【正文】 任選直線區(qū)　任選輸出信號(hào)控制對(duì)象及作用元件或端子位置電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)區(qū)正轉(zhuǎn)端子旋轉(zhuǎn)區(qū)反轉(zhuǎn)端子 圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)電路圖。當(dāng)工作時(shí)候輸入需要刀具的號(hào)碼時(shí)，同時(shí)輸入的號(hào)碼也會(huì)轉(zhuǎn)成二進(jìn)制傳送到數(shù)碼顯示管中，將選中的刀具顯示出來(lái)。CPU224具有256個(gè)內(nèi)部標(biāo)志位，同時(shí)還有256個(gè)定時(shí)器，其中，分辨率1ms的有4個(gè)，其定時(shí)范圍是1ms36s；分辨率為10ms的有16個(gè)，其定時(shí)器的范圍是1ms5min；分辨率為100ms的有236個(gè)，其定時(shí)范圍為100ms54min等特性。CPU224的主機(jī)共有14個(gè)輸入點(diǎn)（～、～）和10個(gè)輸出點(diǎn)（～，～）。本系統(tǒng)選擇了北京昆侖通態(tài)公司開發(fā)的MCGS軟件，它是國(guó)內(nèi)最著名的通用組態(tài)軟件，實(shí)際工程應(yīng)用數(shù)量相當(dāng)龐大，顯示出它的性能穩(wěn)定可靠且功能強(qiáng)大，應(yīng)用MCGS開發(fā)機(jī)械手上位機(jī)監(jiān)控軟件，將會(huì)使我對(duì)自動(dòng)化監(jiān)控應(yīng)用有一次初步的了解并學(xué)習(xí)到十分成熟和前沿的監(jiān)控手段。通過(guò)前期分析和設(shè)計(jì)，總結(jié)出使用通用組態(tài)軟件制作機(jī)械手上位機(jī)監(jiān)控程序大致分為如下幾個(gè)內(nèi)容：⑴ 分配內(nèi)部點(diǎn)與I/O點(diǎn)；⑵ 制作機(jī)械手監(jiān)控軟件的監(jiān)控畫面；⑶ 制作機(jī)械手運(yùn)行的上行、下行、夾緊等動(dòng)畫；⑷ 設(shè)置通訊方式，選擇所連接PLC的品牌型號(hào)；⑸ 連接PLC實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，擴(kuò)展監(jiān)控軟件的其他附加功能。另外對(duì)于大型工程中使用的分布式控制系統(tǒng)和集散式控制系統(tǒng)，專業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件對(duì)其有很好的支持，無(wú)須復(fù)雜繁瑣的編成即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整套監(jiān)控系統(tǒng)的制作，而且運(yùn)行穩(wěn)定性高，功能層次清晰。專業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件的誕生目的就是對(duì)應(yīng)自動(dòng)化設(shè)備的監(jiān)控問(wèn)題，使監(jiān)控軟件的制作簡(jiǎn)單化、系統(tǒng)化、模塊化，提高運(yùn)行穩(wěn)定性和工作效率。通過(guò)分析與研究，得出使用通用組態(tài)軟件完全可以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控機(jī)械手的運(yùn)行的結(jié)論。通過(guò)專業(yè)監(jiān)控軟件提供的網(wǎng)絡(luò)功能，監(jiān)控人員可通過(guò)局域網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，而不必了解繁瑣的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及復(fù)雜的編成代碼。同時(shí)對(duì)于自動(dòng)化生成中的各類數(shù)據(jù)，專業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件提供有完善且使用方便的數(shù)據(jù)庫(kù)，使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、調(diào)用和修改極為簡(jiǎn)單。本系統(tǒng)使用光電傳感器實(shí)現(xiàn)位置的檢測(cè)，將檢測(cè)的信號(hào)傳送到選用的PLC上，通過(guò)軟件計(jì)算出可靠的計(jì)數(shù)值實(shí)現(xiàn)位置的檢測(cè)。該檢測(cè)儀可與高速精密沖床的落料裝置配合使用。在本次設(shè)計(jì)中需要電機(jī)在將圓盤帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，可以說(shuō)直流電機(jī)是帶動(dòng)圓盤的最佳選擇。繞組收到最大的力就是高速旋轉(zhuǎn)的離心力，當(dāng)轉(zhuǎn)速太高就會(huì)散架了，所以繞組要浸漆、端部纏繞高強(qiáng)度的尼龍繩。直流電動(dòng)機(jī)為了達(dá)到最高的效率，就是利用磁場(chǎng)的作用了，而且要盡量減小氣隙，以達(dá)到最強(qiáng)的磁場(chǎng)，由通電導(dǎo)體形成繞組，有轉(zhuǎn)子鐵心和定子磁極的極靴形成磁場(chǎng)，通過(guò)換向器使轉(zhuǎn)子的磁極的極性始終保持和定子極靴的極性相反，從而形成旋轉(zhuǎn)的力矩。由于存在轉(zhuǎn)差率，其實(shí)際轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速約低2～5%。另外應(yīng)注意，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是有檔次的。電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速的選擇上一般都是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速愈低則體積愈大，價(jià)格也愈高，功率因數(shù)和效率也低。 電動(dòng)機(jī)類型的選擇是通過(guò)電動(dòng)機(jī)的類型分類，大多數(shù)指電動(dòng)機(jī)的電壓級(jí)別、電流類型、轉(zhuǎn)速特性和工作原理。只有在人員和設(shè)備安全有保障的條件下，才能采用開啟式電動(dòng)機(jī)；⑵ 在空氣中粉塵較多的場(chǎng)所，宜用封閉式電動(dòng)機(jī)；⑶ 在露天場(chǎng)所，宜用戶外型電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)的出發(fā)點(diǎn)是符合機(jī)械設(shè)備的使用原則，即由具體的驅(qū)動(dòng)對(duì)象和工作規(guī)范來(lái)決定，選擇原則是保證機(jī)械設(shè)備和電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠地運(yùn)行。在機(jī)械設(shè)備中的運(yùn)動(dòng)部分多由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。S7200 PLC的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能，因此S7200滿足設(shè)計(jì)需要的要求。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7300）和中、高性能要求的PLC（如S7400）等。 控制方案的確定 PLC的選型在PLC的選用上主要是針對(duì)德國(guó)西門子公司的可編程控制器來(lái)選用，西門子公司生產(chǎn)的PLC在我國(guó)的應(yīng)用非常廣泛。用小燈進(jìn)行模擬，把取刀的過(guò)程進(jìn)行模擬出來(lái)，同時(shí)在用監(jiān)控軟件把取刀的過(guò)程在電腦中演示出來(lái)。通過(guò)兩部分的組合，來(lái)完成整個(gè)系統(tǒng)。在組態(tài)的選用也是市面常見的MCGS監(jiān)控軟件，它使用方便，編譯起來(lái)也十分簡(jiǎn)潔。再把相應(yīng)的硬件準(zhǔn)備好就需要與軟件進(jìn)行調(diào)試。刀具管理系統(tǒng)這個(gè)課題主要涉及到了電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，與位置檢測(cè)和計(jì)數(shù)的檢測(cè)。 課題研究的主要內(nèi)容本次課題研究是在PLC與組態(tài)監(jiān)控進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)機(jī)器一種刀具完成了在其生產(chǎn)中的工作需要時(shí)，就需要進(jìn)行下道工序，這樣就必須采用另外種到具去完成工藝。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。功能模塊圖語(yǔ)言采用功能模塊圖的形式，通過(guò)軟連接的方式完成所要求的控制功能，它不僅在PLC中得到了廣泛的應(yīng)用，在集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)時(shí)也常常被采用，由于它具有連接方便、操作簡(jiǎn)單、易于掌握等特點(diǎn)，被廣大的設(shè)計(jì)愛好者和應(yīng)用人員比較喜歡。梯形圖語(yǔ)言和布爾助記符語(yǔ)言是基本程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡(jiǎn)單的控制功能，例如，代替繼電器、計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器完成順序控制和邏輯控制等，通過(guò)擴(kuò)展或增強(qiáng)指令集，它們也能執(zhí)行其它的基本操作。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、機(jī)械手等場(chǎng)合。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。PLC就是由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 圓盤刀庫(kù) 鏈?zhǔn)降稁?kù) 斗笠式刀庫(kù) 可編程控制器（PLC）概述PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。發(fā)展模塊化刀具的主要優(yōu)點(diǎn)：減少換刀停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)加工時(shí)間；加快換刀及安裝時(shí)間，提高小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性；提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴(kuò)大刀具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能；有效地消除刀具測(cè)量工作的中斷現(xiàn)象，可采用線外預(yù)調(diào)。數(shù)控加工刀具可分為常規(guī)刀具和模塊化刀具兩大類。機(jī)械手換刀是主軸停止機(jī)械手選刀并且將主軸上刀具取下，更換刀具。加工中心刀有庫(kù)圓盤式的刀庫(kù)（）和鏈節(jié)式（）的，斗笠式（）的也屬于圓盤式的刀庫(kù)，圓盤式的刀庫(kù)容量不大，頂多二三十把刀，鏈節(jié)式的刀庫(kù)容量則大得多，上百把刀也可容納，還可以擴(kuò)充，但兩種刀庫(kù)都要。在進(jìn)行刀具交換之后，將新刀具裝入主軸，把舊刀具放回刀庫(kù)。帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)由刀庫(kù)和刀具交換機(jī)構(gòu)組成，它是多工序數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用最廣泛的換刀方法。例如，隨著對(duì)復(fù)雜形狀工件成品加工要求的提高，也在研制將立式車床功能加上鉆、攻絲、鏜等旋轉(zhuǎn)方面的加工功能。 　　考慮到環(huán)保要求而采用半干式加工的需求也在增加，根據(jù)這類用戶的要求，系統(tǒng)開發(fā)出采用氣化熱半干式加工技術(shù)，并加強(qiáng)了節(jié)省能源的措施，控制了電力的使用。從去年起，數(shù)控車床生產(chǎn)廠家期待著在飛機(jī)、高性能發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等方面設(shè)備投資比較活躍的重電機(jī)行業(yè)的訂貨。為解決速度提高帶來(lái)的熱變位影響，防止精度下降，一般都采用獨(dú)自的補(bǔ)正裝置或主軸冷卻結(jié)構(gòu)、冷卻裝置等。同時(shí)也有廠家在開發(fā)不使用直線電機(jī)，采用進(jìn)給軸以大導(dǎo)程滾珠絲杠為驅(qū)動(dòng)，~ 2G、快速進(jìn)給速度120 mm／min的高速臥式加工中心。外觀：可參照通用機(jī)械相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，但加工中心由于其單臺(tái)價(jià)格昂貴，外觀要求也高于一般機(jī)床。 工作精度：是指對(duì)代表性工件