【正文】 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細磨次數(shù)R208細磨時間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(運行)/1（測試）根據(jù)I/O分配表，可以畫出PLC主機的硬件接線圖。 全自動水鉆磨削機控制器PLC硬件接線圖，輸出端口Y0到Y7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設備中的步進電機器件。 I/O組態(tài)設置為了使編程過程中更為方便、清晰，需要對系統(tǒng)的所需要的元件進行相應的注解。 winproladder編程軟件的元件注解界面本課題的PLC控制系統(tǒng)程序采用主程序和子程序的組成方式，這樣能將整個程序模塊化[8]。如果程序在調試時運行時出現(xiàn)錯誤，采用主程序和子程序的模式能更快地找出錯誤的地方而及時修改。由于水鉆工藝過程需要經過安裝定位、粗磨、細磨和拋光四個工位，并且水鉆每到一個工位系統(tǒng)就需要進行一次初始化，從而作者將整個系統(tǒng)設計成包含5個子程序（即系統(tǒng)初始化子程序、坯料安裝定位子程序、水鉆粗磨子程序、細磨子程序和拋光子程序）的系統(tǒng)。①系統(tǒng)初始化子程序：該程序主要根據(jù)用戶輸入的加工要求實現(xiàn)磨削前的準備工作和參數(shù)計算，包括當前需要的磨削次數(shù)和時間等參數(shù)的運算；②安裝定位子程序：該子程序控制水鉆坯料的安裝和定位功能；③水鉆粗磨、細磨和拋光子程序分別控制加工設備對水鉆的粗磨、細磨和拋光，并且整個過程自動轉換工位。 控制系統(tǒng)主程序設計流程圖根據(jù)前面章節(jié)所分析的，整個全自動水鉆加工過程的控制系統(tǒng)需要經過5個階段，首先在水鉆安裝定位之前需要進行系統(tǒng)初始化，然后自動進入安裝定位階段，緊接著依次進入粗磨、細磨以及拋光階段。在這個程序中，需要用到兩個很重要的功能指令。一個是“CALL”指令，它實現(xiàn)了主程序調用子程序中的功能；另一個是功能指令中的比較指令“=”，通過這個比較指令，實現(xiàn)了對某些動作的判斷作用。，該梯形圖是采用永宏公司所提供的在線編程軟件winproladder而編制的。梯形圖中，INIT為系統(tǒng)初始化子程序，AUTO1為水鉆安裝定位子程序，AUTO2為水鉆粗磨子程序，AUTO3為水鉆細磨子程序，AUTO4為水鉆拋光子程序。 控制系統(tǒng)主程序梯形圖①初始化子程序：在該程序中，系統(tǒng)需要將用戶所設置的磨削時間、然后將PLC的輸入輸出點的狀態(tài)恢復到初始狀態(tài)，即將上下氣缸以及前后氣缸的輸出狀態(tài)恢復到0，在檢測到四個機頭的裝夾鋁排的信號開關已經到位后，各個機頭的夾緊氣缸初始化成1狀態(tài)，即夾緊氣缸夾緊。 初始化子程序部分梯形圖②安裝定位、粗磨、細磨以及拋光子程序：這四個子程序分別由四個機頭完成，其中安裝定位過程完成后，插銷到位開關自動發(fā)出信號，從而系統(tǒng)自動進入磨拋狀態(tài)。等四個機頭的任務完成后達并轉換工位的條件，主軸旋轉一定角度，進行下一次循環(huán)動作。6 磨削機控制器人機界面設計一個完美的機床的控制系統(tǒng)，必須要有實現(xiàn)設備與操作人員之間的信息傳遞功能的人機界面[15]。人機界面的功能主要有以下幾點：① 實現(xiàn)操作人員與加工設備之間的信息交流；② 通過人機界面的界面顯示，用戶可以知道加工過程中的一些重要信息；③ 用戶可以通過人機界面輸入加工要求和參數(shù)設置等來控制整個加工過程。機床的人機界面設計時需要考慮以下四點：① 人機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參數(shù)值以及將某些使用頻率較高的功能鍵設置成快捷方式；② 盡量讓控制對象的重要功能和參數(shù)設置直接體現(xiàn)在主界面上，并且按照人機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。③ 盡量減少二級菜單，因為二級菜單不利于提高系統(tǒng)的響應時間；④ 最好能提供誤操作的錯誤處理，由于操作人員的誤操作會使系統(tǒng)執(zhí)行一些錯誤指令，在這種情況下，人機界面最好能提供錯誤提示并且提供一些糾正錯誤的指導。磨削機控制系統(tǒng)的人機界面上需要提供機床啟停功能以及參數(shù)設置以及相應的加工狀態(tài)顯示等功能。 磨削機控制系統(tǒng)人機界面主界面 進入常用參數(shù)設置界面后，用戶可以輸入工件面數(shù)、工件轉面速度等常用參數(shù)。 常用參數(shù)設置界面示意圖用戶進入系統(tǒng)故障檢測界面后，可以根據(jù)界面顯示的狀態(tài)對當前情況進行相應的檢測。、細磨、拋光參數(shù)設置界面的設計 ，磨削機控制系統(tǒng)的參數(shù)設置包括三個：粗磨參數(shù)設置、細磨參數(shù)設置以及拋光參數(shù)設置。① 粗磨參數(shù)設置：這個過程中需要用戶針對當前的加工要求而輸入相關參數(shù)，包括工件面數(shù)、轉面速度、粗磨次數(shù)以及粗磨時間等參數(shù)。用戶在這個界面中可以輸入六個加工重要參數(shù)，輸入完成后點擊“確定”自動返回主界面，如果遇到突發(fā)情況時，用戶也可以直接通過“返回”進入主界面。 粗磨參數(shù)設置人機界面② 細磨參數(shù)設置：根據(jù)粗磨人機界面設置原則，在這個界面中用戶需輸入細磨相關參數(shù)。 細磨參數(shù)設置人機界面② 拋光參數(shù)設置：，在這個界面中用戶需輸入拋光相關參數(shù)。 拋光參數(shù)設置人機界面，磨削機控制系統(tǒng)的狀態(tài)顯示包括三個：粗磨狀態(tài)顯示、細磨狀態(tài)顯示以及拋光狀態(tài)顯示，從這些界面中用戶可以讀出當前加工狀態(tài)，包括當前已加工時間和當前是第幾次加工等。，、細磨和拋光的狀態(tài)顯示人機界面示意圖。 粗磨狀態(tài)顯示人機界面 細磨狀態(tài)顯示人機界面 拋光狀態(tài)顯示人機界面7結論 PLC技術是目前在工業(yè)控制系統(tǒng)中應用最為廣泛的控制系統(tǒng)之一。作為工業(yè)控制系統(tǒng)，PLC具有可靠性高、抗干擾性強、通用性強、I/O模塊化以及它采用了類似繼電器控制系統(tǒng)的梯形圖語言，編程更為簡單等優(yōu)點。本文對基于PLC的全自動水鉆磨拋一體機的磨削機控制器控制系統(tǒng)及其應用做了較深入的研究。針對磨削機控制器提出的控制要求，本文采用PLC控制系統(tǒng)以及人機界面實現(xiàn)了水鉆磨拋一體機控制的全自動化，能夠大幅度地提高產品質量以及生產效率，降低生產成本。現(xiàn)總結本文所做的設計，可以得出如下結論：① 本文論述了PLC技術應用磨削機控制系統(tǒng)的可行性，并選出了PLC主機型號及其重要的外圍設備；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。由于水鉆加工過程要求對坯料的定位檢測精度較高，因而在梯形圖程序設計中，本文專門為其設計了安裝定位子程序，能夠實現(xiàn)高精度定位檢測，達到加工要求；③ 文章最后給出了人機界面，以實現(xiàn)操作人員對加工參數(shù)的輸入和加工過程的監(jiān)視等操作。 隨著人們生活水平的不斷提高，并且由于水鉆這種材料具有與鉆石相當?shù)墓鉂啥?，在飾品中是人們“價廉物美”的選擇，因此水鉆飾品的社會需求量也不斷變大。這些將催促著水鉆加工技術的不斷改進，以生產出更高質量的水鉆飾品并在激烈的競爭之中立于不敗之地。本文所設計的水鉆磨拋一體機控制系統(tǒng)具有高精度的自動定位檢測系統(tǒng)，使加工產品合格率提高到百分之九十以上并且可以根據(jù)用戶的使用需求而進行不同規(guī)格的水鉆加工，具有廣闊的發(fā)展前景。由于時間倉促，本文在設計中仍對許多問題沒有進行更為深入的研究。對本項目的進一步研究，需要在以下幾個方面取得突破，以得到更新的更好的設計思路：① 對系統(tǒng)的選型以及設計時需要更為深入的考慮加工環(huán)境的實際影響，并必須進行相應的工業(yè)實驗以驗證控制系統(tǒng)的可靠性和環(huán)境適應能力；② 對PLC控制技術進行更為深入的研究，設計出最優(yōu)的控制系統(tǒng)，解決各個加工參數(shù)的合理分配，最好能讓系統(tǒng)根據(jù)當前的輸入信號盡快地做出正確判斷并執(zhí)行相應程序；③ 人機界面可以進行一定程度的改進，用更為成熟的人機界面技術建立更完美更人性化的系統(tǒng)，在減少操作人員誤操作情況發(fā)生機會的情況下，以減少操作人員的培訓時間和提高操作人員的效率。 由于設計時間倉促以及作者能力有限，論文中難免會有不當和錯誤之處，懇請讀者批評指正！致 謝本課題的研究工作得到了我的導師簡毅老師的精心指導，他在課題的設計以及論文的撰寫工作中提出了很多寶貴的意見，在此向簡毅老師表示衷心的感謝！另外在系統(tǒng)設計中還得到了黨向宇以及李倩倩等碩士研究生的耐心幫助，他們給予了很好的建議，為畢業(yè)設計的順利完成鋪平了道路，在此一并向所有給我?guī)椭拇T士研究生和同學表示衷心的謝意！在課題的設計以及論文的撰寫過程中，參考了很多文獻資料，在此向文獻作者表示感謝！參考文獻[1] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.[2] 張國德，[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.[3] [M].北京：人民郵電出版社，2008.[4] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.[5]（日）[M].北京：科學出版社，2010.[6] 王靜野，[M].天津：天津大學出版社，2008.[7] [M].北京：人民郵電出版社，2004》[8] [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2008.[9] [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.[10] [M].北京：中國電力出版社，2008.[11] 張廣明，[M].北京：國防工業(yè)出版社，2006.[12] [M].重慶：重慶大學出版社，1992.[13] ：重慶大學出版社，1994.[14] [M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.[15] [M].北京：北京大學出版社，2004.