FANUC-0i-mate-C-数控铣床电气控制系统及PLC控制设计

FANUC0imateC数控铣床电气控制系统及PLC控制设计FANUC0imateC数控铣床电气控制系统及PLC控制设计[摘要]数控铣床是在普通铣床上集成了数字控制系统，可以在程序代码的控制下精确地进行铣削加工的机械加工设备。与传统铣床相比,数控铣床精度更高．驱动功率更太，机械机构动、静、热态刚度更好，工作更可靠，能实现长时同连续运行和尽可能少的停机时间。FANUC0imateC系统是一款具有很高性价比的超薄一体型CNC系统。该系列产品有用于车床的FANUCOiMateTC，2轴2联动；用于铣床、加工中心的FANUCOiMateMC，3轴3联动。本次毕业设计对FANUC0imateC数控铣床电气控制系统及PLC控制程序进行设计，电气控制系统设计包括主轴变频调速器型号选择，变频器的参数设置；伺服驱动器系统设计；内置PLCI/O接口设计。PLC控制程序包括数控铣床急停控制、数控铣床工作状态开关PMC控制、数控铣床加工程序功能开关PMC控制、数控铣床倍率开关PMC控制、数控铣床辅助功能代码PMC控制。[关键词]FANUC0imateC；数控铣床；变频调速器；PLC；伺服驱动FANUC0imateC数控铣床电气控制系统及PLC控制设计FANUC0ImateCCNCmillingmachineelectricalcontrolsystemandPLCcontrolprogramdesignAbstractCNCmillingmachineisacommonmillingmachineuseddigitalcontrolsystemCanbeunderthecontroloftheprogramcodeaccuratelyformillingmachiningequipment.Comparedwiththetraditionalmillingmachine,CNCmillingmachineprecisionishigher.Drivingpoweristoomore,mechanicalmechanismdynamicandstaticstiffness,thermalstateisbetter,morereliable,canachievelong-termcontinuousoperationandasfaraspossiblelittledowntime.FANUC0imateCsystemisahighlycost-effectiveultra-thinsizeCNCsystem.ThisseriesofproductsincludeFANUCOiMateTCwhichusedinlathe,with2axis2linkageandFANUCOiMateMCwhichUsedformillingmachineandmachiningcenter,with3axis3linkage.ThegraduationdesignofFANUC0ImateCCNCmillingmachinedesignofelectricalcontrolsystemandPLCcontrolprocedures.ElectricalcontrolsystemdesignincludesthechoiceofspindleVVVFinvertermodel,theparametersofthefrequencyconverterset;Servodrivesystemdesign;Thebuilt-inPLCI/Ointerfacedesign.PLCcontrolprogramincludingCNCmillingmachinestopcontrol,CNCmillingmachineworkingstateswitchPMCcontrol,numericalcontrolmillingmachineprocessingprogramfunctionswitchPMCcontrol,CNCmillingmachineratioswitchPMCcontrol,CNCmillingmachineauxiliaryfunctioncodePMCcontrol.Keywords:FANUC0imateC;CNCmillingmachine;Frequencyconversiongovernor;PLC;ServodriveFANUC0imateC数控铣床电气控制系统及PLC控制设计目录引言.....................................................................11FANUC0imateC系统构成...............................................21.1FANUC0imateC系统组成及功能....................................21.2FANUC0imateC系统的配置........................................31.3FANUC0imateC系统的功能连接....................................62系统硬件配置............................................................82.1主轴电机的选型.....................................................82.2交流异步电动机的调速方法...........................................82.3变频调速器工作原理和基本构成......................................102.4变频调速器的选择..................................................122.5变频调速器的参数设置..............................................132.6CNC变频调速器的连接框图..........................................162.7数控机床进给伺服系统的组成和功能特点..............................162.8伺服电机的选型....................................................192.9进给伺服单元的选型................................................243电气控制系统电路图设计.................................................263.1主轴控制原理图....................................................263.2供电原理图.......................................................263.3CNC主板........................................................273.4X、Y、Z轴伺服放大器...............................................283.5PLC开关量输入输出................................................294PLC控制程序设计.......................................................324.1FUNUC-Oi系统PMC的性能和规格......................................324.2内装I/O卡和I/OLINK地址分配及设定................................334.3FUNUC系统PMC的功能指令..........................................344.4数控机床PMC控制程序设计..........................................374.4.1数控铣床急停及坐标轴限位控制................................37FANUC0imateC数控铣床电气控制系统及PLC控制设计4.4.2数控铣床工作状态开关PMC控制.................................394.4.3数控铣床加工程序功能开关PMC控制.............................424.4.4数控铣床倍率开关PMC控制.....................................444.4.5数控铣床辅助功能代码PMC控制.................................46结论.....................................................................49致谢语...................................................................50参考文献.................................................................51附件FANUC0imateC数控铣床电气控制系统及PLC控制设计引言数控机床是电子信息技术与传统机床技术相融合的机电体化产品是发展机器制造业以全整个工业必不可少的复杂，生产工具，即是生产力要素，又是生要商品。数控机床具有高效、精密、柔性自动化和易于实现工艺复合和信息集成等绪多特点，特别适于加工复杂形状和零件和中小批，多品种的柔性生产。因而已成为现代先进制造技术最重要的基础装备和世界机床市场的色流产品。数控化率列是一个国家制造业现代化水平的重要标志，数控加工技术的发展直接影响到国民经济各部门制造技术水平的提高。数控机床按工艺用途分类有数控车床、数控铣床、数控磨床、数控镗床以及加工中心。这些机床的动作与运动都是数字化控制，具有较高的生产率和自动化程度，特别是加工中心，它是一种有自动换刀装置，能进行铣、钻、镗削加工的复合型数控机床。加工中心又分为车削中心、磨削中心等。还实现了在加工中心上增加交换工作台以及采用主轴或工作台进行立、卧转换的五面体加工中心。常用的数控系统(CNC装置)有进口数控系统如日本的FANUC系统、三菱和安川系统、德国的SIEMENS、HEIDENHIN系统、西班牙FAGOR数控系统法国NUM系统及美国ACRAMATIC系统和国产数控系统如广州数控系统、华中数控系统、航天数控系统、南京数控系统等。本次实验选用日本的FANUC系统。数控铣床是在普通铣床上集成了数字控制系统，可以在程序代码的控制下精确地进行铣削加工的机械加工设备。与传统铣床相比,数控铣床精度更高．驱动功率更太，机械机构动、静、热态刚度更好，工作更可靠，能实现长时同连续运行和尽可能少的停机时间。其中CNC是数控铣床的核心部分，CNC控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，通过计算机将其译码，从而使机床执行规定好了的动作，通过刀具切削将毛坯料加工成半成品或成品零件。FANUC数控系统和西门子数控系统是典型的CNC系统。本设计选用的FANUC0imateC数控系统，控制2个到3个的伺服电机进给轴和1个伺服主轴或变频主轴，是经济型全功能数字控制系统，其内置的PLC完成数控铣床的辅助控制功能。CNC与PLC之间的接口信号使零件加工与机床辅助功能的实现协调一致。FANUC0imateC数控铣床电气控制系统及PLC控制设计的设计任务有电气系统设计：电源分配电路设计、主轴驱动电路设计、进