VMC850加工中心电气外围继电控制系统的设计.docx

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1、机 械 技 术 学 院毕 业 设 计 论 文VMC850 加工中心电气外围继电控制系统的设计与说明学生姓名： 指导教师姓名： 所在班级 数 所在专业 数控设备应用与维护 论文提交日期 201月日 论文答辩日期 20 年 月 日答辩委员会主任 主答辩人 X X 技 术 系20 年 月 摘要数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。本次设计是基于FANUC 数控系统VMC850 加工中心电气控制系统的设计，本次设计的内容包含了VMC850 加工中心电气控制系统原理图的设计、编制了FANUC 加工中心PM

2、C、调试加工中心电气系统。VMC850 加工中心电气控制系统原理图是以典型数控机床电气原理图为基础，通过对加工中心特有的控制元件设计而来。FANUC 加工中心PMC 的设计是在对FANUC 数控系统的工作方式理解后，根据设计要求而编制的PMC，加工中心电气系统的调试是在完成电气控制系统原理图的设计和PMC 的编制后，对加工中心各部件的工作情况进行检查。通过对加工中心电气系统的调试，检查出在加工中心电气控制系统原理图和PMC 的设计中所存在的问题，进行修改。本次设计是成功的，它包含了加工中心大部分功能的设计，能够用于工厂的施工。关键词：加工中心；FANUC 数控系统；PMCsummaryWith

3、 the increasingly development of society, people not only to the components precision demand is higher and higher, but also to the shape of the parts have very high demand, old-fashioned car milling machine have been unable to meet the needs of various industries, people need to a new type of numeri

4、cal control bed to solve the problem of precision parts and shapes. Machining center arises at the historic moment, machining center with its unique perspective and large cutter knife library, can process more together, it can solve the problem of machining precision and machining shape, etc. As the

5、 world famous CNC system and FANUC nc system, its stability is very high very good cooperate with processing center, has a broad market space.VMC850 machining center based on FANUC nc system is the design of electrical control system design, the design content includes VMC850 processing center desig

6、n of electrical control system diagram, compiled the FANUC PMC electrical system, debugging, machining center processing center. Electrical principle diagram of the control system is a typical VMC850 machining center CNC machine electrical principle graph based, through the control of the machining

7、center unique components design. FANUC PMC machining center of FANUC numerical control system is the design of the works to understand after, according to the design requirements and formulation of PMC, debugging of electrical system of machining center is at the completion of the principle diagram

8、of the electrical control system design and the compilation of PMC, the working condition of the parts machining center to inspect. Through the processing center electric system commissioning, check out the processing center electric control system principle diagram and the design of the PMC in the

9、existing problems, and modification. The design is successful, most of the function of the design, it contains a machining center can be used for construction of the factory.Key words: machining center; FANUC CNC system; PMC目录摘要I第一章加工中心电气控制系统结构功能1.1 加工中心的简介11.1.1特点11.1.2分类21.2 数控系统基本情况构成21.2.1 软件构成2

10、1.2.2 硬件构成31.2.3 主要工作过程31.2.4 信息流处理过程41.2.5 数控系统的功能4第二章基于FANUC系统VMC850加工中心电气设计方案62.1 VMC850 加工中心电气设计基本思路62.2 VMC850 加工中心基本情况62.2.1 加工中心的工作原理62.2.2 VMC850 加工中心的组成72.3 FANUC 数控系统基本情况介绍72.3.1 FANUC 数控系统分类、性能、特点72.4 FANUC 数控系统0i-MC 系统介绍82.5 综合连接图9第三章VMC850加工中心电气硬件详细设计及分析113.1 VMC850 加工中心电气原理图详细设计113.1.1

11、 VMC850 加工中心冷却泵控制113.1.2 VMC850 加工中心主轴冷却123.1.3 VMC850 加工中心排屑电机控制123.1.4 VMC850 加工中心刀库电机控制133.1.5 VMC850 加工中心伺服电源143.1.6 VMC850 加工中心照明灯153.1.7 VMC850加工中心风扇和DC电源163.1.8 VMC850 加工中心刀库的运动163.1.9 VMC850 加工中心系统电源控制173.2 VMC850 加工中心操作面板的设计183.2.1 VMC850 加工中心操作面板设计流程：203.2.2 VMC850 加工中心面板设计图203.3 VMC850 加工

12、中心输入输出接口图22第四章VMC850 加工中心电气系统的调试334.1 VMC850 加工中心电气原理图的施工334.2 VMC850 加工中心电气系统的调试334.2.1 VMC850 加工中心主电路的调试334.2.2 VMC850 加工中心控制面板程序调试35第五章 工作与结论36III第一章 加工中心电气控制系统结构功能1.1 加工中心的简介 加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。1.1.1特点加工中心是高效、高精度数控机床，工

13、件在一次装夹中便可完成多道工序的加工，同时还备有刀具库，并且有自动换刀功能。加工中心所具有的这些丰富的功能，决定了加工中心程序编制的复杂性。加工中心能实现三轴或三轴以上的联动控制，以保证刀具进行复杂表面的加工。加工中心除具有直线插补和圆弧插补功能外，还具有各种加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、加工过程图形显示、人机对话、故障自动诊断、离线编程等功能。加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。加工中心从外观上可分为立式、卧式和复合

14、加工中心等。立式加工中心的主轴垂直于工作台，主要适用于加工板材类、壳体类工件，也可用于模具加工。卧式加工中心的主轴轴线与工作台台面平行，它的工作台大多为由伺服电动机控制的数控回转台，在工件一次装夹中，通过工作台旋转可实现多个加工面的加工，适用于箱体类工件加工。复合加工中心主要是指在一台加工中心上有立、卧两个主轴或主轴可90改变角度，因而可在工件一次装夹中实现五个面的加工。1.1.2分类加工中心常按主轴在空间所处的状态分为立式加工中心和卧式加工中心，加工中心的主轴在空间处于垂直状态的称为立式加工中心，主轴在空间处于水平状态的称为卧式加工中心。主轴可作垂直和水平转换的，称为立卧式加工中心或五面加工

15、中心，也称复合加工中心。按加工中心立柱的数量分；有单柱式和双柱式(龙门式)。按加工中心运动坐标数和同时控制的坐标数分：有三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动等。三轴、四轴是指加工中心具有的运动坐标数，联动是指控制系统可以同时控制运动的坐标数，从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。1.2 数控系统基本情况构成1.2.1 软件构成数控机床的加工过程是用数控加工程序描述并输入数控系统的。对输入的数控加工程序进行译码、刀补处理及插补运算等，是由数控系统的控制软件实现的。在现代数控系统中，一般使用PLC 进行数控加工程序中有关机床电器的逻辑控制及其它一些开关信号的处理，这些逻辑处理

16、和控制是用PLC 控制程序来实现的，它常采用梯形图语言来编写。此外，数控功能程序和PLC 控制程序的运行也都需要相应的计算机系统软件的支持。计算机数控系统的软件结构有：数控硬件、各种外设；外设驱动软件；实时管理软件依赖于硬件部分；实时管理软件不依赖于硬件部分；图形库；实时数据库；数控功能程序。1.2.2 硬件构成考虑到机床数控的功能、自动化程度和加工精度，计算机数控系统在硬件上有多种构成方式。以经济型数控系统为例，它由主模块（含有系统控制与管理功能的模块）和PLC 模块两个含微处理器电路的模块组成，CNC 核心功能、通信、显示和可编程控制器的逻辑控制功能等任务都由它们共同完成。1.2.3 主要

17、工作过程接通电源后，数控装置和可编程控制器都对数控机床组成部分的工作状态进行检查和诊断，并设置初始状态。数控机床正常工作后，开始输入数控加工程序。数控加工程序在加工准备阶段利用专门的编程系统产生，保存到数控介质上，再输入数控装置或者采用通讯方式。另一种情况，直接利用数控装置的编程环境进行数控加工程序的编写。加工控制信息输入后，可选择一种加工方式启动加工运行。此外，数控装置在系统控制程序作用下，首先对输入的加工控制信息进行预处理，即进行译码、刀补计算和速度处理等，然后开始逐段执行数控加工程序。在连续轮廓加工过程中，数控装置要根据轮廓段已知的几何数据，以及相应工艺数据中的速度信息，计算出轮廓段起点

18、、终点之间的一系列中间点，分别向各个坐标轴发出方向、大小和速度都确定的协调的运动列命令，通过各个运动轴的合成，获得数控加工程序要求的工件轮廓的刀具运动轨迹。数控装置向各个轴伺服系统发出命令值，位置调节器将其与机床上位置检测元件测得的实际位置相比较，经过调节，输出相应的位置和速度控制信号，控制各轴伺服系统驱动机床刀具或工作台运动，从而加工出要求的零件轮廓。由数控装置发出的开关命令在系统控制程序的指挥下，在各加工程序段插补处理开始前或完成后，适时输出给机床逻辑控制器，由它将开关命令和机床反馈的回答信号一起被处理和转换为对机床开关电器的控制命令。在机床的运行过程中，数控系统要随时监视数控机床的工作状

19、态，通过显示部件及时向操作者提供工作状态和故障情况。此外，数控系统还要对机床操作面板进行监控。1.2.4 信息流处理过程根据零件图样和加工工艺编写出数控加工程序送给CNC 装置，在内部进行一系列的处理后，输出给相应的位置控制信号给伺服系统，通过电动机和滚珠丝杠副驱动工作台或刀具进行移动，最后加工出合格的零件。其信息流流程图如图1-1所示： 数控加工程序输入译码诊断刀补计算速度处理插补计算位置控制伺服系统滚珠丝杠副工作台或刀具合格零件图1.1 信息流处理过程 图1-1 信息流流程图1.2.5 数控系统的功能（1）核心功能所谓核心功能，是指一般数控系统必须具备的功能，包括准备功能（G 功能）、进给

20、功能（F 功能）、主轴转速功能（S 功能）、辅助功能（M 功能）、刀具功能（T 功能）等。（2）可选功能编程功能、加工模拟功能、监测和诊断功能、测量和校正功能、用户界面功能、通信功能、单元功能（3）先进功能半径直接编程、倒角功能、恒线速度切削功能、刀尖圆弧半径补偿功能、刀具寿命管理功能、镜像加工功能、自动交换工作台功能、靠模加工与数据采集功能、动力刀具与C 轴功能、子程序与用户宏程序、循环加工功能、跳步功能、自动工件检测功能、螺纹加工中的特殊功能、同步轴控制功能、先进伺服控制功能、逆动功能、比例缩放与坐标旋转功能。第二章基于FANUC系统VMC850加工中心电气设计方案2.1 VMC850 加

21、工中心电气设计基本思路如图2.1 可知，本次设计的基于FANUC 系统的VMC850 加工中心分别由FANUC 0i- MC 系统， 机床控制电器， X、Y、Z 轴进给驱动， 电机主轴伺服控制，刀库电机控制，主轴电机冷却控制，冷却控制及其它信号控制电路组成。图2.1 基于FANUC 系统的VMC850 加工中心电器组成总框图2.2 VMC850 加工中心基本情况2.2.1 加工中心的工作原理加工中心的工作原理是根据零件图纸，制定工艺方案， 采用手工或计算机自动编制零件加工程序，把零件所需的机床各种动作及全部工艺参数变成机床的数控装置能接受的信息代码， 并把这些代码存储在信息载体上，将信息载体送

22、到输入装置，读出信息并送入数控装置。进入数控装置的信息， 经过一系列处理和运算转变成脉冲信号。有的信号送到机床的伺服系统，通过伺服机构进行转换和放大，再经过传动机构，驱动机床有关零件，使刀具和工件严格执行零件程序所规定的相应运动。还有的信号送到可编程控制器中用以顺序控制机床的其它辅助动作， 实现刀具自动更换。2.2.2 VMC850 加工中心的组成（1）基础部件：由床身、立柱和工作台等大部件组成，是加工中心的基础部件，它们可以是铸铁件，也可以是焊接钢结构件，均要承受加工中心的静载荷以及在加工时的切削载荷。（2）控制系统： FANUC 0i- MC 数控系统。（3）自动换刀装置：它由刀库、驱动机

23、构等部件组成。刀库是存放加工过程中所使用的全部刀具的装置。本次设计用的是斗笠刀库， 12 把刀。（4）辅助装置：包括润滑、冷却、排屑等系统等部分。辅助装置虽不直接参加切削运动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用，因此，也是VMC850 加工中心不可缺少的部分。2.3 FANUC 数控系统基本情况介绍数控机床已经成为现代化制造行业不可或缺的加工设备，作为数控机床的控制核心数控系统必须具有很高的可靠性，很好的性能。在国内外有很多种数控系统，有各种规格和性能指标的数控系统，其中日本FANUC 公司生产的数控系统是使用较多的数控系统之一。2.3.1 FANUC 数控系统分类、性能、特

24、点主要系列（1）高可靠性的Power Mate 0 系列：用于控制2 轴的小型车床，取代步进电机的伺服系统；可配画面清晰、操作方便，中文显示的CRTMDI，也可配性能价格比高的DPLMDI。（2）普及型CNC 0D 系列：0TD 用于车床，0MD 用于铣床及小型加工中心，0GCD 用于圆柱磨床，0GSD 用于平面磨床，0PD 用于冲床。（3）全功能型的0C 系列：0TC 用于通用车床、自动车床，0MC 用于铣床、钻床、加工中心，0GCC 用于内、外圆磨床，0GSC 用于平面磨床，0TTC 用于双刀架4 轴车床。（4）高性能价格比的0i 系列：整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。0

25、iMBMA 用于加工中心和铣床，4 轴4 联动；0iTBTA用于车床，4 轴2 动，0imate MA 用于铣床，3 轴3 联动；0imateTA 用于车床，2 轴2 联动。（5）具有网络功能的超小型、超薄型CNC 16i/18i21i 系列：控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。其中FSl6iMB 的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。16i 最大可控8 轴，6 轴联动；18i 最大可控6 轴，4 轴联动；21i 最大可控4 轴，4 轴联动。除此之外，还有实现机床个性化的CNC 1618 / 160180 系列。日本FANUC 公司的数控系统具有高质量、高性能、全功

26、能，适用于各种机床和生产机械的特点，在市场的占有率远远超过其他的数控系统，主要体现在以下几个方面：（1）系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。（2）具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。其工作环境温度为045，相对湿度为75。（3）有较完善的保护措施。FANUC 对自身的系统采用比较好的保护电路。（4）FANUC 系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。对于一般的机床来说，基本功能完全能满足使用要求。（5）提供大量丰富的PMC 信号和PMC 功能指令。这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧PMC 控制程序，而

27、且增加了编程的灵活性。（6）具有很强的DNC 功能。系统提供串行RS232C 传输接口，使通用计算机PC 和机床之间的数据传输能方便、可靠地进行，从而实现高速的DNC 操作。（7）提供丰富的维修报警和诊断功能。FANUC 维修手册为用户提供了大量的报警信息，并且以不同的类别进行分类。2.4 FANUC 数控系统0i-MC 系统介绍（1）最大联动轴数4 轴（2）最大主轴台数2 台（3）丰富、先进的控制软件功能包（4）可连接FANUC 、i 系列伺服电机（5）可连接FANUC 、i 系列主轴电机（6）丰富的显示单元： 7.2 单色LCD/9 单色CRT8.4 /10.4 彩色LCD 显示器（7）操

28、作编程指南0i（8）先进的磨床功能（9）丰富方便的维修功能2.5 综合连接图0i-MC 控制器是FANUC 0i-MC 数控系统的核心，主要集成了CPU 控制器、伺服控制器、主轴控制器、I/O LINK 接口、RS232 接口等功能。0i-MC 控制器综合连接图如图2.2、图2.3、图2.4 所示：从综合连接图可以看出：（1） FANUC 0i-MC 系统的驱动电源是DC24V，插座口定义为CP1A。（2） MDI 单元为操作单元，其插座口定义为JA2。（3） 本设计选用外置I/O，有4 个外置IO 模块分别是CB104、CB105、CB106、CB107，其插座口定义为JD1A。（4） 0i

29、-MC 系列允许有2 个主轴电机，在本次设计只用一个主轴电机，其插座口定义为JA7A。（5） 0i-MC 系列允许有4 个进给电机，在本次设计只用3 个进给电机，而且可以看出进给电机是半闭环控制。同时伺服电源查FANUC 公司给出的参考电源是AC200V-AC240有效，其插座口定义为COP10A-1。图2.2 综合连接图IO 及电源模块图2.3 综合连接图伺服电源和主轴控制模块图2.4 综合连接图进给电机模块第三章VMC850加工中心电气硬件详细设计及分析3.1 VMC850 加工中心电气原理图详细设计3.1.1 VMC850 加工中心冷却泵控制图3.1 为VMC850 加工中心冷却电机的控

30、制原理图，控制过程为：当地址Y3.0的输出为“1”时（在FANUC 数控系统中，输出是高电平有效），中间继电器KA2的线圈导通，在控制回路中，中间继电器KA2 的常开触点闭合，交流接触器KM1的线圈导通，在主回路中，交流接触器KM1 的常开触点闭合，冷却电机工作。 图3.1 VMC850 加工中心冷却泵控制图3.1.2 VMC850 加工中心主轴冷却图3.2 为VMC850 加工中心主轴冷却控制图，控制过程为：当地址Y3.2 的输出为“1”时，中间继电器KA3 的线圈导通，在控制回路中，中间继电器KA3的常开触点闭合，交流接触器KM2 的线圈导通，在主回路中，交流接触器KM2的常开触点闭合，冷

31、却电机工作。 图3.2 VMC850 加工中心主轴冷却控制图3.1.3 VMC850 加工中心排屑电机控制图3.3 为VMC850 加工中心排屑电机控制图，控制过程为：当地址Y3.3 输出为“1”时，中间继电器KA4 的线圈导通，在控制回路中，中间继电器KA4的常开触点闭合，而此时， Y3.4 输出为“0”，中间继电器KA5 的线圈不导通，中间继电器KA5 的常闭触点保持，则交流接触器KM3 的线圈导通，在主回路中，KM3 的常开触点闭合，排屑电机正转。当地址Y3.4 输出为“1”时，中间继电器KA5 的线圈导通，在控制回路中，中间继电器KA5 的常开触点闭合，而此时，Y3.3 输出为“0”，

32、中间继电器KA4的线圈不导通，中间继电器KA4 的常闭触点保持，则交流接触器KM4 的线圈导通，在主回路中，KM4 的常开触点闭合，排屑电机反转。这里在控制电路中添加一个互锁电路，目的是保护电机。 图3.3 VMC850 加工中心排屑电机控制图3.1.4 VMC850 加工中心刀库电机控制图3.4 为VMC850 加工中心刀库电机控制图，其控制过程为：当地址Y2.0输出为“1”时，中间继电器KA6 的线圈导通，在控制回路中，中间继电器KA6的常开触点闭合，而此时， Y2.1 输出为“0”，中间继电器KA7 的线圈不导通，中间继电器KA7。 图3.4 VMC850 加工中心刀库电机控制图的常闭触

33、点保持，则交流接触器KM5 的线圈导通，在主回路中，KM5 的常开触点闭合，刀库电机正转。当地址Y2.1 输出为“1”时，中间继电器KA7 的线圈导通，在控制回路中，中间继电器KA7 的常开触点闭合，而此时，Y2.0 输出为“0”，中间继电器KA6的线圈不导通，中间继电器KA6 的常闭触点保持，则交流接触器KM6 的线圈导通，在主回路中，KM6 的常开触点闭合，刀库电机反转。这里在控制电路中添加一个互锁电路，目的是保护电机。3.1.5 VMC850 加工中心伺服电源图3.5 为VMC850 加工中心伺服电源原理图，在FANUC 0i-MC 数控系统中，控制伺服电机的电源不为AC380V，在这加

34、入变压器，把AC380V 电源转变为AC220V 电源，来控制伺服电机，变压器TC1 的作用是将AC380V 电源转变为AC220 电源，将AC220V 电源，送到电源模块去，作为伺服电机的电源。同时，在AC220V 三相电源中引出两相电源去做为伺服电机的控制电源。 图3.5 VMC850 加工中心伺服电源图3.1.6 VMC850 加工中心照明灯图3.6 为VMC850 加工中心照明电路控制图，控制过程为：当地址Y3.6 的输出为“1”时，中间继电器KA9 的线圈导通，在控制回路中，中间继电器KA9的常开触点闭合，交流接触器KM7 的线圈导通，在主回路中，交流接触器KM7的常开触点闭合，照明

35、灯亮。图3.6 照明电路控制图 3.1.7 VMC850加工中心风扇和DC电源VMC850 加工中心风扇和DC 电源的原理图如图3.7 所示：在本次设计中，设计了两个风扇，它们的作用是消除电器柜内部的的热量，本设计的风扇电源为110V 交流电源。一个风扇的作用是使外部气流进入电器柜，另一个风扇的作用是将内部气流传到外部。TC2 的作用是把380V 的交流电源变为110V 的交流电源和24V 的交流电源，110V 的交流电源就作为控制电路中控制交流接触器线圈的电源。24V 的交流电源通过两个整流器变为2 个24 V 的直流电源，1 个24V 的直流电源拿来作控制电路中控制中间继电器线圈的电源，1

36、 个拿来作为数控装置的电源。为了数控装置的通断也能人为控制，在它的主电路图中加入了中间继电器KA14。图3.7 VMC850 加工中心风扇和DC 电源图3.1.8 VMC850 加工中心刀库的运动图3.8 为VMC850 加工中心刀库的进退控制图，控制过程为：当地址Y2.2的输出为“1”时，中间继电器KA8 的线圈导通，在控制回路中，中间继电器KA8的常开触点闭合，电磁阀导通，气泵使刀库前进。图3.8 VMC850 加工中心刀库的进退控制图3.1.9 VMC850 加工中心急停和超程VMC850 加工中心急停和超程的原理图如图3.9 所示：在本次设计中，超程是放在急停控制电路中的， SQ11-

37、2，SQ12-2，SQ13-2 分别代表的是X，Y，Z的正负超程信号，当钥匙开关SA1 开通，在机床运动没有超程时，中间继电器KA0的线圈得电，KA0 的常开触点闭合，传入到PMC 的急停信号无效，当按下急停按钮或者机床运动超程时。KA0 的线圈不导通，KA0 的常开触点断开，传入到PMC 的急停信号有效，机床停止运动。如是按下急停按钮使机床停止运动，则能再按该按钮使它复位，如果是超程的原因使机床急停，则可以按下SB10 超程解除按钮与手动进给按钮配合来解除急停状态。图3.9 VMC850 加工中心急停控制图3.1.9 VMC850 加工中心系统电源控制在典型的加工中心设计中，开机上电后数控装

38、置并没有通电，而是要按下通电按钮才能通电，本次设计的VMC850 加工中心系统电源控制原理图如图3.10，本次设计也添加了该功能，SB2 为控制面板上的通电按钮，SB3 为控制面板上的断电按钮，当按下SB2 时，KA14 线圈得电，在控制电路上形成一个自锁电路，在主回路的KA14 常开触点闭合，数控装置得电，当按下SB3 时，自锁电路被断开，KA14 线圈不得电，在主回路的KA14 常开触点断开，数控装置断电。图3.10 VMC850 加工中心系统电源控制图3.2 VMC850 加工中心操作面板的设计3.2.1 VMC850 加工中心操作面板设计流程：（1）根据提供的资料，再根据数控加工中心的

39、特点，列出常用加工中心的操作面板按键功能。（2）根据VMC850 加工中心操作面板功能，确定操作面板所用PMC 输入点数，若需状态指示，列出输出点数。在罗列输入点时，需要注意CNC 所需G 信号与操作按键的关系。3.2.2 VMC850 加工中心面板设计图本次设计的VMC850 加工中心操作面板图如图3.11 所示，本次设计的机床面板功能包括快速进给倍率、主轴正反转、工作方式选择、主轴调速、进给倍率调速、机床急停、系统上断电、刀库的动作、排屑电机动作、机床加工、手动进给控制等功能。图3.11 VMC850 加工中心操作面板3.3 VMC850 加工中心输入输出接口图如图3.12 所示为VMC8

40、50 加工中心外部输入原理图，X8.4 的对应信号是急停信号，用中间继电器的常开触点来控制。X8.6 对应的是润滑液面报警，是用限位开关来控制。X8.7 对应的是刀库计数，是用限位开关来控制。X9.0、X9.1、X9.2 分别对应X、Y、Z 的回零到位开关，是用限位开关来控制。X9.4、X9.5分别对应刀库进到位和刀库退到位开关，是用限位开关来控制。X9.6、X9.7 分别对应主轴的紧刀检测和松刀检测，是用限位开关来控制。图3.12 CB105 输入图如图3.13 所示为VMC850 加工中心IO 口的外部输出图，当Y2.0 输出为“1”时，KA6 的线圈导通来控制刀库电机的正转，当Y2.1

41、输出为“1”时，KA7 的线圈导通来控制刀库电机的反转，当Y2.2 输出为“1”时，KA8 的线圈导通来控制刀库气泵的工作，当Y2.4 输出为“1”时，KA10 的线圈导通来控制绿灯点亮，当Y2.5 输出为“1”时，KA11 的线圈导通来控制红灯点亮，当Y2.6 输出为“1”时，KA13 的线圈导通来控制换刀动作，当Y2.7 输出为“1”时，KA12的线圈导通来控制机床抱闸。图3.13 CB105 输出图(a)如图3.14 所示为VMC850 加工中心IO 口的外部输出图，当Y3.0 输出为“1”，KA2 的线圈导通来控制冷却电机的动作，当Y3.2 输出为“1”时，KA3 的线圈导通来控制主轴

42、冷却电机，当Y3.3 输出为“1”时，KA4 的线圈导通来控制排屑电机的正转，当Y3.4 输出为“1”时，KA5 的线圈导通来控制排屑电机的反转，当Y3.6 输出为“1”时，KA9 的线圈导通来点亮照明灯。图3.14 CB105 输出图（b）如图3.15 所示为VMC850 加工中心控制面板的输入原理图，控制面板上的按钮为开关按钮。X0.0 对应向Y 轴正向运动的功能，X0.2 对应向Z 轴负方向运动的功能，X0.4 对应向X 轴正方向运动的功能，X0.6 对应快速移动功能，X1.0对应向X 轴负方向运动的功能，X1.2 对应向Y 轴负方向运动的功能，X1.6 对应程序启动功能，X2.0 对应

43、进给保持功能，X2.2 对应主轴定向功能，X2.4 对应主轴反转功能，X2.5 对应主轴停止功能，X2.6 对应机床复位功能，X2.7 对应主轴正转功能，X0.1、X0.3、X0.5、X0.7 对应的是快速倍率功能，通过旋转开关的编码实现，X1.1、X1.3、X1.5 对应的是主轴调速功能，通过旋转开关的编码实现，X1.7、X2.1、X2.3 对应的是机床模式选择功能，通过旋转开关编码实现。图3.15 CB104 输入图图3.16 为VMC850 加工中心控制面板的输出原理图，控制面板上与每个功能相对应的都有一个输出信号灯，当按下控制面板上的功能按钮时，与之对应的信号灯就会点亮。Y0.0 的信

44、号控制的是Z 轴原点灯，Y0.2 的信号控制的是Y 轴原点灯，Y0.3 的信号控制的是润滑灯，Y0.4 的信号控制进给保持灯，Y0.5 的信号控制程序启动灯，Y0.6 的信号控制X 原点灯，Y1. 的信号控制NC 准备好灯，Y1.3 的信号控制主轴正转灯，Y1.4 的信号控制润滑报警灯，Y1.5 的信号控制主轴反转灯，Y1.7 的信号控制主轴停止灯。图3.16 CB104 输出图图3.17 为VMC850 加工中心控制面板上输入原理图，控制面板上的按钮为开关按钮。X4.0 对应快速倍率100，X4.1 对应快速倍率25，X4.2 对应快速倍率0，X4.3 对应快速倍率50，X5.0 对应排屑反

45、转功能， X5.1 对应冷却控制功能，X5.2 对应刀库反转功能，X5.3 对应选择停止功能，X5.4 对应排屑正转功能，X5.5对应照明功能，X5.6 对应刀库运动功能，X5.7 对应程序重启功能，X6.0 对应选择跳过功能，X6.2 对应刀库正转功能，X6.3 对应空运行功能，X6.4 对应机床锁住功能，X6.5 对应润滑功能，X6.6 对应程序保护功能，X6.7 对应单字节执行功能。图3.17 CB106 输入图图3.18 为VMC850 加工中心控制面板的输出原理图，控制面板上与每个功能相对应的都有一个输出信号灯，当按下控制面板上的功能按钮时，与只对应的信号灯就会点亮。Y4.0 的信号

46、控制快速倍率100 灯，Y4.1 的信号控制快速倍率50灯，Y4.2 的信号控制快速倍率25 灯，Y4.3 的信号控制快速倍率0 灯，Y4.4 的信号控制空运行灯， Y4.5 的信号控制单字节灯， Y4.6 的信号控制选择停止灯，Y4.7 的信号控制程序重启灯，Y5.0 的信号控制选择跳过灯，Y5.1 的信号控制机床锁住灯，Y5.2 的信号控制排屑反转灯，Y5.3 的信号控制排屑正转灯，Y5.4 的信号控制刀库反转灯，Y5.6 的信号控制刀库运动灯，Y5.7 的信号控制刀库正转灯。图3.18 CB106 输出图图3.19 为VMC850 加工中心控制面板上输入原理图（手轮连接图），X7.2、X7.4、X7.6 对应的是手轮轴选择功能，通过旋转开关编码实现，X10.0、X10.2、X11.0 对应手轮倍率选择功能，通过旋转开关编码实现，图3.19 CB107 输入图图3.20 为VMC850 加工中心控制面板的输出原理图，信号通过IO 模块，传递到控制面板上，当按下控制面板上的功能按钮时，系统识别该按钮的功能后就回反馈一个输出信号。Y6.0 的信号控制X 轴正向运动的状态灯，Y6.2 的信号控制Z 轴正向运动的状态灯，Y6.3 的信号控制Y 轴正向运动的状态灯，Y6.5 的信号控制Z 轴负向运动的状