毕业论文 数控车床DM3600电气原理图设计

1、毕业设计说明书课题：数控车床DM3600电气原理图设计专 业：数控技术应用 学 号：35 班 级：Js726 姓 名：王道海 目录引言第1章 数控系统发展简介1.1数控（NC）阶段1.2计算机数控（CNC）阶段第2章 DM3600数控车床改造可行性分析2.1 DM3600数控车床的现状2.2 DM3600数控车床存在的主要问题2.3 DM3600数控车床的改造方案2.4DM3600数控车床改造的可行性分析第3章 FANUC 0iTD数控系统简介3.1 FANUC 0iTD数控系统的概述3.2 FANUC 0iTD数控系统的组成3.3 FANUC 0iTD数控系统的工作方式3.4 FANUC 0

2、iTD数控系统的连接3.4.1 MDI单元的连接3.4.2 I/O Link单元的连接3.4.3 模拟主轴的连接3.4.4 串行主轴的连接3.4.5 伺服轴的连接3.4.6 FANUC 0iTD系统上电顺序3.4.7 FANUC 0iTD系统的基本结构3.4.8 FANUC 0iTD系统接口第4章DM3600数控车床电气控制系统设计4.1 机床电气控制系统设计的基本原则和一般步骤机床电气控制系统设计的基本原则机床电气控制系统设计的一般步骤4.2机床电气控制线路的分析电气控制线路分析的内容 4.2.2电气原理图的阅读和分析的步骤4.3电气识图的方法和常用的电气元件 4.3.1电气识图的方法 4.

3、3.2常用的电气元件 第5章DM3600数控车床电气原理图分析 5.1 伺服系统的连接5.2 PMC I/O地址分配5.3主电源5.4控制电源5.5电机回路5.6辅助控制5.7系统互联图5.8主轴回路5.9程序分析总结致谢参考文献引言目前，数控技术已被世界各国列为优先发展的关键工业技术，成为国际间科技竞争的重点。数控技术的应用将机械制造与微电子、计算机、信息处理、现代控制理论、检测技术以及光电磁等多种学科技术融为一体，使制造业成为知识、技术密集的大学科范畴内的现代制造业，成为国民经济的基础工业。中国在世界上是机床消费第一大国，并正在由制造大国向制造强国发展，数控机床是制造业的关键设备，数控维修

4、和数控改造正成为制造业的新兴产业，其产生和发展有着深刻的社会背景和经济背景。我国现有数以万计的陈旧落后机床，这些是机床大修和数控改造行业赖以生存的现实基础之一20世纪进口的大量二手数控设备已进入维修和改造的高峰期。机床及数控设备造价高昂，显著的经济效益是数控改造行业发展的动力，一般改造的费用仅为购置新设备费用的30%左右。通过数控改造可以进一步满足用户对设备的工艺需求，以获取更大的效益。本课题通过对数控车DM3600设备的电气系统大修改造，使已出现故障的设备，恢复正常状态，重新投入生产，从而充分利用现有的资源，为公司提高最大的效益。 关键词:数控技术;数控改造;电气系统第1章 数控系统发展简介

5、1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起到了质的飞跃，为人类进入信息化社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。1.1数控（NC）阶段（19521970年）早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路"搭"成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控

6、（HARD-WIREDNC），简称为数控（NC）。1.2、计算机数控（CNC）阶段（1970年现在）到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段（把计算机前面应有的"通用"两个字省略了）。到1971年，美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件-运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（MICROPROCESSOR），又可称为中央处理单元（简称CPU）。到1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用

7、于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可用性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。到了1990年，PC机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于PC的阶段。总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代小型计算机；1974年的第五代微处理器和1990年的第六代基于PC（国外称为PC-BASED）第2章DM3600数控车床改造可行性分析2.1 DM3600数控车床的现状DM3600（设备编

8、号：59-C-168）数控车床是东风汽车变速箱有限公司1993年从台湾泰纳机床厂引进的数控车床，共2台，另一台的设备编号为59-C-155。当时采用的数控系统是三菱M30数控系统。59-C-168设备于2010年8月3日出现NC模块的故障系统老化，由于此系统已经老化，备件购买十分困难，而且此系统是模拟系统，是数控系统的第二代产品，技术落后、结构复杂，系统使用极不稳定。基于此，该公司于2010年10月起对电气系统进行了大修改造。改造完成后设备投入正常使用，从根本上解决了原来长期存在的故障率高、生产效率低、开动率低等问题，极大地挖掘了设备潜能；在随后的几年生产过程中，有效地解决了我公司轴类零件加工

9、的瓶颈问题。2.2 DM3600数控车床存在的主要问题经过这几年的使用，系统也出现一定程度的老化，三菱公司的NC现在也显露出一些问题，造成机床运行不稳定、故障率也相对较高，特别是三菱公司生产的NC系统在数控技术飞速发展并日臻完善的今天已被淘汰并停止生产，不仅备件采购周期长，而且价格相对较高，在很大程度上影响该公司生产任务的完成，制约该公司的其它工作。通过装备部数控班在现场的实际调查，DM3600存在以下几个严重而急需解决的问题：1、原点飘移频繁发生。如果机床停电48小时以上，机床100%发生原点飘移，机床停电12小时，机床发生原点飘移概率为50%以上，飘移量为0.20-8.00mm左右。为保证

10、设备及人员安全、防止撞车事故、减少废品，机床操作人员每天上班的第一件事情就是重新对工件原点进行修正，大约耗时25-30分钟，不仅影响生产效率，还存在严重安全隐患。2、系统老化，故障率较高，维修费用高。3、NC备件采购周期长，机床一旦出现大的故障，停机时间极长，严重影响生产的正常进行。如59-C-155在2007年11月由于备件问题停机半年之多。4、有时出现无缘故报警， 也查不出报警原因。5、有时出现执行零件程序进入死机状态，有进给指令但没有进给位移，中断反复修砂轮后可恢复正常，而此故障又无法查明原因。2.3 DM3600数控车床的改造方案针对以上问题和设备实际状况，我们拟采用FANUC-0iT

11、D系统代替M30系统，改造方案：1）采用FANUC-0iTD系统对此机床进行改造，对机械部分进行大修，恢复机床精度。2）全新设计国标电气原理图以及PMC机床控制程序。3）更新全部电气原件。原有的电气原件已老化，工作不稳定，反应不灵敏，接受信号慢，必须全部更新。4）重新配置电气控制盘。5）重新布设机床各控制线路。2.4 DM3600数控车床改造的可行性分析1） 设备改造的经济可行性分析。从国内多个机床厂家调查，同类型新设备的价格约在60万人民币左右。如果采用自主大修改造的方式，采用现在主流的Fanuc 0i-TD的数控系统，数控系统费用约10万/台，机械部分更换新的滚珠丝杠与动静压主轴的费用约1

12、0万元/台，电气备件费用约3万元/台，其它部件以及加工费用为2万元/台，合计总大修改造费用约25万元/台。改造后如果达到新设备的功能要求，经济效益上是完全可行的。2） 设备改造的技术可行性分析。已有同型号设备电气大修改造成功的案例：2007年11月，数控车床DM3600（设备编号：59-C-155）也由于数控系统损坏无法使用，随后公司装备科组织人员对设备进行了电气大改造，到目前为止设备一直使用良好。数控车DM3600（设备编号：59-C-168）设备结构合理、润滑良好，机械各部分精度保持良好，加工的零件质量稳定，具备恢复使用的条件。本公司技术人员已完全熟悉该类数控系统的结构与调整，能够胜任自主

13、数控化改造的任务。本公司的装备管理科已成功改造过多台数控车床、数控外圆端磨床，具有进行全面数控改造的技术人员和安装实施的技能人员。第3章 FANUC 0iTD数控系统简介3.1 FANUC 0iTD数控系统的概述 日本FANUC公司是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业，同时也是主要的机器人厂商。FANUC数控系统以其高质量、低成本、高性能、较全的功能，适用于各种机床和生产机械等特点，在市场的占有率远远超过其他数控系统 FANUC 0i数控装置为模块化结构，具有性价比高、操作简单、方便等优点，因此在我国数控机床行业应用很广，主要特点如下：（1）FANUC 0iTD系统与FA

14、NUCl6/18/21等系统的结构相似，均为模块化结构。其集成度较FANUC 0系统的集成度更高，因此0iTD控制单元的体积更小，便于安装排布。（2）采用全字符键盘，可用B类宏程序编程，使用方便。（3）用户程序区容量比0MD系统大一倍，有利于较大程序的加工。（4）使用编辑卡编写或修改梯形图，携带与操作都很方便，特别是在用户现场扩充功能或实施技术改造时更为便利。 （5）使用存储卡存储或输入机床参数、PMC程序以及加工程序，操作简单方便。使复制参数、梯形图和机床调试程序过程十分快捷，缩短了机床调试时间，明显提高数控机床的生产效率。（6）系统具有HRV功能，伺服增益设定比0MD系统高一倍，理论上可使

15、轮廓加工误差减少1/2。以切削圆为例，同一型号机床0MD系统的圆度误差通常为0.02mm0.03mm，换用FANUC 0i系统后圆度误差通常为0.01mm0.02mm。（7）机床运动轴的反向间隙，在快速移动或进给移动过程中由不同的间隙补偿参数自动补偿。该功能可以使机床在快速定位和切削进给不同工作状态下，反向间隙补偿效果更为理想，这有利于提高零件加工精度。（8）系统可预读12个程序段，比0MD系统多。结合预读控制及前馈控制等功能的应用，可减少轮廓加工误差。小线段高速加工的效率、效果优于0MD系统，对模具三维立体加工有利。（9）与0MD系统相比，FANUC 0iTD系统的PMC程序基本指令执行周期

16、短，容量大，功能指令更丰富，使用更能方便。（10）FANUC 0iTD系统的界面、操作、参数等与FANUC 16i、18i、21i基本相同。熟悉FANUC 0i系统后，自然会方便地使用上述其他系统。（11）FANUC 0iTD系统比0M、0T等产品配备了更强大的诊断功能和操作信息显示功能，给机床用户使用和维修带来了极大方便。（12）在软件方面，FANUC 0iTD系统比FANUC 0系统也有很大提高，特别在数据传输上有很大改进，如RS-232串口通信波特率达19200b/s，可以通过HSSB(高速串行总线)与计算机相连，使用存储卡实现数据的输入/输出。高性价比的FANUC 0iTD系列有整体软

17、件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。其中FANUC 0i-MB/MA用于加工中心和铣床，4轴4联动；FANUC 0i-TB/TA用于车床，4轴2联动；FANUC 0i-mate MA用于铣床，3轴3联动；FANUC 0i-mate TA用于车床，2轴2联动。3.2 FANUC 0iTD数控系统的组成FANUC 0i数控系统由控制单元、显示单元、机床操作面板、I/O模块、伺服驱动单元、主轴驱动单元等组成，其中控制单元（即数控装置）是最核心的部分。FANUC 0i数控装置（控制单元）由主板模块和I/O接口模块两部分构成，主板模块主要包括CPU、内存（系统软件、宏程序、梯形图、参数等）、PM

18、C控制、I/O link控制、伺服控制、主轴控制、内存卡I/F及LED显示等。I/O模块主要包括电源、I/O接口、通信接口、MDI控制、显示控制、手摇脉冲发生器控制和高速串行总线等。系统总体结构如图3-1所示3-1系统总体结构图3.3 FANUC 0iTD数控系统的工作方式FANUC 0iTD系统的工作方式有很多种，分别为编辑方式EDIT、自动运行方式MEM、手动方式JOG、手轮方式HND、回零方式REF、直接输方式MDI、DNC方式RMT。当前的工作方式会在系统的状态栏中显示，工作方式可以通过机床操作面板上的方式切换键来进行切换。3.4 FANUC 0iTD的连接FANUC 0iTD数控系统

19、主要连接MDI单元、I/O Link单元、模拟主轴、串行主轴、伺服轴。3.4.1 MDI单元的连接MDI键盘通过CA55接口连接，CN2连接显示屏下方的按键，包括向左箭头（返回上一级功能）、向右箭头（同级菜单翻译）和空白软键。3.4.2I/O Link单元的连接I/O Link接口是一个串行接口，用于NC与各种I/O单元进行连接，如机床操作面板、I/O单元、刀库用i系列伺服模块等设备都与控制单元主板上的JD1A(I/O Link)连接，并且在所连接的各设备间高速传送I/O信号。I/O Link连接的规则:在I/O Link中，设备分为主单元和子单元。FANUC 0iTD系统的控制单元为主单元，

20、通过JD1A进行连接的设备为子单元。一个I/O Link最多可连接16组子单元。用于I/O Link连接的两个接口分别叫JD1A和JD1B，对所有具有I/O Link功能单元是通用的，连接电缆总是从一个单元的JD1A连接到下一个单元的JD1B。连接到最后一个单元时，最后一个单元的JD1A是无须连接的。3.4.3模拟主轴的连接JA40是FANUC 0i C系统的模拟量主轴速度信号接口，CNC系统输出的速度信号（0-10V）与变频器的模拟量频率输入端相连接。当主轴需要编码器反馈时，需要将编码器与JA7A串行主轴接口相连接。3.4.4 串行主轴连接JA7A是FANUC 0i C系统的串行主轴信号，串

21、行主轴即伺服主轴。将CNC上的JA7A与主轴模块上的JA7B连接起来，主轴模块上的JA7A可以连接到下一个主轴模块的JA7B上，FANUC串行主轴最多可以接两个。3.4.5伺服轴的连接COP10A接口为伺服接口，CNC中的伺服接口卡通过FANUC串行伺服总线（FANUC Serial Servo Bus，FSSB）光纤连接至伺服驱动器（SVM）。FSSB是一种串行连接总线，通过COP10A接口连接至COP10B接口。3.4.6FANUC 0iTD系统上电顺序0i系统的输入电压（电源模块的CP1A接口）为24V DC×（1±10%），电流约3.5A。伺服和主轴电动机的电源为2

22、00V AC(注意不是220V)。这两个电源的通电顺序是有要求的，即先接通机床电源（220V AC），再接通通过I/O LINK连接的纯属外部I/O设备的24V DC电源，最后接通CNC和CRT电源（后两者可同时通电）；断电时，先断纯属I/O设备24V DC电源，再断CNC和CRT电源，最后断机床电源。不按照这个顺序通断电源，就会出现报警或者造成伺服放大器的损坏。3.4.7FANUC 0i TD系统的基本结构主模块由主板、CPU卡、伺服轴控制卡、FROM & SRAM存储卡（在伺服控制卡下面）、模拟量主轴控制卡（在显示卡下边）和电源单元等组成。伺服控制卡通过FSB实现伺服单元的控制：显

23、示卡用于显示系统文字、图形：CPU卡通过总线与各模块通信，实现CNC的控制：电源单元为系统提供各种直流电源，电源单元的输入为直流24V：FROM & SRAM模块中，FROM用来存储CNC、数字伺服、PMC、其他CNC 功能用的系统软件和用户软件，SRAM用来存储系统参数、加工程序、各种补偿值等：模拟量主轴控制卡用于实现模拟量主轴控制（如通过变频器控制的主轴）。3.5.8FANUC 0i TD 系统接口系统个接口功能功能如下：CP1:系统直流24V输入电源接口。FUSE：系统24V DC输入熔断器（5A）。JA7A:串行主轴/主轴位置编码器信号接口。JA40:模拟量主轴的速度信号接口（

24、0-10V）。JD44A:外接的I/O卡或I/O模块信号接口（I/O Link控制）。JD36A:RS/232/C串行通信接口（0、1通道）。JD36B:RS/232/C串行通信接口（2通道）。CA69A:伺服检测板接口。CA55A:系统MDI键盘信号接口。CN2:系统操作软键信号接口。 第4章 DM3600数控车床电气控制系统的设计4.1 机床电气控制系统设计的基本原则和设计步骤4.1.1 机床电气控制系统设计的基本原则在设计过程中应遵循以下几个原则。1） 最大限度满足机床和工艺对电气控制的要求。2） 在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济和使用，不宜盲目追求自动化和高性能指标。

25、3） 妥善处理机械与电气的关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求，要从工艺要求、制造成本、机械电气结构的复杂性和使用维护的方面协调处理好二者的关系。4） 把电气系统的安全性和可靠性放在首位，确保使用安全、可靠。5） 合理地选用电器元件。4.1.2 机床电气控制系统设计的一般步骤设计程序一般是先进行原理设计在进行工艺设计，通常电气控制系统的设计程序按以下步骤进行。1） 拟定设计任务书。在电气设计任务书中，应简要说明所设计的机械设备的型号、用途、工艺过程、技术性能、传动要求、工作条件、使用环境等。2） 选择电力拖动方案与控制方式。电力拖动方案是指根据生产工艺要求、生产机械的结构、运

26、动要求、负载性质、调速要求以及投资额等条件去确定电动机的类型、数量、拖动方式，并拟定电动机起动、运行、调速、转向和制动等控制要求，作为电气控制原理图设计及电器元件选择的依据。3） 选择电动机。4） 设计电气原理图并合理选用元器件，编制元器件目录清单。5） 设计电气设备制造、安装和调试所必须的各种施工图样。6） 编写说明书。4.2 机床电气控制线路的分析4.2.1 电气控制线路分析的内容分析的具体内容和要求如下：1）设备说明书 设备说明书由机械（包括液压部分）与电气两部分组成。在分析时首先要阅读这两部分说明书，了解下面内容： 设备的构造、电气传动方式、设备的使用方法等。2）电气控制原理图 这是控

27、制线路分析的核心内容。3）电气设备总装接线图 阅读分析总装接线图要和阅读分析说明书、电气原理图结合起来。4)电器元件布置图与接线图 这是制造、安装、调试和维护电气设备必须具备的技术资料。4.2.2 电气原理图的阅读和分析的步骤 1） 分析主电路 从主电路入手，根据每台电动机和执行电器的控制要求去分析它们的控制内容。控制内容包括起动、转向控制、调速和制动等。2） 分析控制电路 根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出控制电路中的控制环节，将控制线路“化整为零”来进行分析。3） 分析辅助电路 辅助电路包括电源指示、各执行元件的工作状态显示、参数测定、照明和故障报警等部分，它们大多由控制电

28、路中的元器件来控制的，所以在分析辅助电路时，要对照控制电路进行分析。4）分析联锁及保护环节 机床对于安全性及可靠性有很高的要求，为实现这些要求，除了合理地选择拖动和控制方案外，在控制线路中还设置了一系列电气保护盒必要的电器联锁。5）总体检查 经过“化整为零”，逐步分析了每一局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系后，还必须用“集零为整”的方法，检查整个控制线路，以免遗漏。4.3 电气识图的方法和常用的电气元件4.3.1 电气识图的方法1） 掌握理论知识要想看懂电气图，必须具备一定的电工、电子技术理论知识。例如，三相电动机的正反转控制，是利用电动机的旋转磁场方向由三相交流电的相序决定的原理，采

29、用倒顺开关或两个接触器实现切换，从而改变接入电动机的三相交流电相序，实现电动机的正反转的。2） 熟悉电气元器件结构电路是由各种电气设备、元器件组成的，如电力供配电系统中的电阻器、电感器、各种开关、接触器、继电器、熔断器、传感器等，电子电路中的电阻器、电感器、电容器、二极管、三极管、晶闸管及各种集成电路等。因此，熟悉这些电气设备、结构、原理、用途以及各元器件之间的关系有利用电气原理图的识读。3） 结合典型电路识读图所谓典型电路，就是常用的基本电路，如三相感应电动机的启动、制动、正反转、过载保护、联锁电路等。供配电系统中电气主连接常用的单母线主线路-电子电路中三极管放大电路、整流电路、振荡电路等，

30、都是典型电路。4) 根据电气制图要求识读图电气图的绘制有一定的基本规则和要求，按照这些规则和要求画出的图，具有规范性、通用性和示意性。例如，电气图的图形符号和文字符号的含义、图线的种类、主轴电路的位置、表达形式和方法等，都是电气制图的基本规则和要求。5） 分清控制线路的主、辅电路分析电路的关键是弄清楚主电路中用电器的工作状态是哪些控制元件控制。将控制与被控制线路关系分清，可以说电气原理图基本就读懂了。分析控制电路时最好按照每条支路中串联的控制元件的相互制约关系去分析，然后再看该支路控制元件动作对其他支路中的控制元件有什么影响。控制电路比较复杂时，最好是将控制电路分为若干个单元电路，然后将各个单

31、元电路分开分析，使复杂问题简单化。4.3.2 常用的电气元件1） 控制按钮控制按钮主要用于启动、关机以及功能指令的实现，开关按钮常有红、绿、黑白、白色、黑色、蓝色等各种颜色，一般启动功能选择绿色按钮、停止功能选择红色按钮、复位功能选择蓝色按钮、电动功能一般选择黑色按钮。2） 行程开关行程开关主要用于检测机械位置，如机床工作台硬限位、倒库机械手运动到位等信号。3） 接近开关接近开关是用于近距离（几毫米到几十毫米）内检测物体有无传感器，用于检测数控机床位置或刀具的机械位置。根据其检测原理不同，主要有电感式、电容式、光电式、磁感应式和霍尔式等类型。4） 压力开关压力开关在数控机床中多用于检测液压、气

32、压系统的压力，是一种通过被控介质压力的变化，控制机械结构带触电动作的开关。在使用时，应注意微动开关的安装与顶杆间的位置间隙。5） 温控开关这是利用温度敏感元件的电阻值随温度变化的原理制成的一种开关，常用于伺服驱动器或电机中，当超温后切断电源实现过热保护。6） 接触器可以频繁的接通和分断交流、直流电路。在使用时应注意控制交流选交流接触器，控制直流选直流接触器。主触头的额定工作电压应不小于负载电路电压，主触头的额定工作电流应不小于负载电路电流。线圈的额定电压应与控制回路电压相一致，当接触器线圈电压达到额定电压的85%或更高时，触点机构动作可靠。7） 继电器这是一种根据输入信号来控制电路中电流头“通

33、”与“断”的自动切换电器，通过继电器可以实现弱电控制强电。与接触器动作原理相同，但其结构简单，体积小，没有灭弧装置，触点的种类和数量也较多，线圈电压常为24V和12V直流。8) 空气断路器空气断路器也称为空气开关、低压断路器或自动断路器。一般应用于启动不频繁的电路中。在主轴或进给轴伺服配电系统中用作配电线路中过载和短路保护。当电源电压欠压、无压、干扰、过流/过载/短路、异常温升、漏电等，可使断路器分励脱口。第5章 DM3600数控车床电气原理图分析5.1 伺服系统的连接FANUC-0i伺服系统主要由伺服主电源模块以及伺服驱动模块组成，伺服连接图如下图32所示。为了提高数控系统的安全性与稳定性，

34、为伺服电源模块输入电源增加了快速熔断器以及电抗器。快速熔断保险在发生短路、过流时能够快速熔断切断伺服系统的电源达到保护系统不受大的损坏。电抗器能够有效抑制外界电网有冲击性、波动性负荷工作产生的高次谐波，使伺服系统始终在稳定的电源波形式下工作。为了监控伺服系统的状态，控制中选用了伺服电源、伺服驱动、伺服过热三个伺服状态反馈信号，实现伺服状态的实时监控以及系统的自诊断功能。5.2 PMC I/O地址分配 FANUC-0i数控系统PLC为内置CPU结构，其CPU集成在CCU3中，系统与外部I/O单元是通过总线连接。如下图33 I/O系统连接图所示，图33 I/O系统连接图机床外部I/O地址的分配原则

35、为：1、按照使用位置相同集中的原则。2、按照功能相同集中分配的原则。外部I/O地址功能分配如表31所示。表31 I/O地址分配端子排号序号信号地址功能意义电口件号X104输入1A02X0.0主轴箱润滑压力PS1P2B02X0.1导轨润滑压力PS5P3A03X0.2液压压力PS3P4B03X0.3刀塔油压PS4P5A04X0.4尾座油压PS2P6B04X0.5卡盘油压PS6P7A05X0.6卡盘加紧LS1C8B05X0.7卡盘松开LS2C9A06X1.0FS1C10B06X1.1FS1W11A07X1.2齿轮箱高档LSHG12B07X1.3齿轮箱低档LSLG13A08X1.4门开到位LSDO14

36、B08X1.5门关到位LSDC15A09X1.6主轴润滑油位FS1S16B09X1.7液压油位FS5S17A10X2.0刀塔位LS1T18B10X2.1刀塔位LS2T19A11X2.2刀塔位LS3T20B11X2.3刀塔位LS4T21A12X2.4刀塔位LS5T22B12X2.5刀塔位LS6T23A13X2.6刀塔位LS7T24B13X2.7刀塔松开LS8TX105输入1A02X3.0循环启动SB302B02X3.1循环暂停SB313A03X3.2主轴倍率SA324B03X3.35A04X3.46B04X3.5+XSB357A05X3.6-XSB368B05X3.7+ZSB379A06X8.0

37、-ZSB8010B06X8.1手轮倍率SB8111A07X8.212B07X8.3手轮XSB8313A08X8.4急停SB8414B08X8.5手轮ZSB8515A09X8.6快动倍率SB8616B09X8.717A10X9.0X轴回零LSXZ18B10X9.1Z轴回零LSZZ19A11X9.2X-限位LS-S20B11X9.3Z-限位LS-Z21A12X9.4X+限位LS+X22B12X9.5Z+限位LS+Z23A13X9.624B13X9.7变频器故障X106输入1A02X4.0主轴正传SB402B02X4.1主轴反转SB413A03X4.2主轴停止SB424B03X4.3主轴点动SB43

38、5A04X4.4机械锁定SB446B04X4.5单节执行SB457A05X4.6试车运行SB468B05X4.7单节删除SB479A06X5.0选择停止SB5010B06X5.1工作灯SB5111A07X5.2冷却自动SB5212B07X5.3冷却开SB5313A08X5.4冷却关SB5414B08X5.5方式选择SA8615A09X5.616B09X5.717A10X6.0刀塔旋转SB6018B10X6.1内/外卡盘选择SA6119A11X6.2尾座使用SA6220B11X6.3编辑保护SA6321A12X6.4快动倍率SA6422B12X6.523A13X6.624B13X6.7X104输

39、出1A16Y0.0主轴箱润滑KA002B16Y0.1液压KA013A17Y0.2冷却KA024B17Y0.3导轨润滑KA035A18Y0.4工作灯KA046B18Y0.5卡盘加紧KA057A19Y0.6卡盘松开KA068B19Y0.7尾座伸出KA079A20Y1.0尾座退回KA1010B20Y1.1齿轮箱高档KA1111A21Y1.2齿轮箱低档KA1212B21Y1.3刀塔松开KA1313A22Y1.4刀塔正传KA1414B22Y1.5刀塔反转KA1515A23Y1.6信号灯KA1616B23Y1.7X轴抱闸KA17X105输出1A16Y2.0急停KA202B16Y2.1主轴正传KA213A1

40、7Y2.2主轴反转KA224B17Y2.3备用KA235A18Y2.4备用KA246B18Y2.5备用KA257A19Y2.6备用KA268B19Y2.7备用KA279A20Y3.0机床锁住HL3010B20Y3.1单节执行HL3111A21Y3.2空运行HL3212B21Y3.3单节跳过HL3313A22Y3.4选择停止HL3414B22Y3.5X原点HL3515A23Y3.6Z原点HL3616B23Y3.7卡盘加紧37HX106输出1A16Y4.0循环启动HL402B16Y4.1进给保持HL413A17Y4.2+XHL424B17Y4.3-XHL435A18Y4.4+ZHL446B18Y4

41、.5-ZHL457A19Y4.6手轮HL468B19Y4.7手轮HL479A20Y5.0主轴正传HL5010B20Y5.1主轴反转HL5111A21Y5.2主轴停止HL5212B21Y5.3主轴点动HL5313A22Y5.4冷却自动HL5414B22Y5.5冷却开HL5515A23Y5.6冷却关HL5616B23Y5.7工作灯HL575.3主电源本电源使用的是三相交流电，电压为380V。通过设备主电源开关NFB1,380V的交流电源流向R、S、T三条干路线，其中经过机床的变压器，380V的交流电压变为设备正常使用的额定电压220V。R1、S1、T1三条支路通过NFB2空气开关，与控制回路相连；

42、R3与S3的一条支路通过NFB4空气开关，与伺服主电源模块相连；R3、S3与T3的一条支路通过NFB3空气开关，控制伺服主电源模块。主电源中的E线为接地线，国际通用为黄绿色；其作用是防止机床突然出现漏电现象时，工作人员发生触电的危险。5.4控制电源从主电源R2、S2、T2流出的220V三相交流电进入控制电源,其中S2、T2支路的电源通过TR200VA变压器,电压变为110V交流电源,经ACH支路,控制辅助电路中齿轮箱的润滑,液压泵和冷却泵的开关。 R2、T2线路的电源通过整流装置,把220V的三相交流电转变为24V的直流电,分别给NC电源、电磁阀电源供电。 控制电源R2主线路的另一个支路R2a

43、，与主线路S2共同控制机床工作灯的开启。5.5电机回路电机回路中，主要控制电机M1齿轮箱的润滑，电机M2液压泵的开关，电机M3和M4的排屑器的开关以及电机M5的导轨的润滑五大部分。其中，M1、M2、M3、M4电机的接线都是分别与主线路R2、S2、T2和地线E线相连，分别经过接触器开关MR1、MR2、MR3、MR4，再经过热继电器FR1、FR2、FR3、FR4与电机相连，热继电器的作用是过载保护。5.6 辅助控制5.7系统互联图5.8主轴回路5.9程序分析由于机床控制程序庞大、复杂。在此，以手动方式下润滑控制程序为例，介绍PMC的逻辑控制过程，假设用到以下输入输出点。程序中X0018.7为润滑控

44、制键输入信号，X0009.4为润滑电机过载输入信号，X0009.5为润滑液低于下限输入信号，Y0008.3为润滑输出控制接口，Y14.4为润滑报警指示灯，Y0015.6为润滑按键右上角的指示灯，R0398.3、R0398.4和R0398.5为中间继电器，F0001.1为复位键输入信号。图 3-12 示例程序1) 程序的前两行是为了获得R398.3的上升沿信号在按下润滑按钮X18.7瞬间，程序从上向下执行，在程序的第一行使R398.3有输出，接着执行程序的第二行，使R398.4有输出，同时R398.4的常闭触点断开，使R398.3停止输出，即在执行顺序程序中获得了R398.3的上升沿信号。2) 程序的中间三行是为了保持润滑信号的输出执行的条件是：没有出现润滑电机过载或润滑液低于下限报警信号，也没有按下数控系统上的“RESET”复位键。满足以上条件后，在按下润滑键X18