔助功能控制。各輸入接點(diǎn)的公共端1M-4M

23、均與24V開(kāi)關(guān)電源的輸出負(fù)極M相連?？删幊炭刂破鞯睦^電器輸出Q0.0-Q0.7的公共端COM1與控制電路的6號(hào)線相連，當(dāng)油泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，控制回路的交流110V電源加到COM1端，通過(guò)PLC的繼電器輸出Q0.0-Q0.5分別控制接觸器線圈KM2-KM8的通電/斷電，從而控制主軸電動(dòng)機(jī)高速/低速、冷卻電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)/停止、刀架正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)/停止。PLC的繼電器輸出Q1.0-Q1.7的公共端COM2和Q2.0-Q2.7的公共端COM3與24V開(kāi)關(guān)電源的正極輸出L+相連。PLC的繼電器輸出Q1.0-Q1.6分別控制24V直流電磁閥YV1-YV4和電磁鐵YA1-YA3的通電/斷電，從而控制卡

24、盤(pán)的加緊/松開(kāi)、位座的伸出/退回、主軸高速檔/低速檔和主軸的剎車(chē)制動(dòng)。PLC的繼電器輸出Q2.0-Q2.4分別控制24V指示燈HL2-HL6的通電/斷電，分別用于急停報(bào)警、卡盤(pán)夾緊、X軸超程、Z軸超程和尾座頂緊的指示。PLC的繼電器輸出Q2.6與FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)I/O1口的15端相連，用于將進(jìn)給保持信號(hào)送給數(shù)控系統(tǒng)，同步零件程序的執(zhí)行。23 PLC類(lèi)型的選擇數(shù)控機(jī)床用PLC可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是專(zhuān)為實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床順序而設(shè)計(jì)制造的內(nèi)裝型PLC；另一類(lèi)是專(zhuān)業(yè)的PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，他們規(guī)范輸入/輸出接口、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、程序存儲(chǔ)容量，其運(yùn)算和控制功能均能滿足數(shù)控機(jī)床的控制要求稱(chēng)為獨(dú)立型PLC

25、。獨(dú)立型PLC又稱(chēng)通用PLC。獨(dú)立型PLC獨(dú)立于CNC裝置，具有完備的硬件和軟件功能，能夠獨(dú)立完成規(guī)定控制任務(wù)的裝置。2由于CK6150數(shù)控機(jī)床的輔助控制邏輯較為復(fù)雜，單純用接觸器和繼電器控制邏輯實(shí)現(xiàn)比較困難，因此采用了獨(dú)立于CNC之外的S7200來(lái)完成輔助控制功能。 CPU226模塊有24輸入/16輸出的共同體40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量達(dá)成13KB，并能最多擴(kuò)展7個(gè)外部功能模塊，最大擴(kuò)展至此248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或是35路模擬量I/O；2個(gè)RS-485通信/編程口，具有PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由方式通信能力；其I/O端子排可很容易地整體拆卸，適用于控制要求較高、點(diǎn)數(shù)多

26、的小型或中型控制系統(tǒng)。 由于CPU224、CPU222數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)比較少，適合于點(diǎn)數(shù)少的控制系統(tǒng)或小點(diǎn)數(shù)的微型控制系統(tǒng)。它們的存儲(chǔ)空間也比較少。CK6150工作臺(tái)PLC控制邏輯復(fù)雜，需要的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)比較多，則選用S7-200系列的CPU226。24 輸入/輸出分配表表2-1 CK6150 PLC控制輸入/輸出分配表輸入輸出功能PLC地址功能PLC地址冷卻液開(kāi)關(guān)I0.0主軸低速Q(mào)0.0尾座連續(xù)左I0.1主軸高速Q(mào)0.1點(diǎn)動(dòng)I0.2開(kāi)冷卻液Q0.2連續(xù)右I0.3刀架正轉(zhuǎn)Q0.3超程解除I0.4刀架反轉(zhuǎn)Q0.4油泵停止開(kāi)關(guān)I0.5潤(rùn)滑Q0.5主軸低速控制開(kāi)關(guān)I0.6尾座向左Q1.0主軸高速控

27、制開(kāi)關(guān)I0.7尾座向右Q1.11號(hào)刀位I1.0卡盤(pán)夾緊Q1.22號(hào)刀位I1.1卡盤(pán)松開(kāi)Q1.33號(hào)刀位I1.2離合器低速Q(mào)1.44號(hào)刀位I1.3離合器高速Q(mào)1.5X軸限位開(kāi)關(guān)I1.4主軸剎車(chē)制動(dòng)Q1.6Z軸限位開(kāi)關(guān)I1.5急停報(bào)警指示燈Q2.0腳踏開(kāi)關(guān)I1.6卡盤(pán)夾緊指示燈Q2.1伺服準(zhǔn)備好I2.0X 軸超程指示燈Q2.2電機(jī)過(guò)熱I2.1Z軸超程指示燈Q2.3冷卻開(kāi)啟控制開(kāi)關(guān)I2.2頂尖指示燈Q2.4擋位控制開(kāi)關(guān)I2.3外部急停Q2.5換刀控制開(kāi)關(guān)I2.4進(jìn)給保持Q2.6油泵急停I2.5NC急停I2.6NC復(fù)位I2.725 PLC的I/O接線圖 圖2-1 CNC系統(tǒng)和PLC接口26 PLC主程

28、序梯形圖在CK6150數(shù)控車(chē)床的PLC控制主程序中，首先把CNC送到IB3口的MST代碼（BCD碼）與63（3FH）相與，屏蔽掉I3.6、I3.7，然后在M選通、S選通、T選通信號(hào)的作用下，分別將M代碼轉(zhuǎn)存到MB1、S代碼轉(zhuǎn)存到MB2、T代碼轉(zhuǎn)存到MB3；然后，無(wú)條件(SM0.0)調(diào)用主軸控制子程序、液壓卡盤(pán)和液壓尾座控制子程序、冷卻和潤(rùn)滑控制子程序、換刀控制子程序、急停和進(jìn)給保持控制子程序。CK6150數(shù)控車(chē)床PLC控制主程序圖2-2 CK6150數(shù)控車(chē)床PLC控制主程序梯形圖27 主要子程序梯形圖271 液壓卡盤(pán)和液壓尾座控制子程序液壓卡盤(pán)和液壓尾座控制，這兩種動(dòng)作的控制都是在手動(dòng)JOG(

29、I2.5)方式下進(jìn)行的。液壓卡盤(pán)的夾緊和松開(kāi)是由一個(gè)腳踏開(kāi)關(guān)SQ7控制的，第一次踩踏時(shí)夾緊，第二次踩踏時(shí)松開(kāi)，因此先將這個(gè)開(kāi)關(guān)的閉合信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)M0.3，然后用M0.3脈沖去置位Q10、復(fù)位Q11，或者復(fù)位Q10、置位Q11。液壓尾座的伸出和退回由按鈕SB6（I01）、SB7（I02）、SB（I03）控制。按下連續(xù)左按鈕I01，尾座伸出，Q10有效并自鎖，同時(shí)解除Q11，尾座連續(xù)伸出。按下點(diǎn)動(dòng)左按鈕I02，尾座伸出，Q10有效，同時(shí)解除Q11，尾座伸出；放開(kāi)I02后尾座伸出Q10解除，尾座停止。按下連續(xù)右按鈕I03，尾座退回，Q11有效自鎖，同時(shí)解除Q10，尾座連續(xù)退回。圖2-3 數(shù)控車(chē)

30、床液壓卡盤(pán)和液壓尾座控制子程序梯形圖272 冷卻和潤(rùn)滑控制子程序冷卻液的開(kāi)/關(guān)由手動(dòng)旋鈕SA2（I00）和M功能指令M08、M09共同控制。自動(dòng)方式（I=25）時(shí)，在M選通信號(hào)的作用下，判斷MB1的值，如果等于08，則置位M02，如果等于09，則復(fù)位M02；手動(dòng)旋鈕SA2閉合（I00=1）或者M(jìn)02=1時(shí)，開(kāi)關(guān)冷卻Q02。潤(rùn)滑泵的啟動(dòng)/停止由定時(shí)器T37（10S）、T38（30min）控制，在無(wú)急停報(bào)警的情況下，每30min潤(rùn)滑一次，每次10S。圖2-4 數(shù)控車(chē)床冷卻和潤(rùn)滑控制子程序梯形圖273 換刀控制子程序下面這個(gè)圖是自動(dòng)換刀控制子程序梯形圖。在這個(gè)圖中，用字節(jié)傳送指令將當(dāng)前刀位開(kāi)關(guān)信號(hào)（

31、I10I13）轉(zhuǎn)換成當(dāng)前刀號(hào)代碼（14）存放到MB4中；當(dāng)執(zhí)行換刀指令時(shí)，在T選通信號(hào)的的作用下，將指令刀號(hào)MB5與當(dāng)前刀號(hào)MB4進(jìn)行比較，如果不相等則置位Q03、復(fù)位Q04，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，刀架開(kāi)始旋轉(zhuǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)到預(yù)定的刀位時(shí)，當(dāng)前刀號(hào)MB4與指令刀號(hào)MB3相等，復(fù)位Q03，刀架停止正轉(zhuǎn)，在Q03閉合脈沖的作用下，置位Q04，換刀動(dòng)作結(jié)束。圖2-5 數(shù)控車(chē)床換刀控制子程序梯形圖274 主軸控制子程序首先執(zhí)行S指令，指定速度擋，然后執(zhí)行M03指令，置位M01，根據(jù)S指令代碼MB2不同，產(chǎn)生相應(yīng)的輸出組合（Q00、 Q01、 Q14、 Q15），從而啟動(dòng)主軸按預(yù)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)執(zhí)行M05、M30（MB1=48）指令，或者NC復(fù)位急停時(shí)，復(fù)位M01，主軸停止并接通制動(dòng)電磁鐵（Q16）制動(dòng)，制動(dòng)2S后，定時(shí)器T41動(dòng)作，釋放制動(dòng)電磁鐵。 圖2-6 數(shù)控車(chē)床主軸控制子程序梯形圖275 急停、進(jìn)給保持控制子程序急停和進(jìn)給保持是PLC進(jìn)給CNC的輔助控制反饋同步信號(hào)，用來(lái)反饋輔助控制信息，同步NC程序的執(zhí)行。當(dāng)出現(xiàn)X軸越限