内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
4.2.1 变频器控制的要求 ........................................ 31 4.2.2 FC106模块的介绍 ......................... 错误！未定义书签。 4.2.3 变频器控制程序 .......................................... 32 结 论 .............................................................. 35 参考文献 ............................................................ 36 致 谢 .............................................................. 37
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引言
雕刻加工涉及到各行各业，有礼品业、广告业、印章业、木器加工业、建筑业、艺术模型业、机械加工、工装模具等行业，由于雕刻机用途广泛，随着社会的发展，雕刻机行业的发展也是必然的，因此，对雕刻技术的创新是十分必要的。
首先是对雕刻机总体结构进行分析，雕刻机一般由X、Y、Z三轴和主轴组成，X、Y、Z三轴的移动是通过步进电机带动丝杠来运动，主轴是通过电主轴带动刀具运动。首先要对总体的控制系统进行设计，选择电气元件，进行电路设计。
目前，基于PLC的机加工控制系统主要有以单片机为核心组成的控制系统和以可编程序控制器(PLC)为核心组成的控制系统两种。而由继电接触器组成的控制系统因其技术性能指标较差，早己在机加工控制对象上停止使用了。单片机控制系统的特点是成本低，程序可更改。但它需要设计和制作输入、输出接口电路、人机界面和印刷电路板，设计制作工作量大，周期长。且单片机控制系统抗扰能力较差，给调试和操作带来便。可编程控制器((PLC)是在电子技术、计算机技术等基础上发展起来的一种先进的自动控制设备。它具有可靠性高，抗扰能力强，编程简单，设计周期短，安装、接线、调试工作量小，使用维护方便，具有很高的灵活性、适应性及很强的信息处理能力和多功能、体积小、重量轻的优点。因此，PLC控制系统具有继电器控制系统和单片机控制系统无法比拟的优点，它的综合技术性能最好，因而它己成为包括机加工控制对象在内的绝大多数机械设备首选的控制系统。
本文控制系统设计采用PLC控制。使用的PLC为西门子S7300系列。选用好电气元件后，连接电路图，设计控制电路。此次设计是采用PLC控制，所以必须进行PLC的编程。使用的软件为STEP7，分别对X、Y、Z三轴的步进电机进行控制，使其实现点位和轮廓控制。主轴通过变频器控制电主轴，使雕刻机在不同转速下运行，使雕刻机可以加工不同类型的产品。
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第一章 数控雕刻机概况
1.1雕刻机工艺与数控雕刻机
雕刻工艺可以说是一门传统的工艺，在中国的古代便已经有雕刻这门技术。而如今我们不在是通过手工来进行雕刻，而是通过机器来实现雕刻工艺。随着市场需求不断扩大，雕刻工艺涉及到了方方面面，不仅是在首饰、工艺品等行业，很多日用品也需要雕刻工艺，所以这使得雕刻工艺走向自动化发展成为必然。
从工艺上，雕刻可分为全自由度空间雕刻、三维立体雕刻和二维平面雕刻。其中，全自由度空间雕刻主要用于一些形状复杂的工艺品或大型艺术作品的雕刻，如玉雕、冰雕、沙雕等;这些制品往往注重艺术创作性，制品的形状复杂、随意性强、工艺性差;因此这类产品只能依靠手工雕刻，迄今为止雕刻机还无能为力。然而，目前三维立体雕刻和二维平面雕刻大部分已采用雕刻机完成，克服了传统手工雕刻的缺陷。
按照控制原理的不同，可以将雕刻机分为仿形雕刻机和数控雕刻机(采用CNC系统)两大类型。仿形雕刻机的工作原理类似仿形铣削，在加工前须制作仿形模型，这一过程通常需手工完成，周期长、效率低。数控雕刻机是数控技术和雕刻工艺相结合的产物，是一种专用的数控机床。与通用的数控机床类似，数控雕刻机通过数控系统根据程序代码控制雕刻机动作，实现加工的自动化。相比传统的手工雕刻、仿形雕刻，数控雕刻具有生产效率高、加工精度高、对零件适应性强等显著优势;同时借助于专用的雕刻CAD/CAM软件系统，加工控制程序的生成快捷、修改方便;因此数控雕刻现已成为实现雕刻加工自动化、高效率、高精度的有效手段，也是当今雕刻机的发展主流，广泛应用于机械工业、广告传媒、日常消费以及建筑装演等众多领域。
目前，雕刻机主要分为两种:一种是激光雕刻机，它采用激光作为加工工具进行雕刻加工;另一种机械式雕刻机，它是采用传统的铣削式加工方法进行雕刻加工。这两种雕刻机各有特点，应用领域也不尽相同。此外，按照伺服驱动控制的类型不同，可分为步进驱动雕刻机和伺服驱动雕刻机;根据运动坐标控制的联动轴数，将数控雕刻机分为三坐标数控雕刻机、五坐标数控雕刻机等。
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1.2雕刻机的发展现状
20世纪90年代以来，微电子技术的突飞猛进直接推动了微型计算机的迅速发展，而微电子技术和微型计算机技术又带动了整个高技术群体的飞速发展，从而使雕刻机有了质的飞跃。雕刻机经历了从2D到2.5D再到3D加工的变革，功能完善、性能稳定、造型美观和价格合理成为雕刻机研制的基本要求。国外的雕刻机，如美国的“雕霸”、法国的“嘉宝”和日本的“御牧”是该行业的佼佼者，但价格非常昂贵。随着近年来我国制造业的快速发展，数控雕刻机产业也获得了良好的发展机遇，有效的促进了我国数控雕刻机行业的发展。我国的数控雕刻机起步于经济型数控机床，随着数控技术的进步，经过十多年的发展，己形成了多个国产品牌的雕刻机，如北京的“精雕”、上海的“啄木鸟”等。
1.3雕刻机的未来发展趋势
20世纪90年代以来，微电子技术的突飞猛进直接推动了微型计算机的迅速发展，而微电子技术和微型计算机技术又带动整个高科技群体飞速发展，从而使雕刻技术也有了质的飞跃。功能完善、性能稳定、造型美观和价格合理成为雕刻机研制的基本要求。高速、高效、高精度、高可靠性、智能化、集成化、网络化、开放化成为当代数控系统所呈现的新的发展趋势。 随着嵌入式系统不断深入到人们生活中的各个领域，基于嵌入式系统的数控雕刻机也将迅速发展起来。硬件方面，ARM, DSP等高性能运动控制器逐渐应用于雕刻机系统中，推动数控雕刻机系统向着高速、高效、高可靠性的方向发展;软件方面随着叫/OS-II, Linux等免费操作系统的推广，雕刻系统的操作平台也跨出Windows，使得雕刻机系统形式多样化。由于水平有限，本设计中使用的控制系统为PLC。
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