高速精密切削陶瓷半导体机床设计毕业论文.doc

高速精密切削陶瓷半导体机床设计前 言在切削陶瓷的加工活动中，由于陶瓷的自身特点，导致对其加工的机床有很高的要求。陶瓷的特点及对数控机床的要求。:（1）陶瓷材料具有很高的硬度，比如Al2O3陶瓷、TiC陶瓷的硬度可达HV2 2503000，比硬质合金还要高，仅次于金刚石和立方氮化硼（2）陶瓷是典型的硬脆材料，其去除机理(见图12-1)是刀具刃口附近的被切材料产生脆性破坏，而不是像金属材料那样产生剪切滑移变形。加工后表面不会有由塑性变形引起的加工变质层，但切削时的脆性龟裂会残留在加工表面上，从而影响陶瓷零件的强度和工作可靠性（3）陶瓷材料常温下几乎无塑性。本设计就是针对陶瓷的这些特点对其加工的机床进行设计的，并且使用现在广泛流行的PLC自动控制系统对其加工过程进行控制，从而大大提高了加工的精密性。根据精度的要求，本设计对机床的滑动导轨部分进行了改造，以提高加工的稳定性及精准性。并结合PLC控制技术完成机床的易可控性。本文对可编程控制器（PLC）应用于机床电气控制系统的设计思想作了介绍。对系统的硬件组成和软件设计作了较为详细的阐述。关键词： 高速切削， 精密目录摘要i目录1第一章 绪论11.1国内外数控机床的发展趋势11.2数控陶瓷切削机床设计的背景及现状21.2.1 陶瓷半导体的结构特点21.2.2 切削陶瓷半导体应注意哪些方面2第二章 机床系统总体设计52.1机床机械部分总体方案设计42.1.1组合机床通用部件的选用52.1.1.1 切削参数的计算52.1.1.2 根据切削功率选择动力头部分62.1.1.3 数控机械滑台的选择72.1.1.4 侧底座及中间底座的选择92.2机床控制硬件部分总体方案设计52.2.1 切削参数的计算52.2.2 根据切削功率选择动力头部分62.2.3 数控机械滑台的选择72.2.4 侧底座及中间底座的选择92.3机床夹具的设计11第三章 控制电机的选择133.1 枪钻简介133.2小深孔加工技术的难点和对策143.2.1 排屑困难143.2.2 钻杆刚度不足143.2.3 制造困难153.2.4 小深孔钻削时的切削速度和机床163.3枪钻的使用方法16第四章 画图软件的介绍184.1 PLC的介绍184.2 PLC的结构及基本配置184.2.1 CPU的构成184.2.2 I/O模块204.2.3 电源模块204.2.4 底板或机架204.2.5 PLC 的外部设备204.3 三菱FX2N系列基本指令系统和编程方法214.3.1 输入继电器 （X）214.3.2 输出继电器（Y）214.3.3 辅助继电器（M）214.3.4 定时器（T）224.3.5 数据寄存器234.4 PLC及脉冲模块的选取244.5 根据本机床实际情况编程25第五章 经济环保性分析39参考文献40结束语41附录42第一章 绪论1.1国内外数控机床的发展趋势20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有1020万台，产值上百亿美元。世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同，生产任务饱满。 我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从2000年8月份的上海数控机床展览会和2001年4月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。但也反映了下列问题： (1)低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销； (2)高技术水平、全功能产品主要靠进口； (3)配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口； (4)应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用； (5)自行开发能力较差，相对有较高技术水平产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。 当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家(近300万台)，但我们的机床数控化率仅达到1.9%左右，这与西方工业国家一般能达到20%的差距太大。日本不到80万台的机床却有近10倍于我国的制造能力。数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国21世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床30004000台，日本1年产5万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口70009000台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。因此，国家计委、经贸委从“八五”、“九五”就提出数控化改造的方针，在“九五”期间，我协会也曾做过调研。当时提出数控化改造的设备可达810万台，需投入80100亿资金，但得到的经济效益将是投入的510倍以上。因此，这两年来承担数控化改造的企业公司大量涌现，甚至还有美国公司加入。“十五”刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投入6.8亿元，用于对1.21.8万台机床的数控化改造。 数控技术经过50年的2个阶段和6代的发展：第1阶段：硬件数控(NC)第1代：1952年的电子管第2代：1959年晶体管分离元件第3代：1965年的小规模集成电路。第2阶段：软件数控(CNC)第4代：1970年的小型计算机第5代：1974年的微处理器第6代：1990年基于个人PC机(PC-BASEO)第6代的系统优点主要有： (2)基于PC平台，技术进步快，升级换代容易； (3)提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域(如CAD、CAM、CAPP，连接网卡、声卡、打印机、摄影机等)； (4)对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司，1年生产5万套以上系统，占世界市场约40%左右，其次是德国的西门子公司约占15%以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲地亚，法国的NUM，日本的三菱、安川。国产数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还没有超过300400套。 近10年数控机床为适应加工技术发展，在以下几个技术领域都有巨大进步。(1)高速化由于高速加工技术普及，机床普遍提高各方面速度，车床主轴转速由30004000rmin提高到800010000rmin，铣床和加工中心主轴转速由40008000rmin提高到12000rmin、24000rmin、40000rmin以上?快速移动速度由过去的1020mmin提高到48mmin、60mmin、80mmin、120mmin在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度，其已由过去一般机床的0.5G(重力加速度)提高到1.52G，最高可达15G，直线电机在机床上开始使用，主轴上大量采用内装式主轴电机。 (2)高精度化数控机床的定位精度已由一般的0.010.02mm提高到0.008mm左右，亚微米级机床达到0.0005mm左右，纳米级机床达到0.0050.01m，最小分辨率为1nm(0.000001mm)的数控系统和机床已有产品。数控中两轴以上插补技术大大提高，纳米级插补使两轴联动出的圆弧都可以达到1的圆度，插补前多程序段预读，大大提高插补质量，并可进行自动拐角处理等。 (3)复合加工、新结构机床大量出现如5轴5面体复合加工机床，5轴5联动加工各类异形零件。也派生出各新颖的机床结构，包括6轴虚拟轴机床，串并联铰链机床等。采用特殊机械结构，数控的特殊运算方式，特殊编程要求。 (4)使用各种高效特殊功能的刀具使数控机床“如虎添翼”。如内冷钻头由于使高压冷却液直接冷却钻头切削刃和排除切屑，在钻深孔时大大提高效率。加工钢件切削速度能达1000mmin，加工铝件能达5000mmin。 (5)数控机床的开放性和联网管理，已是使用数控机床的基本要求，它不仅是提高数控机床开动率、生产率的必要手段，而且是企业合理化、最佳化利用这些制造手段的方法。因此，计算机集成制造、网络制造、异地诊断、虚拟制造、异行工程等等各种新技术都在数控机床基础上发展起来，这必然成为21世纪制造业发展的一个主要潮流。1.2数控陶瓷切削机床设计的背景及现状陶瓷切削最初应用于装饰材料的加工，如地砖，墙砖。但没有可以对圆柱型陶瓷材料（俗称：棒料）进行切削的工具，由于陶瓷自身的特性及结构，导致对棒料进行切削加工的难度增加。现在国内外暂无对此类材料进行加工的机床。本设计就是在此种状态下完成的，希望本设计可以对此行业有所影响。1.2.1陶瓷半导体的结构特点陶瓷材料是金属和非金属元素间的化合物，最具代表性的陶瓷材料大多是氧化物、氮化物和碳化物等。常见陶瓷材料大多是由黏土矿物、水泥和玻璃所组成的陶瓷，这些材料是典型的电和热的绝缘体，且比金属和高分子更耐高温和腐蚀性环境。 建筑陶瓷与人们的生活关系极为密切。“抬头是墙砖，低头见地砖”，以墙地砖为主要代表的建筑陶瓷色彩多样，形态各异，质地不同，装扮出现代人类多姿多彩的居住、工作环境。墙地砖大体上可以分为三种类型：1、釉面砖：表面有玻璃质薄层，表层硬度较高，但表层以下硬度不高，吸水率高。2、硬质外墙砖：硬度中等，吸水率不高。又可细分为“粉质”和“石英质”二种，后者密度、硬度均大于前者，而吸水率低于前者。3、玻化砖（又称石英砖）硬度最高，吸水率低 1.2.2切削陶瓷半导体应注意哪些方面在制造过程中，为保证几何尺寸的要求，往往需要陶瓷制品进行切割。切割加工的要求：第一、切割效率。选用锋利的切割工具，这样才能提高切削效率。第二、由于陶瓷是硬脆材料，成品的外观质量又与“工艺美观”相关，对切割断口即“崩边”（也称“爆边”）的质量要求自然很高。第三、需要切割工具在满足上述两个要求的前提下能有适中的使用寿命。第二章 机床系统总体方案设计2.1机床机械部分总体方案设计本机床是为切削陶瓷类材料所设计的，根据陶瓷的特性，要求本机床要有较好的滑动稳定性，进给匀速性。为提高工作效率，对本机床又有高速切削的要求，根据以上要求，在机床部件的选择上要注重部件的精度，质量。以保证切削后的材料达到工艺的要求。2.1.1组合机床通用部件的分类组合机床是一种高效自动化的专用机床。它与一般的专用机床明显的不同是，组合机床是由大量通用部件、通用零件和少量专用部件所组合而成的。因此，通用部件是组合机床发展的基础。组合机床通用部件是指在组合机床及起自动化设计、制造和使用中，有着统一联系尺寸标准，可以相互更换使用的一些专用部件。这些部件经过试制、试验、鉴定而最后定型，因此它的结构可靠，使用性能稳定。因此，组合机床通用部件保证了组合机床的质量，降低了成本，缩短了设计制造周期，促进了组合机床的发展。组合机床的通用化程度是衡量组机床水平的重要标志，具有重要的经济意义。组合机床的通用化程度是指在组合机床的零件总水中，通用零件所占的百分比。目前一般可达到6070%，最高可达到90%。通用部件直接影响到组合机床及其自动线的自动化水平，加工精度、加工效率以及机床加工工艺方案和经济效益。因此，通用部件应满足下列要求： 1. 通用部件应具有高的系列化、标准化和通用化水平，增加互换性，扩大通用部件的使用范围。2. 通用部件在性能上应具有先进性，在结构上应具有足够的刚度和精度，以满足各方面加工的需要。3. 通用部件在结构和性能上应满足：使用方便、性能稳定、工作可靠、制造容易、维修简单和外形美观等，还要考虑经济性。动力部件要求有适当的变速范围和变速方法。4. 必须提高通用部件的灵活性，一适应各种组合机床及其自动线的要求。必须增加通用部件的品种和规格，以满足生产的发展，如发展适合中小批生产和品种加工组合机床的通用部件。通用部件已经定制为国家标准，并等效于国际标准。设计时，应贯彻执行国家标准，我国有些企业有内部标准，但其主要技术参数及部件的联系尺寸必须同意执行国家标准，以实现部件通用化目标。组合机床通用部件按照其功能不同可以分为一下四种：1.动力部件 动力部件是组合机床及其自动线的主要通用部件，用来实现组合机床的切削运动，如刀具的回转运动是由主传动动力部件来实现的；刀具的进给运动是由进给动力部件来完成的；将被加工工件由一个加工工位输送到另一个加工工位的部件为输送部件。2.支撑部件支撑部件包括：侧底座、中间底座、立柱、立柱底座及各种支架等。支撑部件是组合机床及其自动线的基础部件，用以安装动力部件和夹具等。3.控制部件控制部件用来控制组合机床工作循环。例如液压挡环、控制挡铁、分级进给机构、液压控制装置以及自动检测装置等。4.辅助部件辅助部件包括：润滑、冷却、排屑以及自动线的各种辅助装置。2.2机床控制部分总体方案设计 考虑到本机床工作的稳定性，精密性，本设计的电控设备采用雷泰SMC6480控制器。SMC6480控制器是雷赛公司自主研发的基于10/100M以太网的通用型独立式运动控制器，可支持多个控制器和 PC 组成控制网络，网络中控制器的数量没有限制；也可应用于各种需要脱机运行的场合。 本控制器可控制 4 个步进或伺服电机，具有最高 5MHz 脉冲频率、四轴直线插补、两轴圆弧插补、连续曲线插补、S 形曲线速度控制等高级功能。 SMC6480 基于嵌入式处理器和 FPGA 的硬件结构，插补算法、脉冲方向信号的输出、自动升降速的处理、原点及限位等信号的检测处理，均由硬件实现，确保了高性能运动控制的高速、高精度及系统的稳定。通过简单的编程设定即可开发出稳定可靠的高性能高速连续轨迹运动控制系统。 SMC6480 系统结构框图如 1-1 所示。除了 4 个电机控制端口外，还提供了丰富的 I/O 接口和通讯接口：双路高精度 DA 输出，双路 PWM 控制输出，16 路隔离输入口，8 路隔离输出口，其中有两路电流增强输出，并可通过扩展接口扩展更多的 IO 接口；一个 10/100M 网络接口、两个 RS232，可通过网络或 RS232 直接与 PC 机通信；同时还可以通过 RS232 连接其它设备，如：文本屏、触摸屏，作为输入输出界面。2.2.1技术指标电机控制： 控制电机数：4 个 控制电机的指令脉冲, 频率范围：15.0 MHz 频率精度：0.1 Hz 脉冲个数：-2,147,483,647+2,147,483,648 (32 位) 24轴直线插补精度：1 脉冲当量 2 轴圆弧插补精度：1 脉冲当量 I/O 信号： 通用数字输出口：24个；其中：8路光电隔离，16路非隔离 通用数字输入口：32个；其中：16路光电隔离，16路非隔离 通用、专用数字输入口有 RC 低通滤波器 D/A信号： 两路8位 D/A 数模转换接口，输出电压范围0.074.45VPWM 信号： 两路 PWM 脉宽调制接口，最高频率 1MHz，0100%占空比可调 工作环境： 工作温度：050 贮存温度：-2080 湿度：585%，非结露 电源：24V，最大 1100mA2.2.2 控制器接口分布 SMC6480 控制器的电机接口 J21、I/O 接口 J11、D/A 接口、两个串口、扩展 I/O口，以及网口、U盘口、电源、指示灯的分布如图 2-1所示。图2-1 接口分布图注意： 1、电源请接直流 24V，且注意正负极。 2、如果网络接口连接交换机或者HUB，请用直连网线；如果是跟 PC机直连，请用交叉网线。 3、使用各接口前，请详细阅读各接口的定义以及接口电路图。 4、网口、U盘口、拨码开关、扩展IO接口布置在控制器两侧，在图 2-1 中以虚线框表示。 2.2.3 接口定义 电源输入口 J6 定义： 注意：J21 接口的针脚号从右至左排列，1 号脚在控制器右侧，如图 2-1 所示。控制器上印有各针脚的定义。接线时一定要仔细，不可接错。注意：1. J11接口的针脚号从左至右排列，1 号脚在控制器左侧，如图 2-1所示。 控制器上印有各针脚的定义。接线时一定要仔细，不可接错。 2. 表中标有*号的端口可以用软件设置为专用输入口。COM1 接口 J3 定义：注意：COM1 口 J3 插座为公头输出。COM2 接口 J4 定义：注意：COM2 口 J4 插座为母头输出。 急停信号输入口 J5 定义：电平设置拨码开关 S1 定义：注意：位置为 ON，输出口初始值为 0； 位置为 OFF，输出口初始值为 1。D/A 输出口 J2 定义：扩展I/O接口JPIO1 定义：注意：表中标有*号的端口可用软件设置为专用输入口。2.2.4 SMC6480 与典型外设的连接方法 （1）ACC37-7480 接线板接口电路雷赛公司为方便客户使用非隔离通用输入输出信号，设计了 ACC37-7480 接线板（选购件），其上设有 16 路非隔离通用输入信号光电隔离电路、16 路非隔离通用输出信号光电隔离及功率放大电路。ACC37-7480 接线板接口分布如图 4-1 所示。!注意：24V+需要从接线板上 J1 引入。且 ACC37-7480 上所有的标示 EGND 的接线口都连在一起。 JPIO1 通过 DB37 的电缆线与 ACC37-7480 隔离接线板相连之后，JPIO1 插座上的信号与ACC37-7480 隔离接线板对应关系如表 4-1 所示。扩展 IO 应用说明： 比如，软件要对 SMC6480 控制器的 OUT9 口上的负载进行操作按如下步骤进行： 1， 将 ACC37-7480 接线板用 DB37 的线与 JPIO1 相连接。 2， 查找表 4-1，可知 OUT9 与 ACC37-7480 隔离后输出口 OUT1 相连。 3， 参考本手册 3.6 节的 A 部分，将您的负载接到 ACC37-7480 的 OUT1。 4， 将 ACC37-7480 接线板的 J1 上引入 24V 电源。 5， 通过软件编程对 SMC6480 的 OUT9 进行操作，从而控制你的负载。 比如，软件要读入 SMC6480 控制器的 IN17 口的状态按下步骤进行： 1， 将 ACC37-7480 接线板用 DB37 的线与 JPIO1 相连接。 2， 查找表 4-1，可知 IN17 与 ACC37-7480 隔离后输入口 IN1 相连。 3， 参考本手册 3.5 节的 A 部分，将您的开关接到 ACC37-7480 的 IN1。 4， 将 ACC37-7480 接线板的 J1 上引入 24V 电源。 5， 通过软件编程可读入 SMC6480 的 IN1 口的开关状态。2.2.5 与步进电机驱动器连接 (1) SMC6480与步进电机驱动器的单端信号接法以雷赛公司步进电机驱动器 M415B 为例，典型连接如图 4-2 所示。 图 4-2 SMC6480 与步进电机驱动器的单端信号接线图 (2) SMC6480与步进电机驱动器的差分信号接法 以雷赛公司步进电机驱动器MD556 为例，典型连接如图4-3 所示。2.2.6 与交流伺服电机驱动器连接 SMC6480 运动控制器与松下交流伺服电机驱动器的连接如图 4-4 所示（以第 1 轴为例）如需和其它型号伺服电机驱动器连接，请详细研究其用户手册。如有不明之处，请与雷赛公司联络，我们可以提供详尽的技术服务。2.2.7 与接近开关的连接SMC6480 运动控制器连接 OMRON 接近开关 TL-Q5MC2 的电路图如图 4-5 所示。（接近开关TL-Q5MC2 为直流 3 线式、NPN 型、电源电压 DC12-24V，集电极开路输出。）图 4-5 SMC6480 与接近开关的接线图2.2.8 与中间继电器的连接 SMC6480 运动控制器连接 OMRON 中间继电器 LY1J 24VDC 的电路图如图 4-7 所示。 继电器为感性负载，其线圈外必须并联一个续流二极管，以保护 SMC6480 输出端口驱动元件ULN2803在关闭继电器的瞬间，不被线圈产生的感应电动势击穿。（OMRON中间继电器LY1J线圈电压 24VDC，最大开关电压 250VAC 或 125VDC，最大开关电流 15A。）2.2.9 疑难问题及解决2.3机床控制软件部分总体方案设计2.3.1 概述 SMC6480控制器是雷泰公司自主研发的基于10/100M以太网的通用型独立式运动控制器，可支持多个控制器和 PC 机组成运动控制系统；也可应用于各种需要脱机运行的场合。 本控制器可控制 4 个步进或伺服电机，具有直线插补、圆弧插补、连续曲线插补、网络控制等高级功能。我们不仅提供 Motion6480 调试软件，以助于客户方便地调试运动控制器及系统硬件；同时我们还提供了 WIN98/2000/XP/CE 环境下的动态链接库，以便客户采用 PC 机编写应用软件。 基于 FPGA 的硬件结构，确保 SMC6480 控制器实现运动控制的高性能和系统运行的稳定性。运动控制的所有细节，包括插补算法、脉冲方向信号的输出、自动升降速的控制、原点及限位等信号的检测处理，均在控制器中进行，通过简单的编程、参赛设定即可开发出稳定可靠、高性能、高速连续轨迹运动控制系统。 SMC6480 采用开放式结构，软件方面配备了标准的编译下载和控制器管理软件，用户可方便地实现程序和参数的上传或下载。同时，本控制器可与基于标准Modbus 协议的人机界面进行通讯(包括文本屏与触摸屏)，在人机界面上用户可直接修改参数、编辑程序。 SMC6480 控制器主要有两种应用类型： 1. 一台 PC 机做上位机，通过以太网与多台 SMC6480 组成主从结构的运动控制系统；其程序采用高级语言调用 SMC6480 各种功能的函数编写而成，PC 机通过以太网向各 SMC6480 发出控制指令并获取其信息。 2. SMC6480 运动控制器单机运行，其程序用 G 代码编写。2.3.2 技术指标2.3.3 运动控制系统结构 由 PC 机和多台 SMC6480 运动控制器组成的主从结构运动控制系统如图 1-1所示。一台 PC 机通过以太网控制 SMC6480 的数量没有限制。2.3.4 控制器参数设置SMC6480 控制器参数设置文件采用 INI 文件的格式，可以通过Motion6480 软件来修改设置。此外，还可进行在线参数修改和读取，其函数为SMCCommand()，详见函数部分章节。 控制器的参数设置有密码保护，当设定密码权限后，修改参数必须输入密码。 大部分参数可以直接通过人机界面来修改，详见人机界面介绍。(1） 全部参数列表（2） 关键参数说明 1： UnitPulses 参数UnitPulses 是脉冲当量，等于用户指定的长度单位所对应的脉冲数。长度单位可以为厘米、毫米、度、圈等，一般为毫米(mm)。该参数的计算公式为： UnitPulses = 电机转动 1圈对应脉冲数 / 电机转动1 圈平台运动长度（丝杠导程）。 注意：1. 该参数仅支持整数，若计算得出结果为小数，请修改用户单位意义或调节驱动器细分； 2： 所有速度单位都是以用户长度单位为基础，当用户长度单位变化时，速度也一起变化。 3：PulseSet 参数PulseSet 用于设置脉冲输出模式。共有以下6 种模式： 0：脉冲+方向，方向信号高电平为正方向，脉冲信号常态为高电平。 1：脉冲+方向，方向信号高电平为正方向，脉冲信号常态为低电平。 2：脉冲+方向，方向信号高电平为负方向，脉冲信号常态为高电平。 3：脉冲+方向，方向信号高电平为负方向，脉冲信号常态为低电平。 4：双脉冲输出，脉冲信号常态为高电平。 5：双脉冲输出，脉冲信号常态为低电平。4： ZeroMode 参数ZeroMode 为回零模式，取值为 1、2、3，其定义如下： 1：一次回零，即碰到零点即回零完成。 2：两次回零，即碰到零点后反向退出零点，然后再次回零。 3：一次回零加反找，即碰到零点后反向退出零点，退出后回零完成。 5： WorkZero 参数 WorkZero 为缺省的工件零点，单位为用户长度单位。G 代码程序中，所有定位坐标都是相对于工件零点计算的。G53、G92 指令可修改工件零点，G54 指令可还原工件零点。 注意：也可以为某一个程序指定专用的工件零点（参见“人机界面”章节） 。当为某一个程序指定专用的工件零点时，此设置无效。 6： IfElAsHome 参数 IfElAsHome 设置的意义为：回零时碰到限位是否减速停止，当使用限位信号充当零点且回零速度较快时，可以考虑打开这个设置，这样在碰到零点时不会立即停止造成较大振动。 注意：打开这个设置时，必须在限位开关后预留足够的减速距离。 7： M07Delay等 M07、M08、M09、M10、M11、M12 这 6 个指令可以直接控制特殊输出口，对应的 Delay值为延时，可以理解为在输出口输出后延时一段时间再执行下一条指令。此设置的效果与 G04 延时指令相同。 8： M08AheadDistance等 M08AheadDistance、M10AheadDistance：这两条指令用于设定连续轨迹结束时，提前关闭对应 IO 的距离，单位为用户长度单位。例如在点胶设备中，当点胶需要提前关胶时可以启用这个设置。 注意：没有启动连续插补（IfGContinueLine）时这个设置不起作用。 9：拐角减速设置 IfCornerDec：是否启用拐角减速功能。 CornerDecSet：设置连续插补时拐角减速比例，缺省值 1.00，该值越大速度越快。同时这个设置会修改两条插补曲线之间的衔接速度。 注意：改变插补起始速度也会引起拐角速度的变动。 10：IfCornerArc：是否启用倒角功能。 CornerArcRadius：设置倒角半径（用户长度单位） 。启用倒角功能后，会在直线拐角加上小圆弧过渡。 注意：倒角会使得拐角不再存在，从而不影响拐角速度。 11： 弧限速设置 IfArcDec：是否启用圆弧限速功能。 ArcDecSet：设置圆弧最大速度比例，缺省值 1.00，该值越大，速度越快。注意：当系统存在小半径的圆弧插补指令时，该设置可以启用。 12： Jog相关设置 Jog 即为持续运动，指手动操作或示教输入坐标时，可通过触摸屏或者对应IO输入来控制轴的运动。相关的设置有： JogLength：点动时单步运动的距离。 JogSpeed：持续按下时运动的速度，单位为相对于最高运动速度的百分比。 JogLowSpeed：持续运动时前 1 秒的速度，单位同上。 IfIoJog：是否启用IO输入控制手动运动的功能（参见预定义IO设置）。 IfJogReverse：改变运动方向为相反方向。 13：ZeroSequence 即回零顺序，仅在手动回零时有效，数值越小越先回零，当数值相等时同时回零。 LocateSequence（定位顺序）与此类似。 14： 预定义IO设置 相关的设置有： IfStartIo： “运行”键IO功能是否允许。 IfStopIo：“停止”键IO功能是否允许。 IfPauseIo：“暂停”键 IO功能是否允许。 IfZeroIo： “回零”键IO功能是否允许。 IfSDValid：减速信号（SD）是否有效。 IfINPValid：到位信号（INP）是否有效。 IfIoJog：手动控制运动输入是否有效。 IfHandWheel：手轮轴使能IO是否有效。 下表为 SMC6480控制器 IO预定义功能表：2.3.5 人机界面 SMC6480 与控制面板之间采用 Modbus 协议进行通讯，因此可以采用支持Modbus 协议的人机界面标准产品来开发控制面板。 SMC6480支持串口和以太网两种方式与人机界面通讯。 1： 协议及通讯设置 SMC6480支持串口和网口两种方式与触摸屏链接。2： 威纶触摸屏界面例程 我们已经制作了一套完整的触摸屏界面程序（威纶触摸屏 MT6056i），可以在所附光盘里面找到，这套界面包含有程序编辑、示教自动生成 G 代码以及参数设置等功能。当没有触摸屏时，可以临时使用我们提供的“触摸屏模拟软件”代替触摸屏来操作。 ！注意：SMC6480 的触摸屏界面与 SC400 系统的触摸屏界面在细节上稍有不同，如果您的触摸屏界面为 SC400系统，请修改为 SMC6480界面。 图 7-1 所示为程序主界面。3：编程操作 在主界面单击“程序编辑”按钮，可进入图7-2 所示的 G代码编辑进入界面。上、下：切换文件编号。 修改：单击“修改”按钮，输入正确的密码后，可进入文件参数的修改界面，界面内容如图 8-3。 编辑：单击“编辑”按钮，将进入G代码编辑界面，如图 8-4。 浏览：单击“浏览”可进入浏览界面浏览当前编号的程序内容，如图 8-5。 新建：单击“新建”可增加一个全新的文件。 删除：单击“删除”可删除当前编号的 G文件。 示教：单击“示教”可进入简易示教操作界面，如图 8-6。 帮助：单击“帮助”可以查看所有G指令的说明。 主菜单：单击主菜单返回主界面。 图 7-3 所示为 G文件参数修改界面，该界面操作如下： 阵列设置：根据所设置的行数和列数可以重复加工当前 G文件代码，同时还可以设置行偏移量和列偏移量，以及行与列的加工顺序。 文件名：当前文件名，用户可根据需要随意修改，但不得超过6 个字符。 独立零点设置：每个加工文件可以设置一个独立的工件零点，该零点可以通过直接输入精确坐标来定位，也可以通过界面右下角的方向按钮来控制定位。 保存：单击“保存”按钮，可以保存对当前文件的相关参数的修改。 返回：单击“返回”按钮，界面返回到图8-2 所示 G代码编辑进入界面。 如图7-4 所示为 G代码编辑界面，该界面的操作如下：数据显示：包括程序编号、总行数、当前行。 （注意：这三个显示数据只能起到显示作用，不能做出修改） N：在 N 后面的两个方框中，分别可输入行号与 G 代码类型，而 G 代码类型也可使用右侧的上、下键进行切换。G 代码参数最多为 4 个，部分 G 代码的参数是可以选择的，用户可在参数输入框右面的方框中勾选，若显示为 ，则该参数被选中，反之要取消该参数则再次点击使其显示为 即可。 插入行：单击“插入行”按钮，可在当前行前面插入新的一行，所插入的行将成为新的当前行，同时界面右上方会出现“NEW”字样。代码填写完毕后，单击“保存”按钮，“NEW”字样将消失。 删除行：单击“删除行”按钮，将会把当前行从该 G文件中删除。 跳转行：输入指定的行号并单击“跳转行”按钮，可以跳转到指定行。注意：所输入的行号如果小于第一行行号，则会跳转到第一行；如果大于最后一行行号，则会跳转到最后一行。 删除多行：在按钮右方输入要删除的首末行号，并单击“删除多行”按钮，则会将首末行号之间的G代码内容删除。 示教：点击“示教”按钮将进入简易示教界面。 浏览：点击“浏览”按钮，可查看输入的当前行的内容。 定位：在 G 代码中有部分 G 代码的参数含有坐标值，用户可通过 X、Y 两轴的手动控制按钮对参数进行定位输入，同时电机也会同步运行。 图 7-5所示为浏览界面，该界面操作如下：显示数据：程序编号、总行数、当前行。 上一页：点击“上一页”会翻至上一屏的指令内容，当翻到第一页后，再点击该按钮不会有响应。 下一页：点击“下一页”会翻至下一屏的指令内容，当翻到最后一页，再点击该按钮不会有响应。 上、下行：点击、 可以上下翻看指令行。 示教：单击“示教”进入简易示教界面后，先点击“取消”键，将原文件内容删除后再进行相关示教工作。编辑：单击“编辑”按钮，会进入当前显示行的编辑界面进行编辑。图 7-6 所示为简易示教界面，界面中的操作如下：显示数据：程序编号、总行数、当前行、当前工件坐标。 曲线模式：点击“直线运动”，会在右边方框内显示“直线终点”，然后通过4 个方向按键确定插补的长度，点击“直线终点”后，就会确定一条画直线的指令（G01）；点击“圆弧运动”，会在右边方框内显示“圆弧经过点”，然后点击X、Y的 4 个方向键经过一点，点击“圆弧经过点”确定圆弧上一点，同时第三方框内会显示“圆弧终点”，再点击X、Y的 4 个方向键经过一点，点击“圆弧终点”后，就会确定一条画圆弧的指令（G02、G03） ，系统会根据坐标自动选择指令G02 或G03；点击“圆运动” ，会在右边第二方框内显示“圆弧经过点”，然后点击 X、Y的 4 个方向键经过一点，点击“圆弧经过点”确定圆弧上一点，同时第三方框内会显示“圆弧终点”，再点击 X、Y 的 4 个方向键经过一点，点击“圆弧终点”后，就会确定一个整圆。 插入延时：点击“插入延时” ，输入延时时间并点击确定后，可以在点胶动作进行时增加一个延时时间。 单点：该操作主要用于点胶。点击“单点” ，会弹出输入延时时间界面，输入延时后点击确定，则控制器会在当前点进行点胶操作，开胶和关胶之间时间按输入的延时确定。 速度：该速度指的是在加工轨迹过程中所走的速度，单位是百分比。 浏览：点击“浏览” ，可进入浏览界面浏览刚才简易示教的程序内容。 编辑：点击“编辑” ，会进入编辑界面，并显示当前文件第一行的内容。 下一个曲线：当有两条连续轨迹，并且两连续轨迹之间有隔断，此情况下，当示教完第一条轨迹后，点击“下一个曲线” ，然后再示教下一条轨迹。两条轨迹之间系统会用 G00 指令联系起来。确定退出：点击“确定退出”，会返回到主界面。 4：设置操作 在主界面中点击“参数设定”按钮，并输入正确密码后，可以进入设置选择界面，如图 7-7所示。X、Y设置：设置 X、Y轴的速度参数，其中包括起始速度、最高速度、回零速度、加速度、脉冲当量。 间隙补偿设置：设置反向间隙补偿。 工件零点设置：设置 X、Y两轴的工件零点，可以用键盘输入，也可以通过示教操作来设置工件零点，即通过+X、 X、 +Y、 Y 按钮可以进行示教输入。 示教设置：可设置每轴的单步长度，单位 mm。还可设置按键定位速度，单位是最高速度的百分比。示教中的曲线开始和结束操作缺省打开主输出，也可以采用子程序来替代曲线开始和结束操作，子程序行号可在示教设置中设置。按键方向翻转：用来改变示教中方向按键对应的各轴运动方向。 轨迹速度：可以设置插补的起始速度、运动速度、加速度等。注意：轨迹速度设置中的速度代表的是插补中的矢量速度、矢量加速度，而不是某一个轴的速度与加速度。 出厂设置：单击此按钮，并确认，将会将还原为预先设定的缺省参数。如果之前的操作中没有点击“保存”，则断电后会还原设置。 软件限位设置：可设置 X、Y轴软件限位的范围，同时可设置软限开关的使能。 其它设置：该界面中可以设置：1、2、3 输出口的延时时间。另外还可以设置暂停时是否允许移动、开机是否自动回零等。 输入密码：在用户试用期间，系统将受到使用时间的限制，当使用时间到期会弹出输入密码界面，输入正确的密码才能返回。单击输入密码按钮可以提前输入密码。5：手动操作 在主界面中点击“手动操作”按钮，可进入手动操作界面，如图 7-8 所示：显示部分：当前状态，进入手动操作界面，当前状态就会显示手动状态。 当前坐标：可分别显示 X、Y两轴的当前机械坐标和工件坐标。 绝对：可在切换坐标为绝对坐标或相对坐标。 定位：在位置输入方框中输入要移动的目标位置，单击“定位”按钮，电机将移动至指定的目标位置。 4 个方向按键可以控制电机运行，且每次只能控制一个轴运动，单击为单步移动，按住不放则电机连续运动，松开按键电机停止运动。 另外手动状态下还有回零和停止操作，单击退出按键返回到主界面。 6：自动加工 在主界面中点击“自动加工”按钮，进入自动加工界面，如图 7-9 所示：文件：显示当前文件名和文件编号，并可修改当前 G文件编号。 显示部分：可以显示当前程序文件、总行数、当前行、当前状态(分为待机、运行、暂停等)、当前运行程序行的内容、已经加工的工件个数、当前工件坐标、三个输出口(1、2、3)的开关状态等；当运行停止则会显示停止的原因。 上、下：切换文件。 循环次数：可以在方框中填入循环次数，并且会显示已循环次数。 运行按键：运行当前 G文件。 空走按键：运行当前 G 文件的 G 代码，但对输入输出口的操作会直接跳过仅执行电机运动部分 G代码。 暂停按键：可以暂停 G文件的执行，当前状态改为暂停状态。 急停按键：紧急停止 G程序，当前状态恢复成待机状态。 回零按键：在当前状态为待机状态时才能够用回零按键进行回零操作。 7：U盘操作 主界面中单击“上传下载”按钮，可以进入U盘操作界面，如图7-10 所示： U 盘状态：当有 U 盘连接上时，U 盘操作界面会自动修改 U 盘状态为连接状态。 连接 U 盘：当设置为不是自动读取 U 盘时，点击“连接 U 盘”则可以连接U盘。 U盘文件：U盘文件右边的方框显示的是 U盘中的文件序号，文件序号可以选定。 Flash 文件：Flash 文件右边的方框显示的是 Flash 中的文件序号，文件序号可以选定。 读取：点击左边的读取按键可以读取 U 盘文件中当前文件的大小以及 G 代码行数。 点击右边的读取按键可以读取 Flash 中当前文件的大小以及 G 代码行数。 下载到 FLASH：点击下载到 FLASH 按键后，系统会将 U 盘中的当前文件下载到Flash中显示的文件号中去。 上传到 U盘：点击上传到 U盘按键后，系统会将Flash 中显示的文件上传到U盘中显示的文件号中去。 注意：U盘中的文件编号有效范围为： 1-99：U盘文件的编号, 对应文件 SMCP01.DAT-SMCP99.DAT 101-116：对应 FLASH 文件编号 1-16，以便进行 FLASH 文件的互相拷贝。 8：故障诊断 在主界面中单击“故障诊断”按钮，将进入接线检查界面，如图7-11 所示。点击“上一页” 、 “下一页”可以在“通用输入口状态” “特殊输入口状态”“通用输出口状态”三个界面之间切换。当 IO 状态为有效时，触摸屏上的开关显示为 。当 IO状态为无效时，触摸屏上的开关显示为 。 此外，输出口的状态可通过点击图标来实现输出切换。袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁