【正文】 第一面R150是否抬起緩沖銷R320add粗磨次數(shù)R168粗磨時(shí)間R17第一面時(shí)間R18最后一面時(shí)間R19細(xì)磨次數(shù)R208細(xì)磨時(shí)間R21第一面時(shí)間R22最后一面時(shí)間R23拋光次數(shù)R248拋光時(shí)間R25第一面時(shí)間R26最后一面時(shí)間R27夾緊延時(shí)R28插銷延時(shí)R29回零速度R302000系統(tǒng)狀態(tài)R310(運(yùn)行)/1（測(cè)試）根據(jù)I/O分配表，可以畫出PLC主機(jī)的硬件接線圖。 全自動(dòng)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(jì)8個(gè)端口需要實(shí)現(xiàn)脈沖輸出，這八個(gè)端口控制的是磨削機(jī)設(shè)備中的步進(jìn)電機(jī)器件。 I/O組態(tài)設(shè)置為了使編程過程中更為方便、清晰，需要對(duì)系統(tǒng)的所需要的元件進(jìn)行相應(yīng)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(gè)程序模塊化[8]。如果程序在調(diào)試時(shí)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，采用主程序和子程序的模式能更快地找出錯(cuò)誤的地方而及時(shí)修改。由于水鉆工藝過程需要經(jīng)過安裝定位、粗磨、細(xì)磨和拋光四個(gè)工位，并且水鉆每到一個(gè)工位系統(tǒng)就需要進(jìn)行一次初始化，從而作者將整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成包含5個(gè)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(xì)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(shí)現(xiàn)磨削前的準(zhǔn)備工作和參數(shù)計(jì)算，包括當(dāng)前需要的磨削次數(shù)和時(shí)間等參數(shù)的運(yùn)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(xì)磨和拋光子程序分別控制加工設(shè)備對(duì)水鉆的粗磨、細(xì)磨和拋光，并且整個(gè)過程自動(dòng)轉(zhuǎn)換工位。 控制系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)流程圖根據(jù)前面章節(jié)所分析的，整個(gè)全自動(dòng)水鉆加工過程的控制系統(tǒng)需要經(jīng)過5個(gè)階段，首先在水鉆安裝定位之前需要進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后自動(dòng)進(jìn)入安裝定位階段，緊接著依次進(jìn)入粗磨、細(xì)磨以及拋光階段。在這個(gè)程序中，需要用到兩個(gè)很重要的功能指令。一個(gè)是“CALL”指令，它實(shí)現(xiàn)了主程序調(diào)用子程序中的功能；另一個(gè)是功能指令中的比較指令“=”，通過這個(gè)比較指令，實(shí)現(xiàn)了對(duì)某些動(dòng)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(xì)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(shè)置的磨削時(shí)間、然后將PLC的輸入輸出點(diǎn)的狀態(tài)恢復(fù)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(fù)到0，在檢測(cè)到四個(gè)機(jī)頭的裝夾鋁排的信號(hào)開關(guān)已經(jīng)到位后，各個(gè)機(jī)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(xì)磨以及拋光子程序：這四個(gè)子程序分別由四個(gè)機(jī)頭完成，其中安裝定位過程完成后，插銷到位開關(guān)自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，從而系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入磨拋狀態(tài)。等四個(gè)機(jī)頭的任務(wù)完成后達(dá)并轉(zhuǎn)換工位的條件，主軸旋轉(zhuǎn)一定角度，進(jìn)行下一次循環(huán)動(dòng)作。6 磨削機(jī)控制器人機(jī)界面設(shè)計(jì)一個(gè)完美的機(jī)床的控制系統(tǒng)，必須要有實(shí)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]。人機(jī)界面的功能主要有以下幾點(diǎn)：① 實(shí)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(gè)加工過程。機(jī)床的人機(jī)界面設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮以下四點(diǎn)：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(duì)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?cè)诮缑嫔系娘@示位置。③ 盡量減少二級(jí)菜單，因?yàn)槎?jí)菜單不利于提高系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間；④ 最好能提供誤操作的錯(cuò)誤處理，由于操作人員的誤操作會(huì)使系統(tǒng)執(zhí)行一些錯(cuò)誤指令，在這種情況下，人機(jī)界面最好能提供錯(cuò)誤提示并且提供一些糾正錯(cuò)誤的指導(dǎo)。磨削機(jī)控制系統(tǒng)的人機(jī)界面上需要提供機(jī)床啟停功能以及參數(shù)設(shè)置以及相應(yīng)的加工狀態(tài)顯示等功能。 磨削機(jī)控制系統(tǒng)人機(jī)界面主界面 進(jìn)入常用參數(shù)設(shè)置界面后，用戶可以輸入工件面數(shù)、工件轉(zhuǎn)面速度等常用參數(shù)。 常用參數(shù)設(shè)置界面示意圖用戶進(jìn)入系統(tǒng)故障檢測(cè)界面后，可以根據(jù)界面顯示的狀態(tài)對(duì)當(dāng)前情況進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。、細(xì)磨、拋光參數(shù)設(shè)置界面的設(shè)計(jì) ，磨削機(jī)控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置包括三個(gè)：粗磨參數(shù)設(shè)置、細(xì)磨參數(shù)設(shè)置以及拋光參數(shù)設(shè)置。① 粗磨參數(shù)設(shè)置：這個(gè)過程中需要用戶針對(duì)當(dāng)前的加工要求而輸入相關(guān)參數(shù)，包括工件面數(shù)、轉(zhuǎn)面速度、粗磨次數(shù)以及粗磨時(shí)間等參數(shù)。用戶在這個(gè)界面中可以輸入六個(gè)加工重要參數(shù)，輸入完成后點(diǎn)擊“確定”自動(dòng)返回主界面，如果遇到突發(fā)情況時(shí)，用戶也可以直接通過“返回”進(jìn)入主界面。 粗磨參數(shù)設(shè)置人機(jī)界面② 細(xì)磨參數(shù)設(shè)置：根據(jù)粗磨人機(jī)界面設(shè)置原則，在這個(gè)界面中用戶需輸入細(xì)磨相關(guān)參數(shù)。 細(xì)磨參數(shù)設(shè)置人機(jī)界面② 拋光參數(shù)設(shè)置：，在這個(gè)界面中用戶需輸入拋光相關(guān)參數(shù)。 拋光參數(shù)設(shè)置人機(jī)界面，磨削機(jī)控制系統(tǒng)的狀態(tài)顯示包括三個(gè)：粗磨狀態(tài)顯示、細(xì)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(dāng)前加工狀態(tài)，包括當(dāng)前已加工時(shí)間和當(dāng)前是第幾次加工等。，、細(xì)磨和拋光的狀態(tài)顯示人機(jī)界面示意圖。 粗磨狀態(tài)顯示人機(jī)界面 細(xì)磨狀態(tài)顯示人機(jī)界面 拋光狀態(tài)顯示人機(jī)界面7結(jié)論 PLC技術(shù)是目前在工業(yè)控制系統(tǒng)中應(yīng)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(qiáng)、通用性強(qiáng)、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(diǎn)。本文對(duì)基于PLC的全自動(dòng)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。針對(duì)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(shí)現(xiàn)了水鉆磨拋一體機(jī)控制的全自動(dòng)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。現(xiàn)總結(jié)本文所做的設(shè)計(jì)，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(hào)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。由于水鉆加工過程要求對(duì)坯料的定位檢測(cè)精度較高，因而在梯形圖程序設(shè)計(jì)中，本文專門為其設(shè)計(jì)了安裝定位子程序，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度定位檢測(cè)，達(dá)到加工要求；③ 文章最后給出了人機(jī)界面，以實(shí)現(xiàn)操作人員對(duì)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(dāng)?shù)墓鉂啥?，在飾品中是人們“價(jià)廉物美”的選擇，因此水鉆飾品的社會(huì)需求量也不斷變大。這些將催促著水鉆加工技術(shù)的不斷改進(jìn)，以生產(chǎn)出更高質(zhì)量的水鉆飾品并在激烈的競(jìng)爭之中立于不敗之地。本文所設(shè)計(jì)的水鉆磨拋一體機(jī)控制系統(tǒng)具有高精度的自動(dòng)定位檢測(cè)系統(tǒng)，使加工產(chǎn)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(jìn)行不同規(guī)格的水鉆加工，具有廣闊的發(fā)展前景。由于時(shí)間倉促，本文在設(shè)計(jì)中仍對(duì)許多問題沒有進(jìn)行更為深入的研究。對(duì)本項(xiàng)目的進(jìn)一步研究，需要在以下幾個(gè)方面取得突破，以得到更新的更好的設(shè)計(jì)思路：① 對(duì)系統(tǒng)的選型以及設(shè)計(jì)時(shí)需要更為深入的考慮加工環(huán)境的實(shí)際影響，并必須進(jìn)行相應(yīng)的工業(yè)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證控制系統(tǒng)的可靠性和環(huán)境適應(yīng)能力；② 對(duì)PLC控制技術(shù)進(jìn)行更為深入的研究，設(shè)計(jì)出最優(yōu)的控制系統(tǒng)，解決各個(gè)加工參數(shù)的合理分配，最好能讓系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的輸入信號(hào)盡快地做出正確判斷并執(zhí)行相應(yīng)程序；③ 人機(jī)界面可以進(jìn)行一定程度的改進(jìn)，用更為成熟的人機(jī)界面技術(shù)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(jī)會(huì)的情況下，以減少操作人員的培訓(xùn)時(shí)間和提高操作人員的效率。 由于設(shè)計(jì)時(shí)間倉促以及作者能力有限，論文中難免會(huì)有不當(dāng)和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正！致 謝本課題的研究工作得到了我的導(dǎo)師簡毅老師的精心指導(dǎo)，他在課題的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(xué)表示衷心的謝意！在課題的設(shè)計(jì)以及論文的撰寫過程中，參考了很多文獻(xiàn)資料，在此向文獻(xiàn)作者表示感謝！參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.[2] 張國德，[M].北京：機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社，2009.[5]（日）[M].北京：科學(xué)出版社，2010.[6] 王靜野，[M].天津：天津大學(xué)出版社，2008.[7] [M].北京：人民郵電出版社，2004》[8] [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.[9] [M]. 北京：機(jī)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(xué)出版社，1992.[13] ：重慶大學(xué)出版社，1994.[14] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.[15] [M].北京：北京大學(xué)出版社，2004.