【正文】 針對磨削機(jī)控制器提出的控制要求，本文采用PLC控制系統(tǒng)以及人機(jī)界面實現(xiàn)了水鉆磨拋一體機(jī)控制的全自動化，能夠大幅度地提高產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。人機(jī)界面的功能主要有以下幾點：① 實現(xiàn)操作人員與加工設(shè)備之間的信息交流；② 通過人機(jī)界面的界面顯示，用戶可以知道加工過程中的一些重要信息；③ 用戶可以通過人機(jī)界面輸入加工要求和參數(shù)設(shè)置等來控制整個加工過程。磨削機(jī)控制器系統(tǒng)I/O分配表 名稱說明地址輸入信號主機(jī)輸入主軸旋轉(zhuǎn)減速信號開關(guān)X0工頭1輸入原點接近開關(guān)X1裝夾鋁排信號開關(guān)X5插銷到位信號開關(guān)X6工頭2輸入原點接近開關(guān)X2裝夾鋁排信號開關(guān)X7插銷到位信號開關(guān)X8工頭3輸入原點接近開關(guān)X3裝夾鋁排信號開關(guān)X9插銷到位信號開關(guān)X10工頭4輸入原點接近開關(guān)X4裝夾鋁排信號開關(guān)X11插銷到位信號開關(guān)X12輸出信號主機(jī)輸出主軸減速氣缸Y8主軸定位氣缸Y9主軸轉(zhuǎn)動(工位轉(zhuǎn)動)Y10工頭1輸出夾緊氣缸Y11上下氣缸Y12前后氣缸Y13脈沖輸出Y0脈沖方向輸出Y1工頭2輸出夾緊氣缸Y14上下氣缸Y15前后氣缸Y16脈沖輸出Y2脈沖方向輸出Y3工頭3輸出夾緊氣缸Y17上下氣缸Y18前后氣缸Y19脈沖輸出Y4脈沖方向輸出Y5工頭4輸出夾緊氣缸Y20上下氣缸Y21前后氣缸Y22脈沖輸出Y6脈沖方向輸出Y7磨削機(jī)控制器系統(tǒng)參數(shù)分配表 名稱符號默認(rèn)值說明工件面數(shù)R108轉(zhuǎn)面速度R113500上下擺動時間R12前后擺動時間R13是否錯半面R140是否回第一面R150是否抬起緩沖銷R320add粗磨次數(shù)R168粗磨時間R17第一面時間R18最后一面時間R19細(xì)磨次數(shù)R208細(xì)磨時間R21第一面時間R22最后一面時間R23拋光次數(shù)R248拋光時間R25第一面時間R26最后一面時間R27夾緊延時R28插銷延時R29回零速度R302000系統(tǒng)狀態(tài)R310(運(yùn)行)/1（測試）根據(jù)I/O分配表，可以畫出PLC主機(jī)的硬件接線圖。 FBS60MC FBS60MC接線端子圖 確定PLC電源供應(yīng)器以及I/O板型號根據(jù)設(shè)計需求，系統(tǒng)需要由電源供應(yīng)器將交流電壓轉(zhuǎn)為24V直流電壓提供給PLC控制系統(tǒng)，因此選用永宏公司的EPOW24電源供應(yīng)器。如果輸出信號之間不需要隔離，則應(yīng)選擇共點式和分組式的接法。⑤在其他方面，PLC系統(tǒng)集成化程度較高，安裝更方便并且具有較強(qiáng)的通訊功能，可將系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)聯(lián)入企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)，使得企業(yè)管理水平得以提升。并且其系統(tǒng)軟件要求固態(tài)存儲，以提高速度；軟件要求高質(zhì)量以及高可靠性。②定位過程：主軸要運(yùn)行定位功能之前，首先要經(jīng)過判斷緩沖銷是否抬起。 PLC系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟永宏FATEK FBS系列PLC是一種外型小巧卻具有中大型PLC很多功能的新一代微型PLC，其通訊端口最多能達(dá)到5個，最大I/O為數(shù)字量輸入(Digital Input，簡稱 DI)256點，數(shù)字量輸出(Digital Output，簡稱DO)256點，數(shù)值輸入(Numeric Input，簡稱NI)64個字符，數(shù)值輸出(Numeric Output簡稱NO)64個字符。PLC采用了與一般計算機(jī)不同的循環(huán)掃描運(yùn)行方式。PLC通過輸入模塊把控制現(xiàn)場的信息、狀態(tài)讀入主機(jī)，通過輸出模塊把由用戶程序的運(yùn)算與決策所得的運(yùn)算結(jié)果輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。4重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2可編程控制器簡介2可編程控制器簡介可編程控制器是在繼電器控制技術(shù)以及計算機(jī)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的以微處理器為核心，并且將自動控制技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)和通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制設(shè)備。該課題任務(wù)具體內(nèi)容如下：
①全自動水鉆磨拋一體機(jī)采用PLC控制,四軸同時循環(huán)工作，高精自動檢測定位,集研磨與拋光于一體一次完成,從而達(dá)到高效率高精度低能耗。并且在裝卸夾具過程中不需要使機(jī)械處于待機(jī)狀態(tài)，始終將設(shè)備保持在運(yùn)行狀態(tài)，和傳統(tǒng)設(shè)備相比，大大提高了生產(chǎn)效率。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 中文摘要大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）基于PLC的全自動水鉆磨拋一體機(jī)磨削機(jī)控制器的設(shè)計專 業(yè)：機(jī)械電子工程摘 要在水鉆加工過程中，水鉆的成型磨削即磨拋環(huán)節(jié)是最重要的一個加工環(huán)節(jié)，此過程也是考驗水鉆加工企業(yè)能否真正步入水鉆生產(chǎn)的關(guān)鍵。美國的一些水鉆加工機(jī)械制造企業(yè)采用集成控制電路作為控制系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶的不同需求提供多種工作模式。
②要求熟悉PLC的設(shè)計思想和設(shè)計語言。早期的可編程控制器在功能上只是用來實現(xiàn)邏輯控制，因此被稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）,簡稱PLC。I/O模塊一般包括：數(shù)字量輸入模塊、模擬量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊和模擬量輸出模塊四種模塊[8]。CPU是逐條地掃描用戶程序，如果其中一個線圈被接通或者被斷開，該線圈所控制的所有觸點并不會立即動作，必須等到PLC的CPU掃描到該觸點時才會動作。FBS主機(jī)有 MA(經(jīng)濟(jì)型)、MC(高功能型)及MN(高速NC型)等三大類，點數(shù)由10點到60點共計17種機(jī)型；擴(kuò)展模塊則有DI/DO14種機(jī)型，NI/NO12種機(jī)型。如果為抬起，則降下緩沖銷，即關(guān)閉主軸減速氣缸，然后松開定位銷，緊接著在四個定位接近開關(guān)都沒有到位的情況下（即四個插銷到位開關(guān)沒有信號），主軸開始旋轉(zhuǎn)以實現(xiàn)定位功能，直到實現(xiàn)定位。第四，系統(tǒng)精簡。通過將PLC系統(tǒng)和其它常用的工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行比較后，本課題采用PLC作為磨削機(jī)控制器的主控制系統(tǒng)。另外，在選型時需要注意以下幾點：1）一些高密度輸出點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)具有限制，而且接通的輸入點數(shù)不允許超過總輸入點數(shù)的60%。其相關(guān)主要參數(shù)為：輸入電壓100到240VAC177。 全自動水鉆磨削機(jī)控制器PLC硬件接線圖，輸出端口Y0到Y(jié)7共計8個端口需要實現(xiàn)脈沖輸出，這八個端口控制的是磨削機(jī)設(shè)備中的步進(jìn)電機(jī)器件。機(jī)床的人機(jī)界面設(shè)計時需要考慮以下四點：① 人機(jī)界面在提供必須功能和有用信息的情況下需簡單、易懂，可以提供一些常用的默認(rèn)參數(shù)值以及將某些使用頻率較高的功能鍵設(shè)置成快捷方式；② 盡量讓控制對象的重要功能和參數(shù)設(shè)置直接體現(xiàn)在主界面上，并且按照人機(jī)交流頻率和它們之間的重要性要求排布它們在界面上的顯示位置?，F(xiàn)總結(jié)本文所做的設(shè)計，可以得出如下結(jié)論：① 本文論述了PLC技術(shù)應(yīng)用磨削機(jī)控制系統(tǒng)的可行性，并選出了PLC主機(jī)型號及其重要的外圍設(shè)備；② 本文在硬件選型完成之后給出了部分控制程序的梯形圖，包括主程序梯形圖和安裝定位子程序等。本文對基于PLC的全自動水鉆磨拋一體機(jī)的磨削機(jī)控制器控制系統(tǒng)及其應(yīng)用做了較深入的研究。29重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6磨削機(jī)控制器人機(jī)界面設(shè)計6 磨削機(jī)控制器人機(jī)界面設(shè)計一個完美的機(jī)床的控制系統(tǒng)，必須要有實現(xiàn)設(shè)備與操作人員之間的信息傳遞功能的人機(jī)界面[15]。 winproladder編程界面 設(shè)計者通過對全自動水鉆磨拋一體機(jī)的磨削機(jī)控制器的各個硬件組成部分進(jìn)行詳細(xì)分析后，確定出該系統(tǒng)需要13個輸入點以及23個輸出點以及23個相關(guān)參數(shù)。該型號的PLC輸入輸出特性：36點24VDC數(shù)字量輸入(2點120KHz＋14點20KHz)，24點(R/T/S)數(shù)字量輸出(“T”機(jī)型具2 點120KHz＋6點 20KHz輸出)，一個 RS232或 USB 通訊端口(最大可擴(kuò)展到 5個)，內(nèi)含 RTC，活動端子臺。隔離式PLC平均每點的價格比較昂貴。另外PLC的CPU處理能力日益增強(qiáng)、I/O點數(shù)不斷增加和響應(yīng)時間不斷減小，這些都為PLC的應(yīng)用拓展了廣泛的空間。第三，高實時性的系統(tǒng)軟件(OS)是嵌入式系統(tǒng)軟件的基本要求。下面是主軸以及磨削機(jī)加工水鉆的具體工藝過程簡介：①主軸功能：1） 系統(tǒng)在確認(rèn)系統(tǒng)初始化完畢后，自動進(jìn)入自動磨拋模式；2） 在初始化后，自動開主軸插鎖，目的是鎖住主軸，讓其不動，系統(tǒng)檢測到鎖定信號后自動發(fā)送給每個機(jī)頭；3） 等待四個機(jī)頭的信息，如果檢測到所有的機(jī)頭的任務(wù)都已執(zhí)行完畢，自動關(guān)閉主軸插鎖，緊接著主軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)轉(zhuǎn)換工位的功能，執(zhí)行下一個循環(huán)過程。① 根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析系統(tǒng)的控制要求；② 根據(jù)控制要求確定所需要的I/O設(shè)備以及確定PLC的輸入輸出點數(shù)；③ 根據(jù)I/O點數(shù)、控制要求等選擇PLC以及相應(yīng)模塊；④ 分配PLC的輸入/輸出點，設(shè)計I/O接線圖；⑤ PLC程序設(shè)計，并且也可以同時進(jìn)行控制面板的設(shè)計然后進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。作為一種特殊的計算機(jī)控制系統(tǒng)，PLC是利用計算機(jī)技術(shù)對傳統(tǒng)的硬件邏輯控制系統(tǒng)中的“繼電器控制系統(tǒng)”進(jìn)行“硬件軟化”的結(jié)果[1]。③ 輸入/輸出模塊（I/O模塊）PLC的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)過程，它與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的聯(lián)系是通過輸入/輸出模塊實現(xiàn)的。⑤第六章：簡單論述了人機(jī)界面設(shè)計的原則以及給出了該課題的人機(jī)界面設(shè)計結(jié)果；⑥第七章：對整篇論文進(jìn)行了簡單總