【畢業(yè)設計】基于plc的加工中心刀庫換刀系統(tǒng)的設計

中央廣播電視大學畢業(yè)論文題目基于PLC的加工中心刀庫換刀系統(tǒng)的設計專業(yè)機械設計制造及其自動化年級13秋學號學生姓名指導教師論文完成日期2015年11月南京廣播電視大學畢業(yè)設計（論文，作業(yè)）課題審批表教學單位蓋章江寧電大專業(yè)機械設計制造及其自動化學生類別開放本科課題名稱基于PLC的加工中心刀庫換刀系統(tǒng)的設計填報時間2015年9月1日課題內(nèi)容簡介通過PLC技術實現(xiàn)加工中心盤式刀庫控制，設計其電器控制系統(tǒng)。分析刀庫的自動換刀的過程，使刀庫在加工中心上能配合換刀機械手的需要能在PLC的控制下靈活的實現(xiàn)換刀過程每次換新刀只需輸入相應換刀號信號即可。將PLC控制系統(tǒng)運用到工作過程中，提高刀庫系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性和實時性。1數(shù)控加工中心及PLC的概述包括加工中心的功用及其組成；PLC的特點及其在機床中的應用。2刀庫自動選刀系統(tǒng)包括刀庫類型，換刀方式，控制原理。3選刀控制的PLC系統(tǒng)設計包括PLC型號的選擇分析、地址分配、接線；換刀總過程、控制要求、動作要求和程序流程圖。4程序梯形圖及編程軟件包括梯形圖，編程軟件的特點及運行環(huán)境。5結論本畢業(yè)設計是加工中心刀庫換刀控制的設計，通過其設計熟練的掌握了PLC的工作原理和使用方法。將所學的知識運用到現(xiàn)實工作中，更加提高自己的專業(yè)技能。指導教師姓名黃波參加學生姓名王剛指導教師意見選題基于PLC技術對原有的生產(chǎn)線進行技術改造，選題得當，符合大綱要求，同意按照此課題審批表撰寫論文。簽名黃波市校審核意見審核部門蓋章年月日基于PLC的加工中心刀庫換刀系統(tǒng)的設計（江寧電大機械設計制造及其自動化專業(yè)王剛1332101250385）【內(nèi)容摘要】機床的發(fā)展與應用,大大降低了零件加工的輔助時間,極大的提高了生產(chǎn)率。隨著數(shù)控機床的普及應用,機械加工的自動化程度大大提高,數(shù)控機床發(fā)展成了當今普遍應用的一種更新、更先進的制造設備即加工中心。加工中心帶有刀庫和自動換刀裝置,能對工件按預定程序進行多工序加工的高度自動化的多功能的數(shù)字控制機床。本設計的題目是基于PLC加工中心刀庫換刀控制系統(tǒng)的設計。通過分析刀庫的自動換刀的過程，使刀庫在加工中心上能配合換刀機械手的需要能在數(shù)控程序的控制下靈活的實現(xiàn)換刀過程每次換新刀只需輸入相應換刀號信號即可。在分析控制要求的基礎上，設計出相應控制程序。【關鍵詞】加工中心；ATC刀庫；PLC自動選刀目錄引言1、數(shù)控加工中心及PLC概述3（一）加工中心的發(fā)展及其組成與功用3（二）可編程控制技術的特點及應用5（三）課題的研究意義9二、機械手的自動換刀裝置研究10（一）刀庫自動選刀機械系統(tǒng)10（二）ATC的作用及其組成12（三）機械手14（四）夾抓類型14（五）刀柄15（六）加工中心機械手自動換刀過程15三、PLC控制系統(tǒng)設計17（一）PLC的基本結構17（二）PLC的程序結構17（三）S7200系列PLC18四、PLC實現(xiàn)隨機換刀20（一）刀庫換刀定位控制20（二）PLC硬件接線圖23（三）自動換刀PLC流程圖23（四）程序梯形圖25（五）STEP7MICRO/WIN32編程軟件27五、結論32致謝34參考文獻35引言進入21世紀，我國機床制造業(yè)既面臨著提升機械制造業(yè)水平的需求而引發(fā)的良機，也遭遇到加入WTO（世界貿(mào)易組織）后激烈的市場競爭壓力。從技術層面上來講，加速推進數(shù)控技術將是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關鍵。裝備制造業(yè)的技術水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟的水平和現(xiàn)代化程度。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。此外，世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關鍵技術和裝備方面對我國實行限制政策。數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一門新型的發(fā)展十分迅速的高技術，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術為代表的新技術對傳統(tǒng)制造業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成機電一體化產(chǎn)品。其及技術范圍所覆蓋的范圍有，機械制造技術，微電子技術，信息處理，加工，傳輸技術，自動控制技術，伺服驅動技術，檢測監(jiān)控技術，傳感技術，軟件技術等。在提高生產(chǎn)率，減低成本保證加工質(zhì)量及改善工人勞動強度等方面，都有突出的優(yōu)點，特別是在適應機械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代，小批量，多品種生產(chǎn)方面，各類數(shù)控裝備是實現(xiàn)制造技術的關鍵。數(shù)控加工中心是目前世界上產(chǎn)量最高、應用最廣泛的數(shù)控機床之一。它的綜合加工能力較強，工件一次裝夾后能完成較多的加工內(nèi)容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設備的510倍，特別是它能完成許多普通設備不能完成的加工，對形狀較復雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產(chǎn)更為適用。隨著數(shù)控技術的發(fā)展，帶有自動換刀系統(tǒng)的加工中心在現(xiàn)代制造起著愈來愈重要的作用，他能縮短產(chǎn)品的制造周期，提高產(chǎn)品的加工精度，適合柔性加工。自動換刀系統(tǒng)一般由刀庫，機械手和驅動裝置組成。刀庫容量可大可小，其裝刀數(shù)在20180把之間。刀庫的功能是存儲刀具并把下一把即將要用的刀具準確地送到換到位置，供換刀機械手完成新舊刀具的交換。當?shù)稁烊萘看髸r，常遠離主抽配置且整體移動不易，這就需要在主軸和刀庫之間配置換刀機構來執(zhí)行換刀動作。完成此功能的機構包括送刀臂、擺刀站和換刀臂、總稱為機械手。具體來說，它的功能是完成刀具的裝卸和在主軸頭與刀庫之間的傳遞。驅動裝置則是使刀庫和機械手實現(xiàn)其功能的裝置，一般由步進電機或液壓（或氣壓機構）或凸輪機構組成。機械手完成刀庫里的刀（新刀）與主軸上的刀（舊刀）的交換工作。由于數(shù)控加工中心的刀庫容量、換刀可靠性及換刀速度直接影響到加工中心的效率，而自動換刀就是進一步壓縮非切削時間，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件。所以數(shù)控機床為了能在工件一次裝夾中完成多道加工工序，縮短輔助時間，減少多次安裝工件所引起的誤差，必須帶有自動換刀裝置。一、數(shù)控加工中心及PLC概述（一）加工中心的發(fā)展及其組成與功用1加工中心的發(fā)展第一臺加工中心是1958年由美國卡尼特雷克公司首先研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎上增加了自動換刀裝置，從而實現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。加工中心是目前世界上產(chǎn)量最高，應用最廣泛的數(shù)控機床之一，他是適應省力，省時和節(jié)能的時代要求而迅速發(fā)展起來的自動換刀機床，是綜合了機械技術，電子技術等等的高技術產(chǎn)品。加工中心綜合能力較強，工件經(jīng)一次裝夾后能完成較多的加工內(nèi)容其效率是普通機床的五到十倍特別是它能完成許多普通設備不能完成的加工，對新裝復雜的，精度要求高的單件產(chǎn)品或小批量多品種生產(chǎn)更適用。加工中心不僅提高了共建的加工質(zhì)量，而且是數(shù)控機床中生產(chǎn)率和自動化程度最高的綜合性機床。加工中心MACHININGCENTER簡稱MC，是由機械設備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復雜形狀工件的高效率自動化機床。加工中心又叫電腦鑼。加工中心備有刀庫，具有自動換刀功能，對工件一次裝夾后進行多工序加工的數(shù)控機床。加工中心是高度機電一體化的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具，自動對刀、自動改變主軸轉速、進給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序。因而大大減少了工件裝夾時間，測量和機床調(diào)整等輔助工序時間，對加工形狀比較復雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟效果。加工中心最初是從數(shù)控銑床發(fā)展而來的。與數(shù)控銑床相同的是，加工中心同樣是由計算機數(shù)控系統(tǒng)CNC、伺服系統(tǒng)、機械本體、液壓系統(tǒng)等各部分組成。但加工中心又不等同于數(shù)控銑床，加工中心與數(shù)控銑床的最大區(qū)別在于加工中心具有自動交換刀具的功能，通過在刀庫安裝不同用途的刀具，可在一次裝夾中通過自動換刀裝置改變主軸上的加工刀具，實現(xiàn)鉆、鏜、鉸、攻螺紋、切槽等多種加工功能。2加工中心的結構組成及工作過程本例數(shù)控加工中心機床有輸入、輸出裝置、可編程控制器、伺服系統(tǒng)、檢測反饋裝置和機床主機等組成。如下圖11所示。圖11數(shù)控機床組成機構圖輸入裝置可將不同加工信息傳遞給計計算機。在數(shù)控機床產(chǎn)生的初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現(xiàn)已趨于淘汰；目前，使用鍵盤、磁盤等，大大方便了信息輸入工作。輸出指輸出內(nèi)部工作參數(shù)（含機床正常、理想工作狀態(tài)下的原始參數(shù)，故障診斷參數(shù)等），一般在機床剛工作狀態(tài)需輸出這些參數(shù)做記錄保存，帶工作一段時間后，再將輸出與原始資料做比較、對照，可幫助判斷機床工作是否維持正常。數(shù)控裝置只數(shù)控機床的核心與主導，完成所有加工數(shù)據(jù)的處理、計算工作，最終實現(xiàn)數(shù)控機床個功能的指揮工作。它包含為計算機的電路，各種借口電路、CRT顯示器等硬件及相應軟件。可編程控制器對主軸單元實現(xiàn)控制，將程序中的轉速指令進行處理而控制主軸轉速；管理刀庫，進行自動刀具交換、選刀方式、刀具累計使用次數(shù)、刀具剩余壽命及道具刃磨次數(shù)等管理；控制主軸正反轉和停止、準停、切削液開關、卡盤夾緊松開、機械手取送刀等動作；還對機床外部開關（行程開關、壓力開關、溫控開關等）進行控制；對輸出信號（刀庫、機械手、回轉工作臺等）進行控制。檢測反饋裝置由檢測元件和相應的電路組成，主要是檢測速度和位移，并將信息反饋與數(shù)控裝置，實現(xiàn)閉環(huán)控制以保證數(shù)控機床加工精度。數(shù)控機床的工作過程如下圖12所示。圖12數(shù)控機床的工作過程（二）可編程控制技術的特點及應用1可編程控制技術的特點及應用可編程控制器，簡稱PLC（PROGRAMMABLELOGICCONTROLLER），是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（INTERNATIONALELECTRICALCOMMITTEE）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字操作的電子裝置”。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原理而設計。PLC之所以高速發(fā)展除了工業(yè)自動化的客觀需求外，還有許多獨特的優(yōu)點。它較好的解決了工業(yè)控制領域中的可靠、安全、靈活、方便經(jīng)濟等問題。其特點如下1編程方法簡單易學梯形圖是使用最多的PLC的編程語言，其電路符號和表達式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電器技術人員只要花幾天時間就能可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶語言。2性能強，性能價格比高一臺小型PLC內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能。與相同功能的繼電器控制系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比，PLC可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制，集中管理。3硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強PLC產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化、配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶使用用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能力，可以直接驅動一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。4）可靠性高，抗干擾能力強傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器，時間繼電器。由于觸電接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，PLC外部僅剩下與輸入和輸出的有關的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/101/100，因觸電接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業(yè)控制設備之一。5系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試工作量小PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等期間，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般用順序控制設計法來設計。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復雜的控制系統(tǒng)，設計梯形圖的時間比設計相同功能的繼電器控制系統(tǒng)電路圖的時間要少很多。PLC的用戶程序可以在實驗實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少很多。6維修工作量小，維修方便PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模式的方法可以迅速的排除故障。7體積小，能耗低復雜的控制系統(tǒng)使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器盒時間繼電器，小型PLC的體積僅相當于幾個繼電器的大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的1/21/10。PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)的的配線少很多，股可以節(jié)省大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時，加上開關柜體積的縮小，可以節(jié)省大量的費用。2PLC在數(shù)控機床中的應用（1）PLC在數(shù)控機床中的應用形式PLC在數(shù)控機床中應用，通常有兩種形式一種稱為內(nèi)裝式；一種稱為獨立式。內(nèi)裝式PLC也稱集成式PLC，采用這種方式的數(shù)控系統(tǒng)，在設計之初就將NC和PLC結合起來考慮，NC和PLC之間的信號傳遞是在內(nèi)部總線的基礎上進行的，因而有較高的較高交換速度和較寬的信息通道。它們可以共用一個CPU也可以是單獨的CPU這種結構從軟硬件整體上考慮,PLC和NC之間沒有多余的導線連接,增加了系統(tǒng)的可靠性,而且NC和PLC之間易實現(xiàn)許多高級功能。PLC中的信息也能通過CNC的顯示器顯示,這種方式對于系統(tǒng)的使用具有較大的優(yōu)勢。高檔次的數(shù)控系統(tǒng)一般都采用這種形式的PLC。獨立式PLC也稱外裝式PLC，它獨立于NC裝置，具有獨立完成控制功能的PLC。在采用這種應用方式式，可根據(jù)用戶自己的的特點，選用不同專業(yè)PLC廠商的產(chǎn)品，并且可以更為方便的對控制規(guī)模進行調(diào)整。（2）PLC與數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機床間的信息交換相對于PLC，機床和NC就是外部。PLC與機床以及NC之間的信息交換，對于PLC的功能發(fā)揮，是非常重要的。PLC與外部的信息交換，通常有四個部分機床側至PLC機床側的開關量信號通過I/O單元接口輸入到PLC中，除極少數(shù)信號外，絕大多數(shù)信號的含義及所配置的輸入地址，均可由PLC程序編制者或者是程序使用者自行定義。數(shù)控機床生產(chǎn)廠家可以方便的根據(jù)機床的功能和配置，對PLC程序和地址分配進行修改。PLC至機床PLC的控制信號通過PLC的輸出接口送到機床側，所有輸出信號的含義和輸出地址也是由PLC程序編制者或者是使用者自行定義。NC至PLCCNC至PLCCNC送至PLC的信息可由CNC直接送入PLC的寄存器中,所有CNC送至PLC的信號含義和地址（開關量地址或寄存器地址）均由CNC廠家確定,PLC編程者只可使用不可改變和增刪。如數(shù)控指令的M、S、T功能,通過CNC譯碼后直接送入PLC相應的寄存器中。PLC至CNCPLC送至CNC的信息也由開關量信號或寄存器完成,所有PLC送至CNC的信號地址與含義由CNC廠家確定,PLC編程者只可使用,不可改變和增刪。（3）PLC與數(shù)控機床外圍電路的關系如前所述，PLC在數(shù)控機床中用來控制機床的強電回路（通過一些電器元件）。為了更好了解數(shù)控機床的PLC的控制功能，就有必要對PLC和外圍電路的關系進行分析。數(shù)控機床通過PLC對機床的輔助設備進行控制，PLC對對外圍電路的控制來實現(xiàn)對輔助設備的控制的。PLC接受NC的控制信號以及外部反饋信號，經(jīng)過邏輯運算、處理將結果以信號的形式輸出。輸出信號從PLC的輸出模塊輸出，有些信號經(jīng)過中間繼電器控制接觸器然后控制具體的執(zhí)行機構動作，從而實現(xiàn)對外圍輔助機構的控制。有些信號不需要通過中間環(huán)節(jié)的處理直接用于控制外部設施，比如說，有些直接用低壓電源驅動的設備（如面板上的指示燈）。也就是說每一個外部設備（使用PLC控制的）都是由PLC的一路控制信號來控制的，也就是說每一個外部設備（使用PLC控制的）都在PLC中和一個PLC輸出地址相對應。PLC對外圍設備的控制，不僅僅是要輸出信號控制設備、設施的動作，還要接受外部反饋信號，以監(jiān)控這些設備設施的狀態(tài)。在數(shù)控機床中用于檢測機床狀態(tài)的設備或元件主要有，溫度傳感器、震動傳感器、行程開關、接近開關等等。這些檢測信號有些是可以直接輸入到PLC的端口，有些必須要經(jīng)過一些中間環(huán)節(jié)才能夠輸入到PLC的輸入端口。無論是輸入還是輸出，PLC都必須要通過外圍電路才能夠控制機床的輔助設施的動作。在PLC和外圍電路的關系中，最重要的一點就是外部信號和PLC內(nèi)部信號處理的對應。這種對應關系就是前面所說的地址分配，就是將每一個PLC中地址和外圍電路每一路信號相對應。這個工作是在機床生產(chǎn)過程中，編制和該機床相對應的PLC程序時，由PLC程序編制工程師定義。當然做這樣的定義必須遵循必要的規(guī)則，以使PLC程序符合系統(tǒng)的要求。（三）課題的研究意義自動換刀系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分。刀具夾持元件的結構特性及它與機床主軸的聯(lián)絡方式，將直接影響機床的加工性能。刀庫結構結構形式及刀具交換裝置的工作方式，則會影響機床的換刀效率。自動換刀系統(tǒng)本省及相關結構的復雜程度又會對機床的成本造價產(chǎn)生直接影響。本文對數(shù)控機床自動換刀裝置進行研究，不僅提升數(shù)控機床的工作效率，而且通過對其結構的研究，使得在可行的范圍內(nèi)降低整機的成為可能，對實踐具有重要的指導意義。二、機械手的自動換刀裝置研究加工中心要完成對工件的多工序加工，必須要在加工過程中自動更換刀具，為完成這項工作而設置的儲存及更換刀具的系統(tǒng)統(tǒng)稱為自動換刀系統(tǒng)。自動換刀系統(tǒng)中的刀庫，換刀的可靠性，即換刀速度直接影響到加工中心的工作效率。利用刀庫換刀，是目前加工中心中大量使用的換刀方式。由于有了刀庫，機床只要一個固定主軸夾持刀具，有利于提高主軸剛度。獨立的刀庫大大增加了刀具的儲存數(shù)量，有利于擴大機床的功能，并能較好地減少各種影響加工精度的干擾。（一）刀庫自動選刀機械系統(tǒng)刀庫自動選刀機械系統(tǒng)主要是將加工所需刀具，從刀庫中傳送到主軸夾持機構上,基本要求換刀時間短，刀具重復定位精度高，足夠的刀具儲存量，刀庫占地面積小結構緊湊，安全可靠。刀庫系統(tǒng)是提供自動化加工過程中所需之儲刀及換刀需求的一種裝置；其自動換刀機構及可以儲放多把刀具的刀庫。由,腦程式的控制，可以完成各種不同的加工需求，如銑削、鉆孔、搪孔、攻牙等。大幅縮短加工時程，降低生產(chǎn)成本。刀庫主要是提供儲刀位置，并能依程式的控制，正確選擇刀具加以定位，以進行刀具交換；換刀機構則是執(zhí)行刀具交換的動作。刀庫必須與換刀機構同時存在，若無刀庫則加工所需刀具無法事先儲備；若無換刀機構，則加工所需刀具無法自刀庫依序更換，而失去降低非切削時間的目的，刀庫自動換刀示意圖如圖21所示。圖21刀庫自動換刀1、盤式刀庫在盤式刀庫結構中，刀具可以沿主軸徑向、軸向、斜向安放，如圖22（A）、（B）、（C）。刀具軸向安裝的結構最為緊湊，但為了換刀時刀具與主軸同向，有的刀庫中的刀具需要在換刀位置作翻轉。在刀庫容量較大時，為在存取方90便的同時保持結構緊湊，可采取彈倉式結構，但是較其他形式復雜。目前大量的刀庫安裝在機床立柱的頂面或側面。在刀庫容量較大時，也有安裝在單獨的地基上的，以隔離刀庫轉動造成的振動。盤式刀庫的刀具軸線也圓盤軸線平行，刀具環(huán)形排列，分徑向、軸向兩種取刀方式，其刀座結構不同。這種盤式刀庫結構簡單，應用較多，適用于刀庫容量較小的情況。為增加刀庫空間利用率，可采用雙環(huán)或多環(huán)排列刀具的形式，但圓盤直徑增大，轉動慣量就增加，選刀時間也較長。（A）（B）（C）圖22盤式刀庫結構其他的刀庫形式還有很多，由于篇幅的限制這里就不再詳細介紹了。結合的實際情況，在本設計中采用盤式刀庫這種結構。2、換刀機械手介紹采用機械手進行刀具交換的方式應用的最為廣泛，這是因為機械手換刀有很大的靈活性，而且可以減少換刀時間。加工中心換刀機械手的種類繁多，可以說每個廠家都推出自己的獨特的換刀機械手，在加工中心的自動換刀系統(tǒng)中，是機械手具體執(zhí)行刀具的自動更換，對其要求是迅速可靠、準確協(xié)調(diào)。由于加工中心機床的刀庫和主軸，其相對位置距離不同，相應的換刀機械手的運動過程也不盡相同，它們由各種形式的機械手來完成。（1）雙臂端面夾緊式機械手雙臂斷面夾緊機械手在夾緊部位上是夾緊刀柄的兩個端面，如圖23所示。圖23雙臂端面夾緊式機械手由于雙臂回轉式機械手的動作比較簡單，而且能夠同時抓取和裝卸機床主軸和刀庫上的刀具，換刀時間較短，故我們選用雙臂回轉式機械手。（二）ATC的作用及其組成1、ATC的作用加工中心與一般數(shù)控機床的顯著區(qū)別是具有對零件進行多工序加工的能力，即能在一次裝夾中自動完成銑、鏜、擴、攻螺紋和內(nèi)槽加工等，其之所以有這種加工能力就是因為它有一套自動換刀裝置。自動換刀裝置是指能夠自動完成主軸與刀具儲存位置之間刀具交換的裝置。ATC的主要組成部分是刀庫、機械手和驅動裝置。刀庫的功能是存儲刀具并把下一把即將要用的刀具準確地送到換刀位置。供換刀機械手完成新舊刀具的交換。當?shù)稁烊萘看髸r，常遠離主軸配置且整體移動不易，這就需要在主軸和刀庫之間配置換刀機構來執(zhí)行換刀動作。完成此功能的機構包括送刀臂、擺刀站、和換刀臂，總稱為機械手。具體來說，它的功能是完成刀具的裝卸和在主軸頭與刀庫之間的傳遞。驅動裝置則是使刀庫和機械手實現(xiàn)其功能的裝置，一般由步進電機或液壓（或氣液機構）或凸輪機構組成。2、ATC的組成（1）刀庫刀庫的功能刀庫的作用是儲備一定數(shù)量的刀具，機械手實現(xiàn)主軸上刀具的互換。刀具的類型有盤式刀庫、鏈式刀庫等多種形式，刀庫的形式和容量要根據(jù)機床的工藝范圍來確定。刀庫的容量刀庫的容量首先要考慮加工工藝的需要，從使用角度出發(fā)，一般為1040把刀，刀庫的利用率會高，而結構比較緊湊。刀具的選擇方式A、順序選擇將刀具按加工工序的順序，一次放人刀庫的每一個刀座內(nèi)。每次換刀時，刀庫順序轉動一個刀座位置，并取出所需要的刀具，已經(jīng)使用過的刀具可以放回原來的刀座內(nèi)，也可以順序放入下一個刀座內(nèi)。但由于刀庫中刀具在不同的工序中不能重復使用，必須增加刀庫的容量，降低了利用率。B、任意選擇目前大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)都采用任意選刀的方式，其分為刀套編碼、刀具編碼和記憶式等三種。刀具編碼或到套編碼需要在刀具或到套上安裝用于識別的編碼條，一般都是根據(jù)二進制編碼的原理進行編碼。刀具編碼選刀方式采用了一種特殊的刀柄結構，并對每把刀具編碼。每把刀具都有自己的代碼，因而刀具可在不同的工序中多次重復使用，換下的刀具不用放回原刀座，刀庫的容量也可相應減少。采用記憶式選刀，這種方式能將道具號和倒庫中的刀套位置對應地記憶在數(shù)控系統(tǒng)的PLC中，無論刀具放在哪個刀套內(nèi)，刀具信息都始終據(jù)存在PLC內(nèi)。刀庫上裝有位置檢測裝置，可獲得每個刀套的位置。這樣刀具就可以任意取出并送回。刀庫上還沒有機械遠點，使每次選刀時就近選取。刀庫的控制方式A、刀庫作為系統(tǒng)的定位軸來控制。在梯形圖中根據(jù)指令的T瑪進行運算比較厚輸出角度和速度指令到考庫伺服驅動刀庫伺服電機。刀庫的容量、旋轉速度、加/減速時間等均可在系統(tǒng)參數(shù)中設定，此種方式不受外界因素影響定位準確、可靠但成本較高。B、刀庫由液壓馬達驅動，有快/慢速之分，用接近開關計數(shù)并定位。在梯形圖中比較系統(tǒng)存儲的當前刀號（主軸上的刀）和目標刀號（預選刀）并運算，再輸出旋轉指令，同時判斷按最短路徑旋轉到位。這種方式需要足夠的液壓動力和電磁閥刀庫旋轉速度可通過節(jié)流閥調(diào)整。但使用一段時間后可能胡因為油質(zhì)、油壓、油溫及環(huán)境因素的變化而影響運動速度和準確性。一般用于不需頻繁換刀的大中型機床。C、刀庫由交流異步電動機驅動凸輪機構（馬氏）機構，用接近開關計數(shù)，這種方式運行穩(wěn)定，定位準確可靠，一般與凸輪機械手配合使用，換刀速度快，定位準確。（三）機械手1機械手的功能機械手是執(zhí)行刀庫和主軸之間換刀動作的裝置。2機械手的機械動作機械動作一般包含拐臂旋轉、手臂伸縮、手臂180度旋轉、抓手的松緊。3機械手的驅動與控制方式（1）機械手用液壓驅動，靠接近開關檢測位置。如收的平移/爪刀/換刀/插刀等動作分別有不同的電磁閥驅動；但這種方式傳動機構較多，且收液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性檢測元件靈敏度等外界因素的影響。常用于不需頻繁換刀的大型臥式加工中心。（2）機械手由交流異步電動機帶動凸輪機構旋轉，整個換刀過程機械手僅在主軸送/拉到是啟動/停止3次，整個換刀動作連貫穩(wěn)定，運行可靠，換刀時間一般在2S左右。但對主軸拉松刀及爪刀位置的準確性要求較高，常用于需頻繁換刀的中小型加工中心。（3）機械手由伺服電機驅動，定位精度高，換刀快速穩(wěn)定，但成本較高。（四）夾抓類型根據(jù)爪刀柄在換刀機構刀臂上的夾持方式可分為固定爪、活動爪、單夾爪、雙夾爪、彈簧爪、動力爪等類。固定爪是指刀臂夾持部能吻合刀柄V形槽的半圓形部分，半圓形夾持部的一端或兩端有彈簧扣，即所謂單夾爪、雙夾爪由兩個可張開的夾指所組成即活動爪，其夾緊力由彈簧產(chǎn)生的即彈簧爪，通常以直徑方式抓刀松刀；由液壓缸等動力議案控制其張合的為動力爪。（五）刀柄自動換刀裝置的工作質(zhì)量表現(xiàn)為換到時間和故障率，刀柄的選擇直接影響到機床的開動率和設備的投資大小，因此對刀柄的選擇十分重要。采用標準刀柄，標準刀柄與機床主軸連接的結合面試724錐面。刀面有多種規(guī)格，常用的有ISO標準的40號、45號、50號，個別的還有35號和30號。另外還必須考慮換刀機械手尺寸的要求和主軸上拉緊刀柄的拉釘尺寸要求。目前國內(nèi)機床上使用的刀柄規(guī)格很多，而且使用標準有美國的、德國的、日本的。因此，在選定機床后，選擇刀柄之前必須了解該機床主軸用的規(guī)格，機械手夾持尺寸及刀柄的實際尺寸。（六）加工中心機械手自動換刀過程機械手將刀具從刀庫中取出送至機床主軸上，然后將用過的舊刀送回刀庫。其動作過程簡述如下（結合如下?lián)Q刀過程示意圖24）1、刀套下轉90如下圖A所示刀庫位于立柱左側，刀具軸線在刀庫中的安裝方向與主軸垂直。換刀前，刀庫將待換刀具送到換刀位置，然后刀套連同刀具翻轉90，使刀具軸線與主軸軸線平行，如圖B所示。2、機械手轉75如圖C所示，換刀機械手逆時針旋轉75，兩手爪分別抓住刀庫上和主軸上的刀柄。3、機械手拔刀待主軸上自動夾緊機構松開刀具后，機械手下降，同時拔出主軸上和刀庫上的刀具，如圖D所示。4、刀具位置交換如圖E所示，機械手逆時針轉180，使主軸刀具與刀庫刀具交換位置。5、機械手插刀機械手上升，分別將刀具插入主軸錐孔和刀庫刀套中,如圖F所示。6、機械手順時針轉75如圖G所示,待主軸上自動夾緊機構夾緊刀具后，機械手順時針轉75，回到原始位置。7、刀套帶著換回的舊刀具向上翻轉90，準備下一次選刀,如圖H所示。圖24換刀過程示意圖三、PLC控制系統(tǒng)設計（一）PLC的基本結構1CPU模塊CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲器組成。在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當于人的心臟和大腦，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存程序和數(shù)據(jù)。2I/O模塊輸入模塊和輸出模塊簡稱為I/O模塊，它們相當于人的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設備和CPU模塊的橋梁。3編程器編程器用來生成用戶程序，并用它來編輯、檢查、修改用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編輯器。它的體積小，價格便宜，一般用來給小型PLC編程，或用于現(xiàn)場調(diào)試和維護。4電源PLC使用AC220V電源或DC24V電源。內(nèi)部的開關電源為各模塊提供不同電壓等級直流電源。小型PLC可以為輸入電路和外部的電子傳感器提供DC24V電源，驅動PLC負載的直流電源一般由用戶提供。（二）PLC的程序結構以西門子S7200為例，S7200CPU的控制程序由主程序、子程序和中斷程序組成。1、主程序主程序是程序的主體，每一個項目都必須并且只能有一個主程序。在主程序中可以調(diào)試用子程序和中斷程序。主程序通過指令控制整個應用程序的執(zhí)行，每個掃描周期都要執(zhí)行一次主程序。STEP7MICRO/WINDE程序編輯器窗口下部的標簽用來選擇不同的程序。因為各個程序都放在獨立的程序塊中，各程序結束時不需要加入無條件結束指令或無條件返回指令。2、子程序子程序可逆的，僅在被其他程序調(diào)用時執(zhí)行。同一個子程序可以在不同的地方多次調(diào)用。使用子程序可以簡化程序代碼和減少掃描周期時間。設計的好的子程序容易移植到其他別的項目中。3、中斷程序中斷程序用來即使處理與用戶程序的執(zhí)行時序無關的操作，或者不能事先預測何時發(fā)生的中斷事件。中斷程序不是有用戶用戶程序調(diào)用。而是在中斷事件發(fā)生時由操作系統(tǒng)調(diào)用。中斷程序是用戶編寫的。因為不能預知何時會出現(xiàn)中斷事件，所以不允許中斷程序改寫可能在其他程序中使用的存儲器。（三）S7200系列PLC西門子公司的S7200系列PLC可以滿足多種多樣的自動化控制要求，由于具有緊湊的設計、良好的擴展性、低廉的價格及強大的指令系統(tǒng)，使得S7200可以幾乎完美的滿足小型規(guī)模的控制要求。此外，豐富的CPU類型和電壓等級使其在解決用戶的工業(yè)自動化問題時，具有很強的適應性和選擇性。S7200CPU22X系列PLC，是S7200CPU21X系列的替代產(chǎn)品，由于它具有多種功能模塊和人機界面可供選擇，因此很容易組成PLC網(wǎng)絡。在這里以S7200CPU22X為重點介紹。1、CPU22X系列的基本單元近幾年西門子公司推出的S7200CPU22X的系列產(chǎn)品有CPU221模塊、CPU222模塊、CPU224模塊、CPU226模塊、CPU226XM模塊。CPU22X系列產(chǎn)品的性能如表31所示，供用戶在設計時查詢。CPU22X系列產(chǎn)品指令豐富、速度快、具有較強的通信能力。例如，CPU226的I/O總40點，其中輸入為24點，輸出為16點；可攜帶7個擴展模塊；用戶程序存儲器容量為8KB；內(nèi)置高速計算器，具有PID控制器的功能；有兩個高速脈沖輸出端和2個RS485通信口；具有PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由協(xié)議的通信能力。運行速度快、通信能力強，使用于較高的中小型控制系統(tǒng)。表31S7200CPU系列產(chǎn)品的主要性能表特征CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226外形尺寸（MM9080629080621205806214080621908062程序存儲區(qū)運行模式下編輯非運行模式下編輯4096字節(jié)4096字節(jié)4096字節(jié)4096字節(jié)8192字節(jié)12288字節(jié)12288字節(jié)16384字節(jié)16384字節(jié)24576字節(jié)數(shù)據(jù)存儲區(qū)2048字節(jié)2048字節(jié)8192字節(jié)10240字節(jié)10240字節(jié)掉電保護時間50小時50小時100小時100小時100小時本機數(shù)字量I/O本機模擬量I/O6入/4出無8入/6出無14入/10出無24入/10出6入/4出24入/16出無數(shù)字I/O映像區(qū)256（128入/128出）模擬I/O映像區(qū)無32（16入/16出）64（32入/32出）64（32入/32出）64（32入/32出）脈沖捕捉輸入68141424擴展模塊數(shù)量0個模塊2個模塊7個模塊7個模塊7個模塊高速計數(shù)器單相兩相總共4個4路30KHZ2路20KHZ總共4個4路30KHZ2路20KHZ總共6個6路30KHZ4路20KHZ總共6個4路30KHZ2路200KHZ3路20KHZ1路100KHZ總共6個6路30KHZ4路20KHZ脈沖輸出（DC）2路20KHZ2路20KHZ2路20KHZ2路100KHZ2路20KHZ模擬電位器1個（8位分辨率）2個（8位分辨率）實時時鐘配時鐘卡配時鐘卡內(nèi)置內(nèi)置內(nèi)置RS485通信口11122布爾指令執(zhí)行速度022S/指令浮點數(shù)運算有四、PLC實現(xiàn)隨機換刀在隨機換刀控制中，換刀的位置是隨機的，刀具選擇指令與刀套編號無關，是隨機變動的，指令僅以刀具自身的直接編號為目標。這種換刀方式在新刀取出后，刀具不需轉動，可立即隨機存入原先使用的刀具，即換刀、存刀一次完成，縮短了換刀時間。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出T代碼換刀指令給PLC，經(jīng)譯碼后在數(shù)據(jù)表中檢索，找到代碼指定的新刀號所在的數(shù)據(jù)表地址，并與實現(xiàn)刀號對照，如果不相同，則將刀庫回轉控制信號送至刀庫控制系統(tǒng)，直到定位到新刀號位置，刀庫才停止回轉，并準備換刀。（一）刀庫換刀定位控制1、換刀過程盤式刀庫的三個基本動作取刀、還刀、換刀。取刀既是主軸上無刀具，將目標刀具由刀庫取刀主軸上。還刀是主軸上有刀具，將主軸刀具還回刀庫中對應的位置。換刀是主軸上有刀具，先將主軸上的刀具還回刀庫中對應的位置上，然后目標刀具由刀庫取到主軸上。取刀的基本過程1、刀庫將目標刀具按就近原則轉到換到位置。2、Z軸進入換刀準備位置。3、刀庫進入換刀位置。4、主軸準停，主軸松刀。5、Z軸進入換刀位置。6、主軸緊刀。8、刀庫回到原始位置。9、Z軸返回到換刀準備位置。還刀的基本過程1、Z軸進入換刀準備位置。2、Z軸進入換刀位置，主軸準停，3、刀庫進入換刀位置。4、主軸松刀。5、Z軸返回到換刀準備為位置。6、主軸緊刀。換刀控制的基本約定1、盤式刀庫采用固定刀位，即刀具號就是刀庫位置號。2、就近尋找目標刀具。3、程序測試時要求刀庫無換刀動作。編程的刀具應生效，以便系統(tǒng)檢測加上刀具參數(shù)后有無超出軟限位，記錄進入程序測試時，主軸上的刀具號，在程序測試結束后的第一次換刀時，恢復原主軸的刀具號。2、輸入/輸出及內(nèi)部繼電器地址分配利用西門子S7200可編程控制器對自動選刀和刀庫運動定位進行控制，其輸入/輸出及內(nèi)部繼電器地址見表41。表41PLC輸入/輸出及內(nèi)部繼電器地址分配序號輸入輸出數(shù)據(jù)內(nèi)部繼電器1234567I00刀具檢測I01復位按鈕Q00正轉Q01反轉Q02減速Q(mào)03停車VW010現(xiàn)值VW012設定值VW014差值M01換刀指令M02啟動微分M03復位微分M04正轉標志M05反轉標志M06減速標志M07停止信號3、分析控制要求根據(jù)加工要求，自動將指定的刀具轉至換刀位置；刀庫盤上共有10刀具供選；為提高換刀效率，要求換刀時按最小旋轉角（小于等于180）轉動為提高定位精度，當指定刀具號轉至離取刀具號位置時減速。若設定值為8，現(xiàn)值為2，則8265，置正轉標志；若設定值為4，現(xiàn)值為2，則4225置正轉標志；由于95，經(jīng)小于半數(shù)處理1091，置減速標志。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出T代碼指令給PLC，經(jīng)PLC譯碼后在數(shù)據(jù)表中檢索，找到T代碼指定到新刀號所在的數(shù)據(jù)表地址，換刀起動，并設定新刀號內(nèi)存。用設定值VW12減去當前值VW10，得到差值VW14內(nèi)存，若VW14為負值，取補后內(nèi)存，若差值大于當前刀號的一半5，則設正轉輸出標志M03，若小于5，設反轉輸出標志M04；設正轉輸出標志后使差值VW14小于一半（也就是10減去差值VW14，然后差值VW14內(nèi)存）。若差值VW14小于或等于2，設減速標志M05。然后進行刀具檢測I00，若是正轉Q00，當前刀號加，當前值VW10內(nèi)存，若當值VW10等于0，一號刀作為當前值VW10內(nèi)存；若當前值VW10不等于0，用差值VW14減1，差值VW14內(nèi)存；若不是正轉Q00，當前號減，當前值VW10內(nèi)存，若當前值VW10等于,10號刀作為當前值VW10內(nèi)存，若當前值VW10不等于0，則用差值VW14減1，差值VW14內(nèi)存。然后看設定值VW12是否等于現(xiàn)值VW10，等于，則停車標志M07有效，停車結束Q03；不等于的話，停車標志M07無效，正傳標志M03有效，輸出正轉Q00，反轉標志M04有效，輸出反轉Q04，減速標志M05有效，輸出減速Q(mào)02，然后返回差值VW14是否小于等于2，反復循環(huán)，直至停車標志M07有效，停車Q03有效。4、動作要求（1）跟具加工的要求，刀庫應該能夠自動地將指定刀具轉至目標換刀位置。（2）刀庫盤上共有10把刀。（3）為提高換刀效率，要求換刀時按最小旋轉角轉動。（4）為提高換刀效率，當指定刀具號轉至距取到位置相差兩個刀號位置時，刀庫要減速。（二）PLC硬件接線圖正轉K反轉減速停車圖42PLC硬件接線圖（三）自動換刀PLC流程圖設減速標志檢測刀具是正轉當前刀號加1當前刀號減1當前值0當前值2120當前內(nèi)存1當前值內(nèi)存差值減1差值內(nèi)存NNNYNNYNYNYYY設定值現(xiàn)值設停車標志停車有效正傳有效輸出正傳停車反轉有效輸出反轉設正傳輸出標志使差值小于一半差值15M01M03SUB_IENENOIN1IN2OUT20VW14VW14VW101VW12Q01VW10111VW1412M05VW1415M04M01M06PM06TNC_WENENOINOUTVW10VW10SM00I00Q01MOV_WENENOINOUTVW1010VW1010Q00MOV_WENENOINOUTVW101DEC_WENENOINOUTVW14VW14M06SM00SM07Q03SM00Q00M07Q00M04Q01M07Q01M05Q02M07Q02Q07SM01Q01M03M04圖44自動換刀控制的梯形圖（五）STEP7MICRO/WIN32編程軟件STEP7MICRO/WIN32是應用于S7200系列PLC的編程軟件，可以在32位的WINDOWS操作系統(tǒng)下運行。它的功能強大，為用戶開發(fā)、編輯和監(jiān)控自己的運行程序提供了良好的編程環(huán)境。它是西門子S7200用戶不可缺少的開發(fā)軟件。1、STEP7MICRO/WIN32軟件運行軟件安裝后，重啟計算機，在桌面上會出現(xiàn)一個快捷方式的圖標，鼠標雙擊該圖標，即可進入STEP7MICRO/WIN32編程軟件。主界面如圖45。軟件主要界面包括引導條、菜單條包括8個主菜單項）、指令樹（快捷操作窗口）、工具條4個分區(qū)，另外還有輸出窗口、狀態(tài)條和程序編輯器、局部變量表等窗口。除菜單條外用戶可根據(jù)需要決定其他窗口的取舍和樣式的設置。圖45編程軟件主界面2、菜單條菜單條可以使用鼠標單擊或進行相應的熱鍵操作。（1）文件（FILE）執(zhí)行“文件（FILE）”菜單命令，可以進行文件的相關操作。如新建、打開、關閉、保存文件，上傳和下載程序，打印設置，打印文件等相關操作。（2）編輯（EDIT）執(zhí)行“編輯（EDIT）”菜單命令，可以進行程序編輯。如完成選擇、復制、剪貼、粘貼程序塊和數(shù)據(jù)塊，同時提供查找、替代、插入、刪除等功能。（3）檢視（VIEW）執(zhí)行“檢視（VIEW）“菜單命令。可以設置軟件的開發(fā)環(huán)境的風格。如決定其他輔助窗口的打開與關閉；執(zhí)行引導窗口的任何項；選擇不同語言的編輯器（包括STL、LAD、FBD）三種、設置三種程序編輯器的個性風格等操作。（4）PLC執(zhí)行“PLC”菜單命令，可以進行聯(lián)機時PLC的相關操作；如改變PLC的工作方式、在線編譯、查看PLC、清除程序和數(shù)據(jù)、時鐘、存儲卡操作、程序比較、PLC類型的選擇和通信設置等。在此還提供在線翻譯的功能。（5）調(diào)試（DEBUG）執(zhí)行“調(diào)試（DEBUG）”菜單命令，用于聯(lián)機調(diào)試，在離線方式下，該菜單的下拉菜單呈灰色，表示該菜單不具備執(zhí)行條件，處于不可操作的狀態(tài)。（6）工具TOOLS執(zhí)行“工具TOOLS”菜單命令，可以調(diào)用復雜指令向導，配置調(diào)制解調(diào)器，使復雜的程序指令大大簡化；安裝文本顯示器TD200向導；改變界面風格、也可以設置編輯器的風格等。（7）窗口（WINDWS）執(zhí)行“窗口（WINDWS）”菜單命令，可以打開一個或多個窗口，并且可以在多窗口之間進行切換；可以設置窗口的排放形式，如層疊、水平、垂直等形式。（8）幫助（HELP）執(zhí)行“幫助（HELP）”菜單命令，可以通過菜單上的目錄和索引檢閱所有的相關信息，幫助菜單還提供上網(wǎng)查詢功能，而且在軟件的操作過程中，任何步驟和任何位置都可以按F1鍵來顯示在線幫助，大大的方便了用戶的使用。3、工具條工具條提供便捷的鼠標操作，將最常用的STEP7MICRO/WIN32操作以按鍵形式設定到工具條上。可以對“檢視“菜單中的“工具條”選項進行操作來顯示或藏匿3種工具條標準，調(diào)試和指令。4、引導條引導條可以通過“檢視（VIEW）”菜單中的“瀏覽條”選項來選擇是否打開，它為編程提供按鈕控制的快捷窗口切換功能，包括程序塊、符號表、狀態(tài)圖、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、交叉引用和通信等組件。程序塊由可執(zhí)行的代碼和注釋組成，可執(zhí)行的代碼由主程序（OB1）、可選的子程序（SBR_0）和中斷程序（INT_0）組成，程序代碼編譯好后下載到PLC中，而程序注釋被忽略。符號表是為了在實際編程時增加程序的可讀性，通常帶有實際含義的符號作為編程元件代號，而不是直接使用元件在主機的地址，如編程時用START作為編程元件，而不用I00符號表可用來建立自定義符號與直接地址間的對應關系，并加以注釋，可以使程序清晰易讀。狀態(tài)圖可以在聯(lián)機調(diào)試時檢視和觀察程序執(zhí)行時各變量的值和狀態(tài)。數(shù)據(jù)塊由數(shù)據(jù)和注釋組成。數(shù)據(jù)塊窗口可以設置和修改變量儲存區(qū)內(nèi)個類型存儲區(qū)的一個和多個變量值，并加以注釋說明。開關量控制程序一般不需要數(shù)據(jù)塊。系統(tǒng)塊可以完成通信窗口、保留范圍、密碼、輸出表、輸出過濾器、脈沖截取位、背景時間、EM配置、LED配置和擴大內(nèi)存項目的參數(shù)設置。交叉引用提供3個方面的引索信息，即交叉引索信息、字節(jié)使用情況信息和位使用情況信息，使編程所有PLC一目了然。單擊引導條中的任意一個按鍵，則主窗口便切換成此按鈕所對應的窗口。5、指令樹指令樹是提供在編程時用到的所有快捷操作命令和PLC指令，可以通過“檢視（VIEW）”菜單中的“指令樹（INSTRUCTIONTREE）”選項來選擇是否打開。引導條中的所有操作都可用“指令樹（INSTRUCTIONTREE）”窗口或“檢視（VIEW）”菜單來完成，可以根據(jù)個人愛好來選擇指令樹或引導條。6、輸出窗口輸出窗口來顯示程序編譯的結果信息，如各程序塊（主程序、子程序數(shù)量及主程序號，中斷程序數(shù)量及中斷程序號）及各個程序塊的大小，編譯結果有無錯誤，錯誤編碼和位置等。7、狀態(tài)欄狀態(tài)欄也稱任務欄，與一般任務欄相同。它顯示軟件執(zhí)行狀態(tài)。編輯程序時，顯示當前網(wǎng)絡號、行號、列號；運行時，顯示運行狀態(tài)、通信波特率、遠程地址等內(nèi)容。8、編輯器編輯器可選用梯形圖、語言表或功能圖表任意一種編輯器編寫用戶程序，或在聯(lián)機狀態(tài)下從PLC上下載用戶程序進行閱讀程序和修改程序。9、局部變量表每個程序塊對應一個程序表，在帶參數(shù)的子程序調(diào)用中，參數(shù)調(diào)試就是通過局部變量表進行的。五、結論光陰荏苒，轉眼間在南京電大的學習就要結束了。作為畢業(yè)之前的最后一次練兵，也為了把所有的知識串聯(lián)起來。我們進行了這次畢業(yè)設計。為我們的大學生活畫上一個圓滿的額句號，也為我們即將開始的工作提供了很好的練兵機會、加工中心刀庫的設計，是在原有基礎上進行較大規(guī)模的技術更新或技術創(chuàng)新。提高精度、效率和自動化程度，降低經(jīng)濟成本，節(jié)約工裝費用，也減輕了工人勞動強度。因此，它特別適合對國內(nèi)現(xiàn)有的加工中心的改造。本次設計的題目是加工中心自動換刀裝置的設計。關于盤式刀庫的自動換刀。剛拿到題目對于刀庫換刀不是很了解，通過查閱資料對于自動換刀有了初步的了解。自動刀庫作為加工中心的重要部分應用廣泛。設計主要針對自動換刀PLC的程序設計，程序由功能指令編寫更加簡單。其中用到的傳送指令，運算指令等功能指令是這次實習的主要內(nèi)容。要正確分析控制要求，繪制程序控制流程圖，寫出IO分配表，并進行PLC電氣控制的元器件選型，還要畫出電氣原理圖。最后分析調(diào)試程序。課程設計是讓我對于課題不斷深入了解，進行自主的學習掌握知識。自動換刀的換刀取存是整個設計過程中困擾我的問題。在自己