斗笠式刀庫(kù)自動(dòng)換刀控制組態(tài)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)
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DOI: 10 3969 / j. issn. 1001 3881. 2012. 08. 019斗笠式刀庫(kù)自動(dòng)換刀控制組態(tài)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)牛志斌( 山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西長(zhǎng)治 046011)摘要: 論述如何利用組態(tài)軟件對(duì)斗笠式刀庫(kù)自動(dòng)換刀過(guò)程進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對(duì)加工中心自動(dòng)換刀動(dòng)作的動(dòng)態(tài)控制及監(jiān)控功能。該組態(tài)系統(tǒng)對(duì)數(shù)控技術(shù)維修人員及時(shí)排除自動(dòng)換刀系統(tǒng)故障、特別是職業(yè)院校進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維修實(shí)踐教學(xué)及技 能培訓(xùn)具有重要的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞: 斗笠式刀庫(kù); 自動(dòng)換刀; 組態(tài)軟件中圖分類號(hào): TH17文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B文章編號(hào): 1001 3881 (2012) 8 053 3Development of Cloaks Knives Storeroom Control Configuration SystemNIU Zhibin( Shanxi Institute of Mechanical Electrical Engineering,Changzhi Shanxi 046011,China)Abstract: The overall design of cloaks knives storeroom automatic tool-change control configuration system was exposited Dy- namic monitoring to the automatic tool-change process was realized The configuration system is very important for CNC maintenance staff to remove the automatic tool-changing system failure immediately,while it provides guidance for CNC machine skills training or practice teaching in vocational schoolsKeywords: Cloaks knives storeroom; Automatic tool-change control;Configuration software加工中心自動(dòng)換刀控制過(guò)程較為復(fù)雜,實(shí)際使用中故障率較高,因此如何盡快定位故障點(diǎn),及時(shí)掌握 CNC、PLC 及換刀輔助機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)尤為重要。利 用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)自動(dòng)換刀控制組態(tài)系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)該 功能。作者選用北京亞控公司開(kāi)發(fā)的組態(tài)王軟件,實(shí) 現(xiàn)了對(duì)加工中心斗笠式刀庫(kù)自動(dòng)換刀動(dòng)作的動(dòng)態(tài)監(jiān) 控。具體方法是在電腦中安裝組態(tài)王軟件及 S7-200PLC 驅(qū)動(dòng)程序,用通訊線與 SINMUMERIK 802D 數(shù)控圖 1 通訊電纜接線方法組態(tài)王軟件及 S7-200 PLC 驅(qū)動(dòng)安裝及通訊( 2)參數(shù)設(shè)定系統(tǒng)內(nèi)裝 PLC( S7-200)建立通信連接; 開(kāi)發(fā)自動(dòng)換刀控制組態(tài)系統(tǒng),建立控制界面,在組態(tài)界面中設(shè)置各個(gè)控件的屬性,使設(shè)置的控件按照自動(dòng)換刀實(shí)際運(yùn) 行情況動(dòng)作,從而實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控 PLC、刀庫(kù)、主軸和 其他輔助換刀機(jī)構(gòu)的動(dòng)作及 PLC 的運(yùn)行狀態(tài)。具體 步驟說(shuō)明如下:在上位機(jī)中安裝組態(tài)王軟件及 S7-200 PLC 的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,并正確設(shè)置通訊協(xié)議。S7-200 PLC 的通 信協(xié)議主要有 PPI 協(xié)議、MPI 協(xié)議、PROFIBUS 協(xié)議 和自由口協(xié)議等幾種,用戶可以根據(jù)硬件實(shí)際配置進(jìn) 行選擇。該組態(tài)系統(tǒng)利用 PPI 協(xié)議,以建立 S7-200PLC 和組態(tài)王軟件 ( 上位計(jì)算機(jī)) 之間的通信。具 體方法見(jiàn)下文。2 斗笠式刀庫(kù)自動(dòng)換刀系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)組態(tài)王軟件與 S7-200 PLC 之間的通信( 1) 上位計(jì)算機(jī)與 PLC 之間的硬件連接 將通訊電纜的一端連接到上位計(jì)算機(jī)的串口,另一端與 802D 數(shù)控系統(tǒng) ( S7-200 PLC) 的 RS-232C 接 口 X6 連接。通訊電纜接線方法如圖 1 所示。1建立新組態(tài)工程的一般過(guò)程是:( 1)設(shè)計(jì)組態(tài)系統(tǒng)圖形界面; ( 2) 定義硬件設(shè)備; ( 3 ) 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)收稿日期: 2011 04 01作者簡(jiǎn)介: 牛志斌 ( 197l) ,男,工學(xué)碩士,副教授,技師,主要研究方向?yàn)閿?shù)控機(jī)床維修、數(shù)控技術(shù)、CAD CAM 技術(shù)。E mail: sxjd5360 sina. com。54機(jī)床與液壓第 40 卷( 定義變量) ; ( 4) 建立動(dòng)畫連接; ( 5) 運(yùn)行和調(diào)試。( 1)工程建立啟動(dòng) “組態(tài)王” 工程管理器,選擇菜單 “文件 新建工程”,單擊 “下一步”,根據(jù)提示依次輸入存 放新工程的路徑及新工程名稱 “刀庫(kù)”,點(diǎn)擊 “完 成” 后,系統(tǒng)提示是否將該工程作為當(dāng)前工程,點(diǎn) 擊 “是” 進(jìn)入工程瀏覽器界面,如圖 2 所示。至此 完成新工程的創(chuàng)建,刀庫(kù)自動(dòng)換刀控制監(jiān)控畫面需在 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中建立。圖 4 通信參數(shù)設(shè)定( 3) 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)選擇工程瀏覽器左側(cè)目錄樹(shù) “數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)詞 典”,在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊 “新建” 圖 標(biāo),彈出 “定義變量” 對(duì)話框,根據(jù)表 1 所示 PLC 輸入輸出 I / O 地址分配表,分別對(duì)數(shù)據(jù)變量進(jìn)行定 義,如圖 5 所示,并最終完成數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)造。表 1PLC 輸入輸出 I / O 地址分配表圖 2 工程瀏覽器界面( 2) 設(shè)備選擇及通信參數(shù)設(shè)置在工程瀏覽器中,點(diǎn)擊左側(cè)目錄樹(shù)的 “系統(tǒng) 設(shè)備”,雙擊 “新建” 圖標(biāo),出現(xiàn) “設(shè)備配置向?qū)А?對(duì)話框,依次選擇 “PLC 西門子 S7-200 系列 PPI 下一步”,如圖 3 所示。 “設(shè)備配置向?qū)А?對(duì)話 框中,分別設(shè)置要安裝設(shè)備的邏輯名稱、連接的串口 “COM1” 或 “COM2 ”、指定地址 “0 ” 及出現(xiàn)故障 時(shí)恢復(fù) 時(shí) 間 間 隔 等 參 數(shù)。 然 后 雙 擊 左 側(cè) 目 錄 樹(shù) 的 “系統(tǒng) 設(shè)備 COM1 或 COM2 ”,對(duì)通信參數(shù)進(jìn)行設(shè) 置,如通訊方式、波特率、奇偶檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)位、停止 位等,具體設(shè)置如圖 4 所示。圖 5 定義變量的對(duì)話框監(jiān)控窗口的設(shè)計(jì)及動(dòng)畫連接( 4)選擇工程瀏覽器左側(cè)目錄樹(shù) “文件 畫面”,用鼠標(biāo)左鍵雙擊右側(cè) “新建” 圖標(biāo),彈出 “新畫面” 對(duì)話框,輸入畫面名稱,建立新的窗口。利用開(kāi)發(fā)系 統(tǒng)中繪圖工具分別繪制圖 6 所示刀庫(kù)監(jiān)控畫面窗口、 圖 79 所示 PLC 監(jiān)控畫面窗口,并將窗口內(nèi)生成圖圖 3“設(shè)備配置向?qū)А?對(duì)話框輸入 名稱輸出 名稱I1. 2 刀號(hào)清零I1. 3 刀庫(kù)前限位I1. 4 刀庫(kù)原位 I1. 5 刀號(hào)計(jì)數(shù) I1. 6 緊刀I1. 7 松刀Q0. 6 松刀Q0. 7 緊刀Q1. 0 刀庫(kù)正轉(zhuǎn) Q1. 1 刀庫(kù)反轉(zhuǎn) Q1. 2 刀庫(kù)返回 Q1. 3 刀庫(kù)前進(jìn)55第 8 期牛志斌: 斗笠式刀庫(kù)自動(dòng)換刀控制組態(tài)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)形對(duì)象與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)變量之間建立關(guān)系,當(dāng)變量的值改變時(shí),在畫面上以圖形對(duì)象的動(dòng)畫效果表示出 來(lái)。具體步驟限于篇幅,不再詳細(xì)說(shuō)明。的運(yùn)行。如圖 7 所示,可以監(jiān)控刀庫(kù)換刀位置刀號(hào)、主軸 刀號(hào)、刀庫(kù)當(dāng)前移動(dòng)位置、刀具松緊狀態(tài)及主軸位 置。如圖 8 所示,對(duì)整個(gè)換刀過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控,顯示當(dāng) 前換刀動(dòng)作狀態(tài),圖中為主軸緊刀工作。如圖 9 所示,對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,如 PLC 運(yùn)行狀態(tài)、RS232C 接口是否選擇、換刀狀態(tài)及換刀 是否結(jié)束等。圖 6刀庫(kù)監(jiān)控畫面窗口圖 9 PLC 監(jiān)控畫面窗口三3 結(jié)束語(yǔ)該斗笠式刀庫(kù)自動(dòng)換刀控制組態(tài)系統(tǒng)主要有以下 創(chuàng)新點(diǎn):利用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)換刀動(dòng)作的在線監(jiān) 控,生動(dòng)、直觀地展現(xiàn)了換刀動(dòng)態(tài)過(guò)程,便于技術(shù)維 修人員和學(xué)生觀察自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)及 PLC 的運(yùn)行狀態(tài), 盡快定位故障點(diǎn)、排除故障,同時(shí)也為廣大職業(yè)院校 快速高效地開(kāi)展數(shù)控維修技術(shù)實(shí)踐教學(xué),提供了開(kāi) 放、生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)條件。目前已取得較好的教學(xué) 效果。參考文獻(xiàn):【1】西門子公司 SIMATIC S7-200 可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)M 2007【2】北京亞控科技發(fā)展有 限 公 司 組 態(tài) 王 6. 5 使 用 手 冊(cè)M 2007【3】北京西門子( 中國(guó)) 有限公司 SINUMERIK 802D 簡(jiǎn)明調(diào) 試手冊(cè)M 2008【4】鄧昌奇,熊德琴,張立斌 加工中心換刀程序的研究 J 機(jī)床與液壓,2004( 11) : 108 109【5】李體仁,張淳,夏田 立式加工中心刀庫(kù)刀套的改進(jìn)設(shè)計(jì)J 機(jī)床與液壓,2004( 1) : 143; 84【6】張楠,李強(qiáng),秦建國(guó) 斗笠式刀庫(kù)換刀過(guò)程的控制J機(jī)械制造與自動(dòng)化,2006( 4) : 106 107【7】劉煒 數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀系統(tǒng)J 機(jī)床與液壓,2005( 5) : 58【8】童文利 斗笠式刀庫(kù)的換刀過(guò)程控制原理與設(shè)計(jì)J組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2003( 7) : 54 55圖 7PLC 監(jiān)控畫面窗口一圖 8PLC 監(jiān)控畫面窗口二( 5)運(yùn)行與調(diào)試在組態(tài)王開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中選擇 “文件 切換到 View”菜單命令,進(jìn)入組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)。在運(yùn)行系統(tǒng)中選擇 “畫面 打開(kāi)” 命令,從 “打開(kāi)畫面” 窗口選擇 “刀 庫(kù)” 畫面,即顯示出已開(kāi)發(fā)完成的加工中心斗笠式 刀庫(kù)自動(dòng)換刀動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)畫面。在加工中心上執(zhí)行 自動(dòng)換刀命令,調(diào)試并監(jiān)控動(dòng)作執(zhí)行狀態(tài)。圖 6 為刀庫(kù)換刀監(jiān)控界面,可以監(jiān)控刀庫(kù)選刀( 正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)) 、刀庫(kù)運(yùn)動(dòng) ( 前進(jìn)、返回) 、刀具狀態(tài)( 主軸緊刀、松刀) 、z 軸運(yùn)動(dòng) ( 上升、下降) 等動(dòng)作- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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