vmc850加工中心电气控制系统设计
日期： 2017年4月10日 【摘 要】VMC850加工中心是一种多功能高质量的机床，它能够加工各种普通机床无法完成的复杂零件。它的自动化程度与质量稳定性非常高，是一种机电一体的，自动化程度很高的加工设备。VMC850加工中心作为当今的主流加工手段，其本身拥有昂贵的价格，并且在日常的使用与维护也需要具有很高专业性的人员进行操作使用。加工中心是在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的，因为其可以完成普通机床所完成不了的复杂零件的加工。目前加工中心产品的应用领域越来越广泛，科技与工业与在飞速发展，这就促使了加工中心的进步与发展，也影响着机床操作系统的升级换代，了解并掌握新的机床操作系统和电气转换是合理使用VMC850加工中心的关键。本篇VMC850加工中心的电气系统设计与分析主要讲述NC与PMC之间的关系、CNC的结构与功能、机床各部分信号之间的关系。另外还有在此论文完成期间所遇到的问题与解决的方法。
目录
引言 1
一、VMC850加工中心的CNC控制器结构与功能 2
（一）VMC850加工中心的存储器种类 2
（二）伺服轴控制卡 2
（三）PMC的简介 3
二、VMC850加工中心MT的组成 3
（一）基础部分： 3
（二）主轴部分： 3
（三）换刀系统： 3
（四）数控系统： 4
（五）辅助系统： 4
三、机床内各部分信号之间的关系 4
（一）CNC MT PMC之间的信号 4
（二）I/O信号的构成 5
（三）I/O单元的输入信号介绍 5
四、VMC850加工中心PMC对外部电路的控制 6
（一）弱电控强电 6
（二）工作流程 6
（三）冷却电机的应用分析 7
（四）急停信号的使用分析 10
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
在大学的三年我收获了很多，让我打下了良好的基础，对于精密制造行业
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
也有了一定的认识，本篇论文就包含了我对VMC850加工中心的电气系统最直观的认识。相信在离开学校后我能够利用好现在所学的知识，在新的岗位中尽一份力。
如今的加工中心已经步入快速发展期，其以高精度和高效率得到行业的认同，现在已成为数控机床各类产品中发展最快、占比重最大的产品。加工中心的飞速发展带动着机床操作系统的更新换代，了解并掌握新的机床操作系统的是合理使用VMC850加工中心的关键。本篇VMC850加工中心的电气系统设计与分析主要讲述NC与PMC之间的关系、CNC的结构与功能、机床各部分信号之间流程与转换。另外还列举完成期间所遇到的实际案例和解决提升的方法。
一、VMC850加工中心的CNC控制器结构与功能
由显卡、CPU运算器、PMC、机床显示器与存储器、MDI等结构共同组成了VMC850加工中心的CNC。
CNC控制器的功能包括数控系统必备的功能（基本功能）和提供给用户按照机床的用途可选择的功能（选择功能）。
（一）VMC850加工中心的存储器种类
1．FLASH ROM： VMC850加工中心生产商的出厂设置主要寄存在FLASH ROM中，主要有加工中心的PMC控制系统、图形显示系统、数字伺服系统与梯形图（PMC应用软件）等。
如图11所示
图11 FLASH ROM
2. SRAM：编程人员编写的数控程序以及机床的数据存放处。若机床的电池没电就会导致输入数控程序和参数丢失。
3. DRAM：是常见的存储器，用来作数据的读写与存储。
（二）伺服轴控制卡
伺服轴控制卡能够改善电流环控制，使降低电机温度，从而提升加工精度，也可以延长电机的寿命。另外可以提高采样速度，采样速度的加快还可以提高速度回路，有助于机床整体性能的提高。如图12所示
图12 轴控制卡
（三）PMC的简介
FAUNC PMC因为专用于机床，所以称为可编程机床控制器。采用可编程的存储器，用于存储内部程序。它和普通的PLC相同。它的优点是时间响应快、控制精度高、可靠性好、控制程序可以随着应用的场合不同进行改变、与计算机连接方便并便于维修。此外，因为PMC是使用软件来控制使用，所以可以随时进行在线修改，其灵活性较大，具有广泛的工业通用性。
二、VMC850加工中心MT的组成
（一）基础部分：
主要由机床的床身、立柱与工作台三大部分组成。这是机床最基础的部分，机床的质量大多数都集中在这里，它的主要作用是稳定机床，承担机床加工零件时所受的力，所以这部分的制作材料有着极大的刚度。
（二）主轴部分：
主轴部分主要由主轴、轴承、电机、主轴箱体及传动件组成。首先将所需要的刀具装夹在主轴上，在通过PMC进行控制完成主轴的操作就可以进行加工。加工零件的质量与主轴的质量息息相关，主轴的运动精度和结构刚度是决定加工质量与切削效率的重要因素。
（三）换刀系统：
VMC850加工中心的自动换刀系统由换刀手（机械臂）、刀盘、动力机构等组成。通常，机床的刀具都存放在刀盘中，刀盘的种类有很多，如链式、盘式、直线式等等。刀具的容量也各不相同，少则几把，多则上百把。在加工时，机床从刀盘中选出数控程序所需要的刀具并装夹到主轴上进行零件加工。
（四）数控系统：
加工中心的数控系统主要由CNC装置、面板操作系统、可编程控制器组成，它是执行控制动作和加工过程的枢纽。CNC装置是位置控制系统，它会根据输入的信息进行数据处理、插补计算、生成轨迹，然后输出到执行单元，加工出所需要的工件。
（五）辅助系统：
VMC850加工中心的辅助装置由润滑、冷却、排屑等系统组成。辅助装置有助于加工精度的提升，能够有效的从外界环境的优化减少不必要的误差，从而提升零件整体的精度。
三、机床内各部分信号之间的关系
（一）CNC MT PMC之间的信号
PMC的信息互换都是以PMC作为中心，两两之间相互进行信息互换。
如图21所示。
图21 CNC系统、系统PMC及机床的信号关系
X信号（MT→PMC）：
X信号是MT侧的控制信号经PMC输送接口送到PMC中（机床的面板按键），经过信息处理运算之后送至控制对象。CNC有一些特定信号可以不需经过PMC的处理，如急停信号、进给保持、循环启动等。
如图22所示
图22机床操作面板
目录
引言 1
一、VMC850加工中心的CNC控制器结构与功能 2
（一）VMC850加工中心的存储器种类 2
（二）伺服轴控制卡 2
（三）PMC的简介 3
二、VMC850加工中心MT的组成 3
（一）基础部分： 3
（二）主轴部分： 3
（三）换刀系统： 3
（四）数控系统： 4
（五）辅助系统： 4
三、机床内各部分信号之间的关系 4
（一）CNC MT PMC之间的信号 4
（二）I/O信号的构成 5
（三）I/O单元的输入信号介绍 5
四、VMC850加工中心PMC对外部电路的控制 6
（一）弱电控强电 6
（二）工作流程 6
（三）冷却电机的应用分析 7
（四）急停信号的使用分析 10
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
在大学的三年我收获了很多，让我打下了良好的基础，对于精密制造行业
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
也有了一定的认识，本篇论文就包含了我对VMC850加工中心的电气系统最直观的认识。相信在离开学校后我能够利用好现在所学的知识，在新的岗位中尽一份力。
如今的加工中心已经步入快速发展期，其以高精度和高效率得到行业的认同，现在已成为数控机床各类产品中发展最快、占比重最大的产品。加工中心的飞速发展带动着机床操作系统的更新换代，了解并掌握新的机床操作系统的是合理使用VMC850加工中心的关键。本篇VMC850加工中心的电气系统设计与分析主要讲述NC与PMC之间的关系、CNC的结构与功能、机床各部分信号之间流程与转换。另外还列举完成期间所遇到的实际案例和解决提升的方法。
一、VMC850加工中心的CNC控制器结构与功能
由显卡、CPU运算器、PMC、机床显示器与存储器、MDI等结构共同组成了VMC850加工中心的CNC。
CNC控制器的功能包括数控系统必备的功能（基本功能）和提供给用户按照机床的用途可选择的功能（选择功能）。
（一）VMC850加工中心的存储器种类
1．FLASH ROM： VMC850加工中心生产商的出厂设置主要寄存在FLASH ROM中，主要有加工中心的PMC控制系统、图形显示系统、数字伺服系统与梯形图（PMC应用软件）等。
如图11所示
图11 FLASH ROM
2. SRAM：编程人员编写的数控程序以及机床的数据存放处。若机床的电池没电就会导致输入数控程序和参数丢失。
3. DRAM：是常见的存储器，用来作数据的读写与存储。
（二）伺服轴控制卡
伺服轴控制卡能够改善电流环控制，使降低电机温度，从而提升加工精度，也可以延长电机的寿命。另外可以提高采样速度，采样速度的加快还可以提高速度回路，有助于机床整体性能的提高。如图12所示
图12 轴控制卡
（三）PMC的简介
FAUNC PMC因为专用于机床，所以称为可编程机床控制器。采用可编程的存储器，用于存储内部程序。它和普通的PLC相同。它的优点是时间响应快、控制精度高、可靠性好、控制程序可以随着应用的场合不同进行改变、与计算机连接方便并便于维修。此外，因为PMC是使用软件来控制使用，所以可以随时进行在线修改，其灵活性较大，具有广泛的工业通用性。
二、VMC850加工中心MT的组成
（一）基础部分：
主要由机床的床身、立柱与工作台三大部分组成。这是机床最基础的部分，机床的质量大多数都集中在这里，它的主要作用是稳定机床，承担机床加工零件时所受的力，所以这部分的制作材料有着极大的刚度。
（二）主轴部分：
主轴部分主要由主轴、轴承、电机、主轴箱体及传动件组成。首先将所需要的刀具装夹在主轴上，在通过PMC进行控制完成主轴的操作就可以进行加工。加工零件的质量与主轴的质量息息相关，主轴的运动精度和结构刚度是决定加工质量与切削效率的重要因素。
（三）换刀系统：
VMC850加工中心的自动换刀系统由换刀手（机械臂）、刀盘、动力机构等组成。通常，机床的刀具都存放在刀盘中，刀盘的种类有很多，如链式、盘式、直线式等等。刀具的容量也各不相同，少则几把，多则上百把。在加工时，机床从刀盘中选出数控程序所需要的刀具并装夹到主轴上进行零件加工。
（四）数控系统：
加工中心的数控系统主要由CNC装置、面板操作系统、可编程控制器组成，它是执行控制动作和加工过程的枢纽。CNC装置是位置控制系统，它会根据输入的信息进行数据处理、插补计算、生成轨迹，然后输出到执行单元，加工出所需要的工件。
（五）辅助系统：
VMC850加工中心的辅助装置由润滑、冷却、排屑等系统组成。辅助装置有助于加工精度的提升，能够有效的从外界环境的优化减少不必要的误差，从而提升零件整体的精度。
三、机床内各部分信号之间的关系
（一）CNC MT PMC之间的信号
PMC的信息互换都是以PMC作为中心，两两之间相互进行信息互换。
如图21所示。
图21 CNC系统、系统PMC及机床的信号关系
X信号（MT→PMC）：
X信号是MT侧的控制信号经PMC输送接口送到PMC中（机床的面板按键），经过信息处理运算之后送至控制对象。CNC有一些特定信号可以不需经过PMC的处理，如急停信号、进给保持、循环启动等。
如图22所示
图22机床操作面板
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