机械手分拣大小球的PLC程序设计毕业设计论文.doc 49页

'毕业设计（论文）课题机械手分拣大小球的PLC程序设计 南通职业大学毕业设计（论文）毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　指导教师签名：　　　　　日　　期：　　　　　使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　-49- 南通职业大学毕业设计（论文）摘要机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因为，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本课题拟开发物料搬运机械手，采用的德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。用于分捡大小球的机械装置。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。关键词：机械手、PLC、大小球-49- 南通职业大学毕业设计（论文）ABSTRACTThepositiveroleofthemanipulatorincreasinglyknownbypeople,first,itcanpartlyreplacehumanlaborandcanachievetheproductionrequirements,followacertainprocedure,timeandlocationtocompletetheworkpiecetransfer.Because,itcangreatlyimprovetheworkingconditions,andworkersacceleratetherealizationofindustrialproductionmechanizationandautomationpace.Therefore,byvariousadvancedunitspentagreatdealofattentionandmanpowertoresearchandapplication.Especiallyinhightemperatureandhighpressureanddust,noiseoccasions,applicationismorewidely.InChina,themodernyearsalsohavedevelopedquickly,andobtainedacertainresult,byvariousdepartmentsofindustryseriously.Intheprocessofproduction,oftentotheassemblylineofproducts,thistopicintendstodevelopsortingthroughthemanipulator,materialhandlingbyGermanSiemenss7-200PLC,thefluctuation,leftandrightsidesofmanipulatorandgrabmotioncontrol.Usedinthemechanicaldevicecan1.Weuseprogrammabletechnology,combinedwiththecorrespondinghardwaredevice,controlfinishallkindsofaction.RobotKeywords:manipulator,PLC,whichcan-49- 南通职业大学毕业设计（论文）目录第一章机械手与PLC的简介1.1机械手的出现与发展.....................................11.2PLC的应用................................................2第二章PLC控制系统的硬件设计2.1按钮和行程开关的选择................................72.2接近开关转换开关刀开关的选择......................72.3时间继电器接触器的选择.............................82.4熔断器电动机的选择.................................92.5电磁阀的选择........................................9第三章分拣系统的PLC选择3.1PLC控制系统设计的原则和内容............................103.2PLC的选型................................................103.2.1性能与任务相适应..................................113.2.2PLC的处理速度应满足时实控制的要求..............123.2.3PLC应用系统结构合理、机型系列应统一............12第四章大小球分拣系统的PLC设计4.1系统的功能...........................................154.2分拣大小球系统的结构.................................164.3大小球分拣传送过程控制分析………………………...164.4分捡大小球系统的输入/输出地址及定时器分配............174.5机械手分拣球控制系统的接线图.........................18-49- 南通职业大学毕业设计（论文）4.6大小球分拣的设计思想.................................18第五章机械手分拣大小球的PLC程序设计5.1机械手分捡大小球控制程序流程图.......................205.2机械手分拣大小球控制程序的梯形图.....................22第六章总结参考文献致谢-49- 南通职业大学毕业设计（论文）第一章机械手与PLC的简介1.1机械手的出现与发展1.1.1机械手的历史　它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于20世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人的开发奠定了基础。另一方面，核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。机械手首先是从美国开始研制的。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人。作为机器人产品最早的实用机型是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人主要由类似人的手和臂组成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。1.1.2机械手的组成机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由-49- 南通职业大学毕业设计（论文）度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。1.1.3机械手分类机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。　　机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。1.2PLC的应用1.2.1PLC的定义可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境中应用而设计的它采用一类可编程的存储器，在其内部用于存储用户程序，并执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术操作等用户指令，并通过数字或模拟式输入/输出，控制各类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按照方便与工业控制系统成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。1.2.2PLC的分类随着PLC的不断发展，其型号和形式越来越多，为了在设计控制工程系统时便于表达和选择适当型号的PLC，应对其进行分类。一般按照以下两种形式对PLC进行分类。①按照I/O点的数量分为小型机，中型机和大型机。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）小型机的输入输出点的总数一般在256个以下，用户程序的存储容量一般为4KB左右。中型机的输入输出点的总数一般在256～2048之间，用户程序的存储容量一般为8KB左右。大型机的输入输出点的总数一般在2048个以上，用户程序的存储容量一般为16KB以上。②按照结构形式分为整体式结构和模块式结构。整体式结构的PLC具有体积小，成本低和安装方便的特点，大多被小型机所采用，例如SIEMENS公司的S7-200系列的PLC。模块式结构的PLC具有功能强大，配置灵活和维修方便的特点，大多被中型机和大型机所采用，例如SIEMENS公司的S7-300系列和S7-400的PLC。1.2.3PLC的特点与应用及其发展趋势为了满足现代工业生产日趋复杂，以及多样化的特点（例如，实现逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等操作），对控制的要求也各不相同，目前普遍需要通用性搞的控制系统。PLC的出现受到了广大工程计数人员的欢迎。PLC的主要特点包括以下几个方面①抗干扰能力强，可靠性高②控制系统简单，通用性强③编程方便，使用简单④功能完善⑤设计，施工和调试的周期短⑥体积小，维护操作方便。PLC在其生产初期由于价格高等原因，使它的使用受到限制。但近年来，PLC的应用逐渐广泛起来，主要原因有两个:一是微处理器的芯片和相关元件的价格不断下降；二是PLC自身的功能大大增强。PLC的应用面很广，在工厂自动化和计算机集成制造系统（CIMS）内占有重要地位。目前PLC在国内外已广泛应用于钢铁，采矿，石油，化工，电力等各个行业，使用情况大致可以归纳为六种类型：①开关量的逻辑控制②模拟量的控制③运动控制-49- 南通职业大学毕业设计（论文）④过程控制⑤数据控制⑥通信及联网。不同的工业环境对PLC的功能，体积和性能有不同的要求，对PLC的要求越来越高。因此，PLC的生产厂商把PLC的发展方向趋向于高集成度，小体积，大容量，高速度，智能化，易使用和高性能等几个方面，表现为以下几个方面：①小型化，专用化和低成本②大容量和高速度③智能型I/O模块④编程软件⑤编程语言的标准化⑥通信控制的简单化⑦PLC的软件化与组态软件⑧与现场总线的结合。1.2.4PLC的工作原理当PLC启动运行后，其工作过程一般分为输入采样阶段，用户程序执行阶段和输出刷新阶段。完成上述三个阶段即称为一个扫描周期。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。PLC的运行框图如图1.1所示，它清楚的描述了PLC的扫描工作过程。⑴输入采样阶段PLC在输入采样阶段，先扫描所有输入端子，并将各输入端子的状态存入各自对应的输入元件映像寄存器。此时，输入元件映像寄存器被刷新，接着进入程序执行阶段。在程序执行阶段或输出刷新阶段，输入元件映像寄存器与外界隔离，无论输入端子信号如何变化，输入元件映像寄存器中的内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才将输入端的新状态写入寄存器中。⑵用户程序执行阶段-49- 南通职业大学毕业设计（论文）根据PLC梯形图程序扫描规则，PLC按照先左后右，先上后下的顺序执行程序。当指令中涉及输入/输出状态时，PLC从输入映像寄存器中“读入”对应的输入端子的状态，从输出映像寄存器“读入”对应输出映像寄存器的当前状态。然后，进行相应的运算，运行结果再存入元件映像寄存器中。对元件映像寄存器来说，每一个元件（输出软继电器）的状态会随编程序的执行过程而变化。⑶输出刷新阶段在所以指令执行完毕后，输出映像寄存器中所有输出继电器的状态在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过一定方式输出驱动外部负载。对于小型PLC，I/O点数较少，用户程序较短，用集中采样输出的工作方式虽然在一定程度上降低了系统的响应速度，但从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。大中型PLC因I/O点数较多，控制功能强，用户程序长，为提高响应速度可以采用定周期输入采样，输出刷新。也可以采用直接输入采样，直接输出刷新，中断输入/输出和智能化I/O接口等方式。输出刷新阶段用户程序执行阶段输入采样阶段输出端子输出锁存器元件映像寄存器输入映像寄存器输入端子扫描周期图1.1PLC扫描工作过程1.2.5PLC对输入/输出的处理原则根据PLC的工作特点，归纳出PLC对输入/输出的处理原则，如下所述：-49- 南通职业大学毕业设计（论文）⑴输入映像寄存器的数据取决于输入端子板上各输入点在上一个刷新期间的通断状态。⑵程序如何执行取决于用户所编程序和输入/输出映像寄存器的内容及各元件映像寄存器的内容。⑶输出映像寄存器的数据，取决于输出指令的执行结果。⑷输出锁存器中的数据，由上一次输出刷新期间输出映像寄存器中的数据决定。⑸输出端子的通断状态，由输出锁存器决定。第二章PLC控制系统硬件设计-49- 南通职业大学毕业设计（论文）2.1按钮和行程开关的选择2.1.1按钮的选择原则：(1)根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式，防水式，紧急式等。(2)根据用途，选用合适的型式，如钥匙式，紧急试，带灯式等。(3)按控制回路的要求，确定不同的按钮数，如单钮，双钮，三钮，多钮等。(4)按工作状态指示和工作情况的要求选择按钮及指示灯的颜色。2.1.2行程开关的选择：行程开关的分类：直动式，滚动式和微动式三种。直动式行程开关的优点是结构简单，成本低，但容易烧蚀触头。滚动式行程开关克服了直动式行程开关的缺点，但其结构复杂，价格也较高，所以选择微动式行程开关体积小，动作灵敏，适用于小型机构中使用。2.2接近开关、转换开关、刀开关的选择2.2.1接近开关的选择：接近开关是一种对接近它的物体有“感知”能力的元件—位移传感器，利用传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，位移传感器才有“感知”，开关才会动作。在设计中，接近开关SBO用于检测是否有球，SB1—SB5分别用于传送机械手上下左右运动的定位。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）接近开关分为霍尔接近开关，超声波接近开关，高频振荡式接近开关，霍尔接开关用于检测磁场，一般用磁场钢作为被检测体。超声波接近开关适用检测不能或不可触及的目标，其控制功能不受声、电、关等因素干扰，检测物体可以是固体、液体、或粉末状态的物体，只要能反射波用的电子装置及调节检测范围用的程控桥式开关等几个部分组成，高频振荡式接近开关用于检测各种金属，主要由高频振荡器，集成电路晶体管放大器和输出器三部分组成。2.2.2转换开关的选择：转换开关是一种多档位，多触点，能够控制多回路的主令电器，可以用于控制小容量电动机的启动、换向、调速、正反转控制等，常用的万能转换开关有LW2、LW5、LW6、LW8等系列，在设计机械手大小球分选系统中操作方式有手动，单周期，连续。2.2.3刀开关的选择：刀开关是一种手动电器，为了简单，方便，选择HD型单投刀开关，分为1级，2级，3级。2.3时间继电器、接触器的选择2.3.1时间继电器的选择：时间继电器在控制电路中用于时间的控制，有JS23，JS27A，JSK□，7PR，SS—18等系列的时间继电器。2.3.2接触器的选择：接触器的选型要求：（1）根据负载性质选择接触器类别，一般交流负载选择交流接触器，直流负载选择直流接触器。（2）根据被控电路电流大小和使用类别选择接触器的额定电流。（3）根据被控电路电压等级来选择接触器的额定电压。（4）根据控制电路的电压等级选择接触器线圈的额定电压。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）2.4熔断器、电动机的选择2.4.1熔断器的选择：熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路，熔断器具有结构简单，体积小，重量轻，使用维护方便，价格低廉，分断能力较高，限流能力良好等优点，熔断器有NT、RT、RL、RLS2、FA4等型式的熔断器，RT系列为有填封闭管式熔断器，可在500V以下交流系统中作过载及短路保护用，这种熔断器为螺栓连接，可直接连在母线排上，尤其适合开关熔断器组选用，RT15型熔断器最大额定电流400A，额定分断能力100KA。2.4.2电动机的选择：电动机是选交流的，而电动机分为异步电动机和同步电动机两大类，异步电动机主要用作电动机，去拖动各种生产机械。由于异步电动机具有结构简单，制造，使用方便，运行可靠，成本低廉，效率较高等优点而得到广泛应用。例如，在工业生产中，异步电动机用于拖动中小型轧钢设备，各种金属切削机床，轻工机械和矿山机械等；在农业生产中，异步电动机用于拖动水泵，粉碎机以及其他农副产品的加工机械；在民用电器方面的电风扇、洗衣机、电冰箱、空调机等也都是用异步电动机拖动的。2.5电磁阀的选择电磁阀的分类：国内外的电磁阀从原理上分为三大类(即：直动式、分步撞先导式)，而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步重片结构、先导膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构)。电磁阀的优点：耐高温电磁阀是间接先导式平衡电磁阀，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、使用范围广等。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）第三章分拣系统的PLC选择PLC应用系统设计主要包括硬件设计、软件设计、施工设计和安装调试等内容。本课程设计着重在系统设计和程序设计。3.1PLC控制系统设计的原则和内容PLC的选择除了应满足技术指标的要求外，还应着重考虑产品的技术支持与售后服务等情况。最大限度地满足被控对象或产生过程的控制要求。对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，使用PLC后，将很容易实现。在满足控制要求前提下，力求使控制简单、经济、操作和维护方便。对一些过去较为繁琐的控制可利用PLC的特点加以简化，通过内部程序化外部接线及操作方式。保证控制系统的安全、可靠。同时采取“软件兼施”的办法。考虑到生产的发展和工艺的改进，选择PLC容量及I/O点数时，应适当留有裕量。一个系统完成后，往往会发现一些原来没有考虑到的问题，或者新提出的问题，如果事先留有裕量。则PLC系统极易修改。同时对日后系统工艺的变更提供方便。当然对于不同的用户，要求的侧重点不同，设计的原则也应有所区别，如果以提高产品和安全为目标，则应将系统可靠性放在设计的重点，设置考虑采取冗余控制系统；如果要求系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化；如果系统工艺经常变更，则事先充分考虑。3.2PLC的选型根据不同的控制要求和PLC的结构和模式，控制系统可分为以下四种：⑴单机控制系统：是指用一台PLC控制一台设备，其I/O少，控制过程简单。⑵集中控制系统：是指用一台PLC控制多台设备，使用的I/O较多，控制过程相对要复杂一点。⑶分散控制系统：是指每一台PLC控制一台设备，PLC之间可以通过通信电缆进行数据交换，或者由上位机通过数据总线来进行数据交换。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）⑷远程I/O控制系统：是指I/O模块和PLC不是放在一起的，而是放在被控制的设备附近。远程I/O通道通过同轴电缆与PLC进行信息传递，不同的PLC型号能驱动的同轴电缆长度是不同的，所以采用远程I/O控制时需要选择相匹配的PLC型号，否则无法满足远程控制的需求。随着时间的推移，PLC的种类和数量越来越多，而且功能越来越强大，因此PLC的选择范围越来越大。在选择PLC型号时，不仅要方便考虑控制系统目前的功能要求，还要考虑当生产工艺改进后的功能要求。若生产过程比较固定，工业环境比较好，一般采用整体式结构的PLC；反之可选择模块式的PLC。在选择PLC型号时，应保证维护方便，使用简单，性价比较高，具体应该考虑一下几个方面。⑴根据控制系统的功能要求选择性能与功能相适应的PLC。对于开关量控制系统的应用系统，当对控制要求不高时，可选用小型PLC（如西门子公司S7-200系列PLC或OMON公司系列CPM1A/CPM2A型PLC）就能满足要求，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如对工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带有D/A转换的模拟量输出模块，配接相应的传感器、变送器和驱动装置，并且选择运算功能较强的中小型PLC，如西门子公司的S7-300系列PLC或OMRON公司的COM/CQM1H型PLC。对于比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID调节、通信联信网4等，可选用中大型PLC（如西门子公司的S7-400系列PLC或OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PLC）。当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，应根据各部分的具体要求来选择PLC，一组成一个分布式的控制系统。⑵-49- 南通职业大学毕业设计（论文）在一些控制系统中，需要实时的响应输入信号，即使对输入信号进行处理并产生对应的输出信号，控制执行机构动作，当I/O点数较少时，输入到输出的滞后时间较小，基本可以满足工业控制的要求，但是当I/O点数达到几千个的时候，这个滞后时间就比较明显了，对于一些控制系统就没法满足其技术要求，这就需要采用处理速度较快的PLC，使一条指令的执行时间不超过0.5us，并对程序进行优化，减少扫描时间，必要时可采用高速响应模块。⑶对于众多的控制系统来说，尽量统一PLC的型号，使其模块可通用，也便于备件的采购和储备。便于对技术人员进行培训，在维修时也能带来极大地方便。⑷在现在PLC时，还需要看来此类型的PLC是否配有相对完善特殊功能模块，以免需要某些特殊功能模块时，只能配置其他公司的模块，既增加了控制难度，又增加成本，而且不利于公司的配件管理。3.2.2PLC的处理速度应满足时实控制的要求PLC工作时，从输入信号控制存在着滞后现象，即输入量的变化，一般要在1～2个扫描周期之后才能反映到输出端，这对于一般工业控制是允许的。但有些设备的实时性要求教高，不允许有教大的滞后时间。例如，PLC的I/O点数在几十到几千点范围内，这时用户应用程序的长短对系统的响应速度会有较大的差别。滞后时间应控制在几十毫秒之内，应小于普通继电器的动作时间。3.2.3PLC应用系统结构合理、机型系列应统一PLC的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把PLC的I/O和CPU放在一块电路板上，省去插接环节，体积小，每一I/O点的平均价格比模块式的便宜，适用于工艺过程比较稳定、控制要求比较简单的系统。模块式PLC的功能扩展，I/O点数的增减，输入与输出点数的比例，都比整体式灵活。维修更换模块、判断与处理故障快方便，适用于工艺过程变化教多、控制要求复杂的系统。在使用时，应按实际具体情况进行选择。结合以上几点，在设计PLC机械手在大小球分选系统中用的PLC的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）西门子S7-200系列PLC是西门子公司于1995年推出的具有很高性价比的微型PLC，由于其体积小，运行速度快，功能强等功能，在各种自动化控制领域得到了较快的发展和广泛的应用。在这个系列的PLC中共有两代产品，第一代产品的CPU模块为CPU21*系列，共有4种，即CPU212，CP,214，CP,215，CP,216，现已停产。第二代产品的CPU模块为CPU22*系列，共5种，即CPU221，CPU222，CPU224，CPU226，CPU226XM。S7-200系列属于小型机，采用整体式结构。因此在配置系统的时候，当输入/输出端口不够时，可以通过扩展来增减I/O数量，也可以扩展其他模块来实现不同的控制功能。S7-200PLC的一个完整的系统组成如图2.1所示。编程工具扩展模块CPU主机通信设备人机界面功能模块图2.1S7-200PLC的系统组成根据控制系统的功能要求选择性能与功能相适应的PLC。对以开关量为主的，带有少量模拟量的控制系统，可以选择带有模拟-数字量转换的模块，并且运算功能较强的小型PLC。针对本系统的要求，选择西门子S7-200系列中CPU模块为CPU224的PLC。CPU22*系列的PLC主机模块包括一个中央处理器单元即CPU，数字I/O，通信口及电源，这些器件都被集成到一个紧凑的，独立的设备中，该主机的主要要作用有：采集的输入信号，通过中央处理器运算后，生成结果传给输出装置，然后输出点输出执行信号。在这个过程中CPU执行程序，输入端口从现场设备中采集信号，输出端口输出控制信号以驱动外部负载。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）CPU222具有14个输入点和10个输出点，共24个I/O点。2个模拟量电位器，最多可扩展35个AI/AO点。8K字节用户程序和5K字节数据存储区。6路高速计数器（30kHz），2路高速脉冲输出，1个RS-485通信/编程口，它的存储容量和扩展能力有了很大提高，存储容量扩大了一倍，可以有7个扩展模块。它具有更强的模拟量处理能力，是使用最多的S7-200产品。第四章大小球分拣系统的PLC设计4.1系统的功能-49- 南通职业大学毕业设计（论文）为实现大小球的分捡控制，所设计系统程序必须实现以下主要功能：1）该系统可完成大小球的自动识别，自动运送和自动到大球缸和小球缸释放对应的球。2）该系统可实现控制系统的多种工作方式。3）该系统在发生故障时，捡球装置必须复位。4.2大小球分拣系统的结构机械手分拣大小球的工作示意图如图1.1所示。电动机驱动操作杆带动吸盘上下移动，完成取球和放球动作。通过行程开关LS2通断状态来判别大小球，由电动机驱动操作杆左右移动，将大小球送往指定位置，从而完成大小球分拣工作。图4.1机械手分拣大小球的工作示意图4.3大小球分拣传送过程控制分析依据图4.1所示大，小球分拣设备示意图分其工作控制原理如下。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）（1）开始自动工作之前要求设备处于原位状态，此时操作杆在上部，左极限位置，上限位开关LS3和左限位开关LS1被压下。（2）启动自动循环工作后，操作杆下行2s，此时，若碰到的是大球，检测开关LS2仍为断开状态，若碰到是小球，检测开关LS2则为闭合状态，从而将大小球状态转换为开关检测信号。（3）接通控制吸盘的电磁阀YV线圈，吸取球。（4）当吸盘吸取小球后，操作杆上行，碰到上限位开关LS3后，操作杆右行；碰到小球存放位置右限位开关LS4后转为下行，碰到下限位开关LS2后，将小球释放到小球箱，然后返回到原位。（5）当吸盘吸取大球后，操作杆上行，碰到上限位开关LS3后，操作杆右行；碰到大球存放位置右限位开关LS5后，将大球释放到大球箱，然后返回到原位。根据其工作过程，以图中的左上角为机械原点，其动作顺序如图4.1所示。下降→吸球→上升→右行→下降→释放球→上升→左行返回到左上原点位置。另外，操作杆下行到达下限位（设定下降时间为2s，根据电机运行速度等参数设定）时，吸盘压着大球，下限位行程开关LS2断开，压着小球，下限位行程开关LS2接通。4.4I／O端子地址赋值表输入端子地址输入电器功能说明I0.0SB1启动按钮-49- 南通职业大学毕业设计（论文）I0.1LS1左限位行程开关I0.2LS2下限位行程开关I0.3LS3上限位行程开关I0.4LS4右限位行程开关（小球）I0.5LS5右限位行程开关（大球）I0.6LS6小球选择开关I0.7LS7大球选择开关I1.0LS8连续运行按钮I1.1LS9单周期运行按钮I1.2LS10单步运行I1.3LS11回原点运行I1.4SB2设备停止按钮输出端子地址输出电器功能说明Q0.0KM1升降电机正转（下降）Q1.1YV　吸盘吸持球Q1.2KM2升降电机反转（上升）Q1.3KM3　横移电机正转（右移）Q1.4KM4　横移电机反转（左移）Q1.5KM5吸盘释放球Q1.6HL原位显示灯4.4机械手分拣控制系统的接线图-49- 南通职业大学毕业设计（论文）1M0.00.10.20.30.4输0.50.6入0.71.0端1.11.2子1.31.4MLML1L0.00.1输0.2出0.3端0.4子0.50.62L24VDCSB1SL1SL2SL3SL4SL5SL6SL7SL8SL9SL10SL11SB2KM1YVKM4KM2KM3KM5图4.2机械手分拣大小球控制系统接线图4.6大小球分拣的设计思想-49- 南通职业大学毕业设计（论文）当输送机处于起始位置时，上限位开关和左限位开关被压下，极限开关断开。启动装置后，捡球装置下行，一直到极限开关闭合。此时。若碰到的是小球，则压力传感器仍为断开状态；若碰到的是大球，则压力传感器闭合状态。吸起小球后，则捡球装置向上行，碰到上限位开关后，捡球装置向右行；碰到右限位开关（小球的右限位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将小球释放到小球箱里，然后返回到原位。如果吸起的是大球，捡球装置右行碰到另一个右限位开关（大球的右限位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将大球释放到小球箱里，然后返回到原位.第五章机械手分拣大小球的PLC程序设计-49- 南通职业大学毕业设计（论文）5.1机械手分捡大小球控制程序流程图根据要求，该控制流程根据吸住的是（大球、小球）有两个分支，此处应为分支点，且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据接近开光（X0）的通断，分别将球吸住、上升、右行到LS4或LS5处下降，此处应为汇合点。然后再释放、上升、左移到原点。当按下SM0.1时，S0.0得电，如果转换条件满足，S0.1得电捡球装置下降捡球平板，当下降的捡球平板碰到下限开关LS2时，S0.2得电，停止下降，捡球装置给平板处的电磁线圈（KM）通电，捡球平板产生电磁吸力吸住钢球，此时压力感应器I0.4用来判断是吸住的大球还是小球，如果压力感应器I0.4的输出断开，说明吸住的是小球，而如是闭合的，则说明吸住的是大球。当吸住钢球后，S0.3得电捡球平板上升，碰到上限开关后开始右行，I0.5为小球位限位开关，I0.6为大球位限位开关，在右行的过程中，如果吸住的是大球，S0.6得电，则要到碰到I0.6才停止右行，S0.7得电，下降到下限开关位置，S1.0得电，断电释放钢球，然后S1.0得电上升到上限开关位置停止上升，S1.2得电，开始左行，碰到左极限停止左行；而如果是吸住的小球，则在右行的时候碰到I0.5就停止右行，S0.7得电，下降到下限开关出停止下行，S1.0得电，断电释放钢球，然后上升到上极限位置停止上升，S1.2得电，开始左行，到左极限停止左行，吸球时间T37为2s，释放球时间T38也为2s）当将旋钮开关I1.0后，系统由开始捡球到放球，返回再次开始捡球，如此循环不断的进行捡球和放球的过程，直到按下停止按钮，系统才停下来不工作。当系统在连续运行时，停止方式有两种，一种是正常停止：就是按下停止按钮后，系统要将整个周期剩下的步骤全部进行完，然后回到原点才停止工作。另外一种是紧急停止：就是用来处理紧急情况下来及时停止整个系统工作的，一按紧急停止，系统立刻停止，不管已经工作到什么位置。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）开始原位时，LS3和LS1被压下启动装置后，操作杆下行2s吸盘的电磁阀线圈接通吸起球上行，压下LS3后，左行；压下LS5后下行压下LS2后，球放到大球箱，返回原位压下LS2后，球放到小球箱，返回原位压下LS4后下行吸起球上行，压下LS3后，右行；吸盘的电磁阀线圈接通LS2闭合？YN大球小球结束5.1控制流程图-49- 南通职业大学毕业设计（论文）5.2机械手分拣大小球控制程序的梯形图-49- 南通职业大学毕业设计（论文）按下SM0.1时，S0.0得电，S0.1得电捡球装置下降捡球平板，当下降的捡球平板碰到下限开关LS2时，S0.2得电，停止下降，捡球装置给平板处的电磁线圈（KM）通电，捡球平板产生电磁吸力吸住钢球，此时压力感应器I0.4用来判断是吸住的大球还是小球，如果压力感应器I0.4的输出断开，说明吸住的是小球，而如是闭合的，则说明吸住的是大球。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）-49- 南通职业大学毕业设计（论文）-49- 南通职业大学毕业设计（论文）-49- 南通职业大学毕业设计（论文）-49- 南通职业大学毕业设计（论文）吸住钢球后，S0.3得电捡球平板上升，碰到上限开关后开始右行，I0.5为小球限位开关，I0.6为大球限位开关，在右行的过程中，如果吸住的是大球，S0.6得电，则要碰到I0.6才停止右行，S0.7得电，下降到下限开关位置，S1.0得电，断电释放钢球，然后S1.0得电上升到上限开关位置停止上升，S1.2得电，开始左行，碰到左极限停止左行；而如果是吸住的小球，则在右行的时候碰到I0.5就停止右行，S0.7得电，下降到下限开关出停止下行，S1.0得电，断电释放钢球，然后上升到上极限位置停止上升，S1.2得电，开始左行，到左极限停止左行。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）图5.2机械手分拣大小球的梯形图图所示的梯形图对应的指令表如下：ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1TITLE=程序注释BEGINNetwork1//初次扫描，激活首工作状态//网络注释LDSM0.1SS0.1,1Network2//首工作状态S0.1控制开始LSCRS0.1Network3//若一个循环结束需要停止，打开启动开关，对所有输出复位LDNI0.0RQ0.1,5-49- 南通职业大学毕业设计（论文）Network4//操作杆在原位显示（左限，上限，释放）LDI0.0AI0.1AI0.3ANQ0.1=Q0.5Network5//操作杆在原位启动，转换至状态S0.2LDSM0.0AI0.0AQ0.5SCRTS0.2Network6//状态S0.1的步进指令结束SCRENetwork7//状态S0.2控制开始LSCRS0.2Network8//操作杆下降，定时2SLDSM0.0SQ0.0,1TONT37,+20Network9//下降定时2S到，若下限位开关为"1"，即为小球状态则切换到选择分支状态S0.1LDT37AI0.2SCRTS1.0Network10//下降定时2S到，若下限位开关为"0"，即为大球状态，则切换到选择分支状态S2.0LDT37ANI0.2SCRTS2.0-49- 南通职业大学毕业设计（论文）Network11//状态S0.2的步进指令结束SCRENetwork12//状态S1.0控制开始LSCRS1.0Network13//停止下降，吸盘吸小球，定时1SLDSM0.0RQ0.0,1SQ0.1,1TONT38,+10Network14//1S后，操作杆上升至上限位开关，切换到状态S1.1LDT38SQ0.2,1AI0.3SCRTS1.1Network15//状态S1.0步进指令结束SCRENetwork16//状态S1.1控制开始LSCRS1.1Network17//操作杆停止上升，操作杆右移至小球右限位开关，切换到汇合状态S0.3LDSM0.0LPSRQ0.2,1ANI0.4SQ0.3,1LPPAI0.4SCRTS0.3Network18//状态S1.1的步进指令结束SCRE-49- 南通职业大学毕业设计（论文）Network19//状态S0.2控制开始LSCRS0.2Network20//停止下降，吸盘吸大球，定时1SLDSM0.0RQ0.0,1RQ0.1,1TONT39,+10Network21//1S后操作杆上升至上限位开关，切换到状态S2.1LDT39SQ0.2,1AI0.3SCRTS2.1Network22//状态S2.0的步进指令结束SCRENetwork23//状态S2.1控制开始LSCRS2.1Network24//操作杆停止上升，操作杆右移至大球右限位开关，切换到汇合状态S0.3LDSM0.0LPSRQ0.2,1ANI0.5SQ0.3,1LPPAI0.5SCRTS0.3Network25//状态S2.1的步进指令结束SCRENetwork26//汇合状态S0.3控制开始LSCRS0.3-49- 南通职业大学毕业设计（论文）Network27//停止右移，操作杆下降至下限位开关，切换到状态S0.4LDSM0.0RQ0.3,1SQ0.0,1AI0.2SCRTS0.4Network28//状态S0.3的步进指令结束SCRENetwork29//状态S0.4控制开始LSCRS0.4Network30//操作杆停止下降，释放大小球，释放时间定时1SLDSM0.0RQ0.0,1RQ0.1,1TONT40,+10Network31//释放完毕，切换到状态S0.5LDT40SCRTS0.5Network32//状态S0.4的步进指令结束SCRENetwork33//状态S0.5控制开始LSCRS0.5Network34//操作杆上升到上限位开关，切换到状态S0.6LDSM0.0SQ0.2,1AI0.3SCRTS0.6Network35//状态S0.5的步进指令结束SCRE-49- 南通职业大学毕业设计（论文）Network36//状态S0.6控制开始LSCRS0.6Network37//停止上升，操作杆左移至左限位开关，切回到状态S0.1（开始下一轮控制）LDSM0.0LPSRQ0.2,1ANI0.1SQ0.4,1LPPAI0.1SCRTS0.1Network38//左移到左限位开关，停止左移（复位）LDI0.1RQ0.4,1Network39//状态S0.6的步进指令结束SCREEND_ORGANIZATION_BLOCKSUBROUTINE_BLOCKSBR_0:SBR0TITLE=子程序注释BEGINNetwork1//网络标题//网络注释END_SUBROUTINE_BLOCKINTERRUPT_BLOCKINT_0:INT0TITLE=中断程序注释BEGINNetwork1//网络标题//网络注释END_INTERRUPT_BLOCK-49- 南通职业大学毕业设计（论文）第六章总结该系统采用西门子S7-200系列的PLC作为控制主机，以及S7-200系列的I/O和模拟输入/输出扩展模块，通过按钮和一些开关，对电磁阀，继电器等设备进行控制，实现了机械手分拣大小球的运行控制。纵观整个设计过程，可以说在这一过程中我的收获很大，充分认识到自己的薄弱环节，通过理论分析与实践的反复进行和论证，许多问题都有了较好的解决方案。软件部分采用各部分程序直接转的方式，依次实现了PLC流程图、梯形图、指令表三种机械手控制方式。用此种方法编写程序条理清晰，连贯性强，但若要增加其它机械手控制方式或进行扩展，程序会变得相当复杂而且容易出错，出错后调试修改也很困难。收进的方式是将各部分程序写成程序，方便调用和调试。此种方法的优点是程序编写比较简单，不需要再编写分支、汇合状态移图的程序，且由于本课对定时精确度要求并不高，适宜采用。若是在对定时精度要求比较高的情况下，应采用单片机的中断功能进行硬件定时。通过此次设计，了解了PLC机械手在大小球分选系统的工作原理，首次学习了一些机械手的工作原理及使用方法。其中电路及软件实现是此次设计的主要部分。通过这次综合实践，我更加看清了自己的不足之处。为了搞好这次毕业设计，通过查阅资料以及在老师和同学的帮助下，最终基本达到了设计目的。通过实践，巩固了理论知识的学习，提高了实际应用所学知识的能力，还积累了许多宝贵的经验。特别是老师严谨治学的态度给我启发不小。在这次的设计实践过程中，我认识到不管做什么事，尤其是科学实践，都需要大胆假设，小心求证。任何一个方案都要经过详细周全的论证后才能着手去做，否则即使很快做出来，但经不起推敲和考验。对于那些要求能够扩展功能的课题更是如此。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）参考文献[1]廖常初主编.《PLC基础及应用》.机械工业出版社,2004[2]《简明维修电工手册》机械工业出版社,1993[3]赵金荣主编.《可编程序控制器原理及应用》上海应用技术学院[4]易传禄主编.《可编程序控制器应用指南》上海科普出版社[5]方承远主编.《工厂电气控制技术》机械工业出版社[6]王永华主编.《现代电气及可编程技术》机械工业出版社，2003[7]汤以范主编.《电气与可编程序控制器技术》机械工业出版社[8]郭宗仁主编.《可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术》北京人民邮电出版社，2002[9]张进秋主编.《可编程序控制器原理及应用及实例》机械工业出版社，2004[10]戴仙金主编.《西门子S7-200系列PLC应用于开发》中国水利出版社，2007[11]SIEMENS公司.SIMATICS7-200可编程序控制器系统手册.2003-49- 南通职业大学毕业设计（论文）致谢本设计是经过较长时间的探讨、分析、改进而最终完成的。在整个设计过程中始终得到指导老师的关心和支持，指导老师提出的许多建设性意见，对本完成本设计起着关键性作用。老师平时工作繁多，但在我们开展毕业设计的每个阶段，包括查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，制作装配等整个过程中都给予了悉心指导。在此，我向指导老师表示中心感谢。同时衷心感谢大学三年来授予我们知识的老师，是你们的教育合训练，使我们的知识和能力不断增长，能完成毕业设计也有你们的功劳，谢谢你们的无私奉献！最后，衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本设计的老师们！衷心的祝福你们身体健康，工作顺利！-49- 南通职业大学毕业设计（论文）Ncmillingmachiningtechnology.ThedrillNcmillingmachiningtechnology:thedrillingmillingcircuitCNCdrillingmachinetechnologyincludingthechoosetowalkknifedirection,compensationmethods,positioningmethod,framestructure,theknifepoint.Areguaranteedtheimportantaspectofmillingmachiningaccuracy.1,goknifedirection,compensationmethods:Whenmillingcutterscutbyboard,ablockofthemillingcutterfacealways,andcuttingedgeagainstasideofthemillingcutteriscuttingedge.Theformer,processedsurfaceisbrightandclean,dimensionprecisionishigh.Spindlealwaysclockwise.SoeitherspindlefixingbenchsportorworkbenchfixedspindlemovementoftheCNCmillingmachine,PCBexternaloutlineinmilling,mustusetheanti-clockwisedirectionwhenwalkingknife.Thisisusuallysaidinversemilling.AndinPCBinternalmillingboxorgroovealongthewayusedwhenmilling.MillingboardcompensationiswhenthemillingmachineaccordingtobeautomaticAnnplatecutterwithvaluetothecenterofthecircuitautomaticallymillingcutterdiametersetbythemigrationofthehalf,namelyradiusdistance,maketheappearanceofthemillingconsistentwithprogram.Whilesuchastoolhasthefunctionofcompensationforcompensationofnecessarynoticedirectionandproceduresusedtocommand,suchastheuseofcompensationcommanderrorswillmakePCBappearancemoreorlessequivalentlengthandwidthofmillingcutterdiametersize.2,positioningmethodandtheknifepoint:Positioningmethodcanbedividedintotwo;Oneisthesecondisintheposition,orientation.Positioningfortechnologyformulatingworkersalsoveryimportantattheboardpre-production,usuallywhenthepositioningoftheschemeshouldbedetermined.Positionisthegeneralmethodwithin.So-calledlocalizationischoosewithinthemountingholesinthePCB,plugtheholesorothernon-metaltodialaspositioningholehole.Holeintherelativepositionaspossibletochooseonthediagonaloflargediameterandholes.Cannotusemetallizationholes.Becauseholeplatingthicknessdifferencesinfluenceyouselectedaholeinthecoherence,butalsotaketheboardisveryeasytocreatetheholeandporesurfacecoatingdamage,intheedgeofPCBundertheconditionofguaranteedorientation,pinnumberlessaspossible.Generalsmallplateuse2piecespin,thebigboard,use3piecespin,itsadvantageisaccuratepositioning,boardshapedistortionhighprecisionmillingspeed,goodappearance.Itsdefectboardinsidevariousaperturetopreparevarioustypes,-49- 南通职业大学毕业设计（论文）suchasthediameterofthepinintheplatethereisnoavailablepositioninghole,intheearlyproductionwithcustomersinneedwhentheboardtodiscusswithpositioningholeis,relativelytroublesome.Meanwhileeachkindofplatemillplatetemplatedifferentmanagementmoretrouble,highercost.Thelocationisanotherkindoflocatingmethod,isadoptedinboardexternaladdpositioningholeasmillingplatelocalizationholes.Itsadvantageismanageable,ifpriorregulatedproductionwell,millingboardincommonlyfifteenortemplate.Byusingthepositioningsocan"toncemillingdown,orPCBboardiseasydamage,especiallymakeup,formillingcuttersandvacuumingdevicewillbringoutcircuitboardscauseddamageandmillingcuttersbroken.Andbysubsection,themethodofcombiningthemillingleavefirstmillingboardwhenmillingboardafterpauseandthenwillboardtapeisfixed,theexecutionprocedures,theuseofthesecondparagraphof3mmto4mmdrillwilldrilloffmedium.Itsadvantageistemplatelesseasyadministration,cancostasmallmillingallboardinsidewithoutinstallingholeandpositioninghole,littleprocesscircuitpersonnelmanagementconvenient,especiallythefirstCAMproductionstaffforeasierandcanbeoptimizedbasematerialutilization.Defectisduetousedrill,andcircuitboardshapeleftatleast2-3convexpointnotbeautiful,maynotmeetcustomerrequirements,millingtimeislong,slightlylaborintensity.3frameandtheknifepoint:Frameproductionbelongstotheproduction,frameboardfirstdesignnotonlyonplatingevenness,etchaveeffect,andalsohaveaneffectonmillingboard,suchasdesignbadframeworkyideformationorproducedwheninmillingboardpartwithsmallerpiecesblock,thesmallwasteproducedwasteblockwilljamvacuumingtubeortouchbrokenhigh-speedrotarycutters,framedeformationespeciallyforeignpositioningmillingboardwascausedwhenthefinishedproduct,anotherknifeplatedeformationandprocessingorderchoosesomegood,cankeepthemaximumstrengthtoframethefastestspeed.Choiceofbad,frameworkandeasilyPCBscrapped.4millingprocessparameters:CarbidecuttermillingcutterPCBappearance,thecuttingspeediscommonly180~270m/min.Computationformulaisasfollows(forreferenceonly):S=PDN/1000(m/min)type:p:PI(3.1415927);D:cutterdiameter,mm;N;Millingspeed,r/min;Andcuttingspeedmatchingisfeedingspeed.Ifthespeedistoolow,PCBmaterialsbyfrictionheattomeltorburns,softenevenblockedthemillingcutterscrapsdischargegroove,cuttingcannot.Iffeedtoofast,quickwearmillingcutter,bearradialdirectionloadbig,letaknife-49- 南通职业大学毕业设计（论文）amountislarge,workingpoorquality,sizedisagreed.Howtodeterminethespeedfeeding?Considerthefollowingitems:thePCBmaterials,thickness,everyfoldKuaiShu,irondaodiameter,scrapsdischargegroove.Generalbutaccordingtothetechnicaldataprovidedtoolsupplierset,becausetoolmaterialsqualitybrandandmanufactureprocessofdistinction,differentvendor"stoolprocessparametersaredifferent.Onlyratedload,spindlemotorbelowthespeedtomaintain.Loadincreases,speeddeclined,untilmillingcuttersbroken.Millingboardgeneratedwhenthecuttingknifeproblemsgenerallyhavethiskindofthecauseofthisresult:a:isspindlemotorspowerisnotenough,needmaintenancereplacement.2:iseachpackseveraltoomuch,cuttingloadistoolargeorthelengthofthemillingcutterlengthover.3:millingqualityproblems.4:speedandfeedspeedsettingproblem.5:thepivotaldrillchuckclampingforcedrops,eatloadrequiredtoreachthespeed.6:shaftrotatesconcentricityhaveproblemsbeating.7:programdesignhasaproblem,ifusethewrongorder.-49- 南通职业大学毕业设计（论文）数控钻床的铣加工技术数控钻床的铣加工技术：线路板数控钻床的铣技术包括选择走刀方向、补偿方法、定位方法、框架的结构、下刀点。都是保证铣加工精度的重要方面。1、走刀方向、补偿方法：当铣刀切入板材时，有一个被切削面总是迎着铣刀的切削刃，而另一面总是逆着铣刀的切削刃。前者，被加工面光洁，尺寸精度高。主轴总是顺时针方向转动。所以不论是主轴固定工作台运动或是工作台固定主轴运动的数控铣床，在铣印制板的外部轮廓时，要采用逆时针方向走刀。这就是通常所说的逆铣。而在线路板内部铣框或槽时采用顺铣方式。铣板补偿是在铣板时机床自动安照设定值让铣刀自动以铣切线路的中心偏移所设定的铣刀直径的一半，即半径距离，使铣切的外形与程序设定保持一致。同时如机床有补偿的功能必需注意补偿的方向和使用程序的命令，如使用补偿命令错误会使线路板的外形多或少了相当于铣刀直径的长度和宽度的尺寸。2、定位方法和下刀点：定位方法可分为两种；一是内定位，二是外定位。定位对于工艺制定人员也十分重要，一般在线路板前期制作时就应确定定位的方案。-49- 南通职业大学毕业设计（论文）内定位是通用的方法。所谓内定位是选择印制板内的安装孔，插拨孔或其它非金属化孔作为定位孔。孔的相对位置力求在对角线上并尽可能挑选大直径的孔。不能使用金属化孔。因为孔内镀层厚度的差异会影响你所选定位孔的一致性，同时在取板时很容易造成孔内和孔表面边缘的镀层损坏，在保证印制板定位的条件下，销钉数量愈少愈好。一般小的板使用2枚销钉，大板使用3枚销钉，其优点是定位准确，板外形变形小精确度高外形好，铣切速度快。其缺点板内各种孔径种类多需备齐各种直径的销钉，如板内没有可用的定位孔，在先期制作时需要与客户商讨在板内加定位孔较，较为烦琐。同时每一种板的铣板模板不同管理较为麻烦，费用较高。外定位是另一种定位方法，是采用在板子外部加定位孔作为铣板的定位孔。其优点是便于管理，如果先期制作规范好的话，铣板模板一般在十五种左右。由于使用外定位所以不能一次将板铣切下来，否则线路板十分容易损坏，特别是拼板，因铣刀和吸尘装置会将板子带出造成线路板损坏和铣刀折断。而采用分段铣切留结合点的方法，先铣板当铣板完了以后程序暂停然后将板用胶带固定，执行程序的第二段，使用3mm至4mm的钻头将结合点钻掉。其优点是模板少费用小易于管理，可铣切所有板内无安装孔和定位孔的线路板，小工艺人员管理方便，特别是CAM等先期制作人员的制作可简单化，同时可优化基材的利用率。缺点是由于使用钻头，线路板外形留有至少2-3个凸起点不美观，可能不符合客户要求，铣切时间长，工人劳动强度稍大。3、框架及下刀点：-49- 南通职业大学毕业设计（论文）框架的制作是属于线路板先期的制作，框架设计不但对电镀的均匀性等有影响，同时对铣板也有影响，如设计不好框架易变形或在铣板时产生部份小的块装的小废块，产生的废块会堵塞吸尘管或碰断高速旋转的铣刀，框架变形特别是对外定位铣板时造成成品板变形，另外下刀点和加工顺序选择的好，能使框架保持最大的强度最快的速度。选择的不好，框架容易变形而使印制板报废。4、铣的工艺参数：用硬质合金铣刀铣印制板外形，铣刀的切削速度一般为180～270m/min。计算公式如下(仅供参考)：S=pdn/1000(m/min)式中：p：PI(3.1415927)；d：铣刀直径，mm；　　n；铣刀转速，r/min；与切削速度相匹配的是进给速度。若进给速度太低，由于磨擦热使印制板材料软化甚至溶化或烧焦，堵塞铣刀的排屑槽，切削无法进行。如果进给太快，铣刀磨损快，承受的径向负荷大，让刀量大，工作质量差，尺寸不一致。如何判断进给的快慢呢？要考虑下述诸项：印制板材料，厚度，每叠块数，铁刀直径、排屑槽。一般可根据刀具供应商提供的技术资料设定，由于刀具的材料质量品牌和制造工艺的区别，不同厂商的刀具工艺参数有区别。只有低于额定负载，主轴马达的转速才能保持。负载增大，转速下降，直至铣刀折断。铣板时产生断刀问题一般有这几种情况造成此结果：一：是主轴马达功率不足，需要维修更换。二：是每叠板数太多，切削负荷太大或铣切长度超过了铣刀的有效长度。三：铣刀质量问题。四：转速和进刀速度设置问题。五：转轴的钻夹头夹持力下降，吃负载时达不到所要求的转速。六：转轴旋转时同心度有问题产生跳动。七：程序的设计有问题，如使用了错误的命令。-49-'