基于西门子S7-200的加工中心控制系统设计.doc

2009 届毕业（设计）论文题 目 基于西门子S7-200的加工中心控制系统设计 专业班级 机械设计制造及其自动化2班 学 号 0903010219 学生姓名 吴贤 指导教师 王高平 指导教师职称 副教授 学院名称 机电工程学院 完成日期： 2013年 5 月 30 日基于西门子S7-200的加工中心控制系统设计Design of control system for machining center based on Siemens S7-200 学生姓名 吴贤 指导教师 王高平 武汉工程大学本科毕业设计（论文）摘 要可编程控制器在工业控制方面的应用意义日趋明显，并在发电、化工、电子等行业工艺设备的电气控制方面得到了广泛的应用。它具有功能强大、使用可靠、维修简单等许多优点，并且在很多地方已逐步取代了继电器电路的逻辑控制。加工中心是高度机电一体化的产品，是现代制造业的基础装备，尤其是机械加工业、小型模具制造企业、工科院校、技工学校等对小型加工中心的需求十分巨大。研究加工中心的控制原理、系统设计、调试及故障维修等关键技术，对确保加工中心的安全可靠和高效运行具有重要意义。而本文讨论的是PLC在加工中心控制系统的应用。在分析加工中心技术需求的基础上，设计并论证了加工中心控制系统的总体方案；研究了进给、主轴、自动换刀等功能实现过程中的关键技术，进行了控制系统的选型论证与设计；设计了加工中心的电气控制系统，研究了基于西门子S7200系统的DNC控制方案；阐述了系统的调试步骤和方法。 关键词：加工中心 控制系统 PLC Abstract The programmable controller is more and more obvious in the industrial control application significance, and has been widely used in electrical control equipment power, chemical, electronics and other industries. It has a powerful, reliable use, simple repair and many other advantages, and in many places has gradually replaced the relay logic control circuits. Machining center is a highly integration of mechanical and electrical products, is the basic equipment of modern manufacturing industry, especially for small mechanical processing, mold manufacturing enterprises, engineering colleges, technical schools of small machining center demand is very great. The control principle, system design, debugging and fault repair and other key technology research of machining center, it is of great significance to ensure the machining center is safe and reliable and efficient operation. And discussed in this paper is the application of PLC in machining center control system. Based on the analysis of technical requirements of machining center, the design and demonstrated an overall scheme of machining center control system; research on feed, spindle, automatic change of key technologies in the process of implementation of the knife and other functions, the selection and design of the control system; design the electrical control system of machining center, the Siemens S7 200 systems DNC control scheme based on; describes the debugging steps and methods of system.Keywords: Machining center Control system PLC目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 课题背景及研究意义11.2 加工中心的国内外发展概况21.3 课题的设计目的41.4课题的主要工作4第二章 PLC系统组成及工作原理62.1什么是PLC62.2 PLC的发展72.3 PLC的体系结构7 2.3.1中央处理单元（CPU） 8 2.3.2存储器 8 2.3.3 PLC电源 102.4 PLC的工作原理11 2.4.1输入采样阶段11 2.4.2用户程序执行阶段11 2.4.3输出刷新阶段122.5系统的控制结构图 12第三章 方案设计133.1确定设计要求133.2确定外围I/O设备133.3设计PLC的型号13 3.4编制PLC的输入/输出分配表 143.5加工中心控制工艺图153.6加工中心接线图153.7加工中心自动控制流程图163.8编程17 3.8.1自动控制编程17 3.8.2手动控制编程18第四章 结论19参考文献20致 谢2128第一章 绪论1.1课题背景及研究意义在现代数控机床中，加工中心(MCMachining Center)能进行自动换刀、自动更换工件，实行平面、任意曲面、孔、螺纹等加工，成为一种独特的多功能高精、高效、高自动化的机床，并迅速向高速化、复合化、环保化、五轴联动等方向发展，已成为当今国际机床展上最大的亮点。加工中心特别适合于箱体、框架、叶片等特殊复杂零件的柔性高效加工，能减省一些普通铣床、钻床、镗床，提高加工精度和效率，减少转换时间，降低生产成本。在当今机械工业中，产品不断向个性化、精密化、小批量发展，世界对MC的市场需求在不断增多。特别是在要求适量柔性、大批高效生产的汽车工业、单件、小批重切、快速生产的航空、模具工业以至IT高精尖工业中，MC已逐渐成为重要的高效性机种。1996年国产加工中心与进口加工中心的台数比，仅为百分之几，到2005年逐步增长到394。2005年与2000年相比，进口的加工中心数量增加48倍。加工中心需求猛增的主要原因，大致有三：(1)整个机械工业原有工艺装备结构陈旧、性能落后，呈“三多三少”(手动的多、自动的少；粗加工的多、精加工的少；低效的多、高效的少)，亟需大量更新。能源、交通、冶金、发电、工程机械、造船、模具、IT各业均需购置大、中、小各种MC，量大面广；(2)汽车工业迅速发展，20022004年汽车产量分别为325、444、507万辆，发动机缸体、缸盖、变速箱及各种汽车零部件加工，均需增添高速、高精、环保、节能的各式MC；(3)航空、国防、军工产业，适应新形势发展，均在提高生产能力，需要大、中型各种立式、卧式、龙门式、五轴控制的高性能MC，而且要求品种多、质量好、供货快。1加工中心进口的快速增加，一方面反映了我国制造业对这类数控机床的需求旺盛，另一方面也反映了我国机床制造业在加工中心的生产能力和国产加工中心的竞争力上还存在差距。国产加工中心市场占有率低的主要原因是国产加工中心在产品水平、交货期、质量和可靠性上与国外同类产品相比存在不少差距口2。因此研究加工中心及其控制系统具有现实和长远的意义，掌握其中的关键技术是充分发挥加工中心功能和性能的先决条件，必将对我国装备制造业的整体水平的提高起到积极的作用。1.2 加工中心的国内外发展概况1952年，美国首先研制出世界上第一台加工中心，当时，几乎没有人意识到它的发展竟会如此神速，以至今天己成为工业发达国家普遍应用的一类机床。(1) 加工中心的定义扩展 各国对加工中心的定义并不完全一样。1992年，德国EMAG公司发明了被誉为10年内最佳机床的倒置立车，并在此基础上相继开发了倒立加工中心，即在一台机床上能对轻型回转体零件作车、铣、铰、镗等多工序加工，甚至还可以磨削、滚齿以及激光加工等。20世纪90年代初，奥地利WFL公司首创了用于凸轮轴及其他复杂轴类零件加工的车铣复合中一C,M100，该类机床目前发展势头非常迅猛。2l世纪初日本MAZAK公司在JIMTOF上提出了DONE IN ONE的口号，即力争在一台机床上能进行所有工艺加工1。我国的加工中心定义还是停留在20年前所制订的金属切削机床术语上面，即自动换刀的数控镗铣床，显得太落后了。(2)加工中心的结构在不断改进综观目前加工中心的主要结构形式，无论是立式、卧式、滑枕式以及龙门式等等，其结构的演变都有很大进展。卧式加工中心是结构花式翻新最多的。起源于主轴箱侧挂的卧式加工中心，在20世纪80年代初期就逐步向正挂箱方向发展了，也就是我们目前见得最多的那种主轴箱处于立柱对称中心位置的那一种。但是，卧式加工中心的工作台设置也在变化。较早的卧式加工中心工作台配置一般采用十字滑板型式，即X、Z两向运动都由滑板实现。但这种形式对工件交换甚不方便，故20世纪90年代后所谓的T型与反T型结构就应运而生了。T型和反T型结构主要用在立柱移动型的卧式加工中心上面，其优点是能避免因工件质量不均匀而造成的工作台承载不均匀，乃至在运动过程中形成倾覆力矩。立式加工中心结构变化要比卧式加工中心少，但日本安田、牧野等研发的主轴箱在立柱顶部移动型非常有道理，是高精度加工的佼佼者。立柱倾斜型结构也颇为新鲜，为了改善叶片加工的切削状态，增加刀具与叶片的接触面，瑞士LIECHTI公司将机床的立柱设计成与垂直线倾斜一个角度，而叶片加工的名牌瑞士Starrag公司则是将铣头倾斜2250，目的不仅为了避免与夹具的干涉及便于排屑，更是使刀具能够切削至叶根。(3)多轴联动加工中心争奇斗妍为不断满足复杂工件所提出的加工要求，多轴联动加工中心的发展也日新月异。最初的多轴联动加工中心，是在立柱上加一个连续分度头(A轴)或连续转台(C轴)来实现四轴联动的，但这不能解决复杂异形件加工的需要，特别是叶片与叶轮。(4)系统和功能部件发展日新月异当今数控系统的发展方向，朝着扩大控制轴数、联动轴数、控制通道、运动速度以及编程容量等方向发展。为了适应高速、高精度等加工需要，机床的信息流必须及时指挥刀具与工件作相对运动，不得失真与偏差。目前数控机床的主轴转速和进给速度都非常高，而机床的定位精度也越来越高，因此提高位置精度的增益、实现系统的前馈控制、提高系统的分辨率以及在电动机与闭馈元件上采取措施等，都是有效的解决方法。为了适应复杂的多轴联动加工以及车铣复合、铣车复合加工，系统必须增强预处理能力，必须不断开发高档的插补功能，以满足不断提出的复杂曲面的加工要求。数控系统的发展具体表现在硬件的不断变革，操作系统的更新也十分迅速，软盘驱动器与显示器的分辨率亦同步提高，系统的可靠性更有较大延长。随着网络通信功能的不断增强，加工中心的应用范围将更加广泛。加工中心的主要构成要素首推刀库与机械手。小型或无机械手的立式加工中心刀库，大多采用斗笠式，而高速钻削中心的刀库则大多采用转塔式了。相比之下卧式加工中心的链式刀库就变化很多，德国的B+w公司的刀库容量相当大，其矩阵式大容量刀库可扩容至数百把刀； 日本丰田工机FH系列的刀库也按照矩阵排列最多可设置326把刀。而德国巨，fl：Chiton的篮式刀库和德国恒轮的内藏式刀库均按照自己机床特点而设计。加工中心的高转速、高速进给是随着电主轴、直线电动机等功能部件的开发而发展的，虽然研发的历史只有10多年，但电动机的结构也在不断改进，故性能也不断提高，所以机床的高速发展总是越来越快3。从上世纪80年代开始，北京机床研究所等单位开发了立式加工中心，并形成了商品。上世纪90年代初，北京机床所引进美国TK公司立式加工中心技术、北京机电研究院引进美国辛辛那提公司马刀立式加工中心技术等和自行开发，基本掌握了加工中心的设计和制造技术，为今后加工中心的生产和应用打下了扎实基础。到上世纪90年代末，国内的加工中心生产数量仍然很少，每年仅300台左右。2000年前后，一批海外跨国机床集团看好我国市场，开始在中国建立生产加工中心的独资或合资企业，实现了本地制造和本地销售4。步入21世纪，汽车及其零部件、通用机械、航空航天、模具等各行业对加工中心的需求大幅上升，国产加工中心择优选择国内外数控系统、功能部件等配套件，加快了产业化步伐，质量大幅度提高，性价比具有优势，逐步得到了国内用户的肯定和认可。同时，企业加大了产品开发研究的资金投入，一批国内急需长期依赖进口的高档加工中心，如高速加工中心、五轴加工中心等取得了突破，有的已进入批量生产。1.3 课题设计的目的传统的加工中心是用许多传统继电器控制的，由于这种控制复杂而且不可靠，而可编程控制器具有操作简单、可靠性高，使用方便等优点，所以设计PLC控制的加工中心系统具有很大的意义。这样可以大大提高加工中心的工作效率，而且在加工中心运转过程中可以很好的维护、维修。工作人员可以很方便的操作加工中心，真正的做到自动化应用于工业生产。这样对国家经济发展有很大提高。1.4 课题的主要任务本文设计的是基于西门子S7-200的加工中心控制系统，首先要做的是PLC选型，然后根据选用的S7-200设计I/O接口分配。对加工中心控制系统的工作过程做详细的了解，再根据它的控制方式和控制要求设计出控制系统的控制主电路和控制电路。对上面的都处理完成以后，要做的就是根据I/O接口还有电路图写出PLC的编程程序。写完的程序用STEP-7软件检测程序有没有错误，没有错误就可以检查控制是否正确，确定无误后这个设计的主要工作就完成了。第二章 PLC系统组成及工作原理2.1什么是PLCPLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。5国际电工委员会(IEC)在其标准中将PLC定义为:可程式逻辑控制器是一种数位运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可程式逻辑控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。62.2 PLC的发展可编程序控制器（PLC）以其可靠性高、灵活性强、使用方便的优越性，迅速占领了工业控制领域，成为先进的、应用势头最强的工业控制器，并风靡全球。PLC控制技术是电气控制技术中的一朵奇葩。经过30多年的发展，PLC已形成了完整的工业控制器产品系列，其功能从初期的主要用于替代继电-接触器控制的简单功能，发展到目前的具有接近于计算机的强有力的软硬件功能。PLC源于替代继电-接触器控制，它于传统的电气控制技术有着密不可分的联系。因而，要学习PLC控制技术，必须先了解传统的电气控制技术。随着科学技术的发展，电气控制技术在各领域中得到越来越广泛的应用。可编程序控制器（PLC）的应用是电气控制技术发生了根本的变化。PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体技术、自动控制技术、数字技术和网络通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。PLC以其可靠性高、灵活性强、使用方便的优越性，迅速占领了工业控制领域。从运动控制到过程控制，从单机自动化到生产线自动化乃至工厂自动化，从工业机器人、数控设备到柔性制造系统（FMS），从集中控制系统到大型集散控制系统，PLC均充当着重要的角色，并展现出了强劲的态势。PLC作为先进的、应用势头最强的工业控制器风靡全球。PLC技术、CAD/CAM技术和工业机器人成为现代工业控制的三大支柱。PLC用于包括逻辑运算、数值运算、数据传送、过程控制、位置控制、高数计数、中断控制、人机对话、网络通信等功能的控制领域。72.3 PLC的体系结构PLC实质上是一种被专用于工业控制的计算机，其硬件结构和微机是基本一致的。如图2-1所示：编程器中央处理电元（CPU）输入电路输出电路系统程序存储区用户程序存储区 图2-1 PLC硬件的基本结构2.3.1中央处理单元（CPU）中央处理单元（CPU）是PLC 的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能，接受并存储从编程器键入的用户程序和数据，检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能检查用户程序的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接受现场各输入装置的的状态和数据，并分别存入I/O映象区, 然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算术运算等任务。并将逻辑或算术运算等结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕以后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行为止。2.3.2 存储器与微型计算机一样，除了硬件以外，还必须有软件。才能构成一台完整的PLC。PLC的软件分为两部分: 系统软件和应用软件。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为应用程序存储器。PLC存储空间的分配：虽然大、中、小型 PLC的CPU的最大可寻址存储空间各不相同，但是根据PLC的工作原理， 其存储空间一般包括以下三个区域：系统程序存储区，系统RAM存储区（包括I/O映象区和系统软设备等）和用户程序存储区。A. 系统程序存储区在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。它包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断程序等。由制造厂商将其固化在EPROM中，用户不能够直接存取。它和硬件一起决定了该PLC的各项功能。B. 系统RAM存储区系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备（列如：逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等）存储区。（1）I/O映象区由于PLC投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。因此，它需要有一定数量的存储单元（RAM）以供存放I/O的状态和数据，这些存储单元称作I/O映象区。一个开关量I/O占用存储单元中的一个位（bit）, 一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字（16个bit)。因此，整个I/O映象区可看作由开关量的I/O映象区和模拟量的I/O映象区两部分组成。（2）系统软设备存储区除了I/O映象区以外，系统 RAM存储区还包括PLC内部各类软设备（逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等）的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域，前者在PLC断电时，由内部的锂电子供电。使这部分存储单元内的数据得以保留；后者当PLC停止运行时，将这部分存储单元内的数据全部置“零”。a.逻辑线圈:与开关量输出（或称作输出线圈）一样，每个逻辑线圈占用系统RAM存储区中的一个位 （bit）,所不同的是逻辑线圈不能直接驱动外设，它只供用户在编制用户程序中使用。逻辑线圈的作用类似于电气控制线路中的继电器，而输出线圈的作用类似于电气控制线路中的接触器。由于逻辑线圈占用的系统RAM存储区的存储单元分为具有失电保持和无失电保持两种。因此，PLC的逻辑线圈分为具有失电保持逻辑线圈和无失电保持逻辑线圈这两种。另外，不同的PLC还提供数量不等的特殊逻辑线圈，这些特殊逻辑线圈各自还具有不同的功能，一般分为以下两种：一种是当PLC投入运行后，这种特殊逻辑线圈通或断的状态直接由系统程序决定。用户在编制用户程序时不得使用这些逻辑线圈，而只能使用其触点；另一种特殊逻辑线圈通或断的状态需由扫描该线圈的控制线路来确定。当该特殊逻辑线圈被接通时，表示某一特定功能成立。当该特殊逻辑线圈被断开时，表示某一特定功能不起作用。b.数据寄存器:与模拟量I/O一样，每个数据寄存器占用系统I/O存储区域中的一个存储单元（16bits）。数据寄存器也分为具有失电保持的数据寄存器和无失电保持数据寄存器。另外与逻辑线圈相同的是，PLC也提供特殊的数据寄存器。这些特殊数据寄存器内的数据都具有特定的含义，在访问方式上可分为可读、可写和可读/写三种类型。c.计时器逻辑线圈:PLC内部的计时器逻辑线圈一般由软件构成，他们占用系统RAM存储区域的一部分。计时器逻辑线圈也分为两种：普通计时器逻辑线圈和具有失电保持的计时器逻辑线圈。后者的当前计时值在PLC断电时，其数据（当前计时值）被保留。这样，当PLC再次上电运行时，它将在原先计时值的基础上继续计时。d. 计数器逻辑线圈 :PLC内部的计数器逻辑线圈一般也由软件构成，他们占用系统RAM存储区域的情况基本与计时器逻辑线圈一样。只是计数器逻辑线圈的计数位与计时器逻辑线圈的计时位不同，它需要两个位（bit）。另外，有的PLC系统的RAM存储区还为变址寄存器、累加器等提供存储单元。（3）用户程序存储区 用户程序存储区存放用户编制的用户程序。不同类型的PLC其存储容量各不相同，一般来说，随着PLC机型增大其存储容量也相应增大。不过对于新型的PLC，其存储容量可根据用户的需要而改变。2.3.3 PLC电源PLC电源的在整个系统中起着十分重要的作用。无论是小型的PLC，还是中、大型的PLC其电源的性能都是一样的，均能对PLC内部的所有器件提供一个稳定可靠的直流电源。一般交流电压波动在正负10%（15%）之间，因此可以直接将PLC接入到交流电网上去。2.4 PLC的工作原理当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。如图2-2所示。第(N-1)个扫描周期输出刷新第(N+1)个扫描周期输入采样第N个扫描周期输入采样输出刷新用户程序执行 图2-2 PLC的扫描运行方式2.4.1输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。2.4.2用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。2.4.3输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。 同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。52.5系统的控制结构图 图2-3 系统的结构控制图第三章 方案设计3.1确定设计要求T1、T2、T3为钻头，用其实现钻功能：T4、T5、T6为铣刀，用其实现铣刀功能。X轴、Y轴、Z轴实现加工中心三坐标的6个方向上的运动。围绕T1T6刀具，分别运用X的左右运动、Y轴的前后运动、Z轴的上下运动实现整个加工过程。3.2确定外围I/O设备本设计使用3个伺服、6个限位开关、6个加工中心刀库。3.3选定PLC的型号选用的PLC是西门子公司的S7-200系列小型PLC-CPU224。3.4编制PLC的输入/输出分配表 表3-1 PLC的输入/输出分配表编号地址说明功能10路数字输出1Q0.0接指示灯运行指示2Q0.1钻头电动机T1钻头3Q0.2钻头电动机T2钻头4Q0.3钻头电动机T3钻头5Q0.4钻头电动机T4为铣刀6Q0.5钻头电动机T5为铣刀7Q0.6钻头电动机T6为铣刀8Q0.7控制伺服电动机X轴，1为左移，0为右移9Q1.0控制伺服电动机Y轴，1为左移，0为右移10Q1.1控制伺服电动机Z轴，1为左移，0为右移10路数字输入1I0.0按钮运行控制2I0.1按钮控制X轴3I0.2按钮控制Y轴4I0.3按钮控制Z轴5I0.4限位开关X轴方向左到位6I0.5限位开关X轴方向右到位7I0.6限位开关Y轴方向前到位8I0.7限位开关Y轴方向后到位9I1.0限位开关Z轴方向上到位10I1.1限位开关Z轴方向下到位3.5加工中心控制工艺图 图3-1 加工中心控制工艺图3.6加工中心接线图 图3-2 加工中心接线图3.7加工中心自动控制流程图启动X轴运动Z轴和T1钻头钻孔Z轴运动退钻头Y轴运动Z轴和T2钻头钻孔Z轴运动退钻头Z轴和T3钻头钻孔X和Y轴运动Z轴运动退钻头Z轴运动退刀Z轴和T5刀头运动Z轴和T6刀头运动T5和Y轴运动Z轴运动退刀T4和X轴运动Z轴和T4铣刀运动Z轴运动退刀T6和X和Y轴运动结束3.8编程3.8.1自动控制编程编程分析：6组运动，18个步骤，用位存储器M11.0M11.7、M12.0M12.7、M13.0M13.1的状态控制18个步骤。产生周期3秒的脉冲，按下启动按钮，延时3秒，使M10.0为1，然后以脉冲的速度右移，使位存储器M11.0M11.7、M12.0M12.7、M13.0M13.1分别为1。动作过程：启动Q0.0亮，X轴运动Q0.7(M11.0为1)、Z轴Q1.1和T1钻头Q0.1钻孔（M11.1为1）、Z轴运动Q1.1退钻头（M11.2为1）、Y轴运动Q1.0(M11.3为1)、Z轴Q1.1和T2钻头Q0.2钻孔（M11.4为1）、Z轴运动Q1.1退钻头（M11.5为1）、X轴运动Q0.7和Y轴运动Q1.0(M11.6为1)、Z轴Q1.1和T3钻头Q0.3钻孔（M11.7为1）、Z轴运动Q1.1退钻头（M12.0为1）、Z轴运动Q1.1和T4铣刀运动Q0.4（M12.1为1）、T4铣刀运动Q0.4和X轴铣运动Q0.7(M12.2为1)、Z轴运动Q1.1退刀（M12.3为1）、Z轴运动Q1.1和T5铣刀运动Q0.5（M12.4为1）、T5铣刀运动Q0.5和Y轴铣运动Q1.0(M12.5为1)、Z轴运动Q1.1退刀（M12.6为1）、Z轴运动Q1.1和T6铣刀运动Q0.6（M12.7为1）、T6铣刀运动Q0.4和X轴Q0.7Y轴Q1.0铣运动 (M13.0为1)、Z轴运动Q1.1退刀（M13.1为1）、结束。共18个步骤。Q0.0运行灯亮条件：I0.0为1。Q0.1T1钻头运动条件：M11.1为1。Q0.2T2钻头运动条件：M11.4为1。Q0.3T3钻头运动条件：M11.7为1。Q0.4T4钻头运动条件：M12.1为1。Q0.5T5钻头运动条件：M12.4为1。Q0.6T6钻头运动条件：M12.7为1。Q0.7X轴运动条件：M11.0、M11.6、M12.2、M13.0为1。Q1.0Y轴运动条件：M11.3、M11.6、M12.5、M13.0为1。Q1.1Z轴运动条件：M11.0、M12.2、M11.4、M11.5、M11.7、M12.0。M12.1、M12.3、M12.4、M12.6、M12.7、M13.1为1。3.8.2手动控制编程在X、Y、Z轴运动中，用X左、X右表示X轴的左、右方向限位；用Y前、Y后表示Y轴的前、后方向限位；用Z上、Z下表示刀具退刀和进刀过程中的限位现象。（1）拨动“运行控制”开关，启动系统Q0.0为1，运行灯亮。X轴方向运行，Q0.7为1，工件沿X轴向左运行。（2）“X左”限位到位，工件到达制定位置。此时T1钻头沿Z轴向下运动，对工件进行钻孔。（3）“Z下