加工中心轮式刀库控制系统设计

（一）设计课题加工中心轮式刀库控制系统设计一、实验目的通过对一个加工中心刀库的控制程序的设计，熟悉基于PLC的中小型控制系统的设计，掌握其设计方法，设计思路，为今后工作中PLC的应用打下基础。二、实验要求1、刀库容量为10把（09），均匀周向分布于一个轮式刀库中。2、控制要求A、初始状态基准位（0位）在取刀位。（若不在，可手动调整，每按一下手动按钮，刀库正向旋转过一个刀位，若一直按下手动按钮则刀库连续正向旋转，直到松开按钮后的下一个刀位停止）；B、输入刀号按清除键后输入取刀号，用刀号按钮按下次数表示取刀号，如取2号刀则按按钮2次，当按下次数超过9次，刀号清零进入下一次循环。C、取刀路线优化与取刀输入取刀号后，按下启动按钮，首先依据转角最小的原则判断刀库的转向，然后刀库旋转至被取刀号位对准取刀位停止，并在5秒内不接受取刀指令。D、数码显示输入刀号时，利用数码管显示刀号；按下启动按钮后数码管即时显示对准取刀位的刀位号。按清除键时数码管显示0。E、暂停取刀过程中按下暂停键，刀库停止旋转，再按一次暂停键刀库继续运行。F、取刀路线优化具有即时功能，既根据刀库现在的位置判断下一次取刀时的转向。如图AB刀库若处于A图中位置，则此时若取04号刀，刀库应正转，若取58号刀，刀库应反转。当刀库处于B图中位置，则此时若取68，0号刀，刀库应正转，若取14号刀，刀库应反转。（XY）的结果取个位然后判断是否大于5G、自动选刀控制原则演示系统的刀库容量为10把刀具，其编号为09，沿转盘的周向均匀分布，如图所示。根据要求，指定刀具自动转至换刀位置取刀口。为提高取刀效率，按路径最短原则取刀，即要求换刀时按最小旋转角180转动。“设定取刀号”减去“现值刀号”，如果其值大于5，则确定刀库盘转动的方向为正向，否则反转。例如设定取刀号为9，现值刀号为3，则9365，置正转标志刀库将正转144；若设定取刀号为6，现值为3，则6335，置正转标志正转72，由于85，经小于半数处理，1082。小于半数处理的目的是使刀库盘转动的角度小于180。图刀库示意图三、实验装置此次实验，我们利用一个模拟刀库实验装置完成程序调试，此装置利用直流减速电机作为刀库驱动，利用刀库盘上打孔的方式表示刀位，光电开关取刀库转位信号，数码管显示刀号（注如果使用没有安装光电开关的实验板模拟可采用“手动按钮KEY5”进行模拟）。VCCR6ABFCGDEDPY1234567ABCDEFG8DPDPDS1R1R2R3R4R5R6R7VCCVCCR14R13R12R1124124224I3CA04Y005Y016CA17Y028Y039C110Y0411Y0512X0713X0614X0515X0416X0317X0218X0119X0020S/S21NX22FG23LX24EX1N14MT_PLCPLCKEY1KEY2KEY3KEY4KEY5A7B1C2D6LT3BI/RBO4RBI5A13B12C11D10E9F15G1474LS48341274LS14569824V220VR5Q1TIP127Q2TIP127Q3TIP122NPNQ4TIP122NPN5VR1330R2330R3330R4330AMOTORMOTORSERVOD1GREEND2RED101174LS14121374LS14R16R15刀库系统原理图24124224I3CA04Y005Y016CA17Y028Y039C110Y0411Y0512X0713X0614X0515X0416X0317X0218X0119X0020S/S21NX22FG23LX24EX1N14MT_PLCPLC24V220V125V停停U2COM0X41X32X05X14X23G165V7M18M29G2105V11Y012Y113Y214Y315Y416Y517停停停停停停停停停停停停停停停停停停停停停停停停停停停停PCB停停停U15VGNDAMG15V停停停停停停刀库系统接线图四、实验过程及时间安排此次实验程序较长，难度较大，建议使用分段编程调试的方法，将程序分为手动，选刀位显示，取刀线路优化，旋转过程中的刀位显示等多个程序段分别依次编程调试。时间安排为1周分析课题及系统选型1天；系统原理图及程序框图分析及设计1天；程序设计与调试2天；综合调试、结果分析撰写实验报告1天。五、实验报告1、整理出控制程序梯形图。2、总结程序编写和调试中的经验和体会。注为方便连线，统一输入输出分配输入清除键X00取刀按钮X01启动按钮X02暂停键X03手动按钮X04光电开关输入X04复用手动按钮输出电机正反转Y00Y01（正转时Y00为ON,Y01为OFF；反转时Y01为ON,Y00为OFF）。数码管显示Y02Y05（当Y05Y02分别对应0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001时数码管对应显示09）按键作用清除使数码管显示为零。输入按键次数代表想要输入的工位号。启动输入工位号后，启动键使模型自动运行。暂停当模型机转动时，该键可使机器暂停，再次按下继续运动。手动初始状态下按下一次，转过一个工位，持续按着则保持转动；启动状态下用来模拟光电开关采集刀位。数码管显示工位号。（二）、控制程序梯形图（三）、程序编写和调试中的经验和体会本周的课程设计是PLC部分。此次设计以分组的方式进行，我们做的是加工中心轮式刀库控制系统设计。因为在课堂上学习的是欧姆龙PLC编程，当拿到课题要用李扬PLC的时候，赶到有一些困难。但通过结合说明书跟课本的基本知识，举一反三，我们初步掌握了PLC设计的步聚和基本方法，运用GPPW软件编程跟仿真，从而完成了任务。以下是在设计编程部分遇到的问题跟解决方法1、有两种方法可以验证数据是否正确保存到EEPROM中1）在“系统块数据保持”设置中取消相应数据区（V存储区）的保持设置，则CPU在上电时会用EEPROM中相应区域的数值覆盖RAM中的数据，可以检查数据是否正确2）使用MICRO/WIN的UPLOAD（上载）功能，将数据块上载到MICRO/WIN项目中；上载的数据来源是EEPROM而不是RAM2、在自由口通讯中，想要人为结束RCV接收状态，应在接收指令控制字节（SMB87/SMB187）的EN位可以用来允许/禁止接收状态。可以设置