（一）設(shè)計(jì)課題加工中心輪式刀庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)對(duì)一個(gè)加工中心刀庫(kù)的控制程序的設(shè)計(jì)，熟悉基于PLC的中小型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握其設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)思路，為今后工作中PLC的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)要求1、刀庫(kù)容量為10把（09），均勻周向分布于一個(gè)輪式刀庫(kù)中。2、控制要求A、初始狀態(tài)基準(zhǔn)位（0位）在取刀位。（若不在，可手動(dòng)調(diào)整，每按一下手動(dòng)按鈕，刀庫(kù)正向旋轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)刀位，若一直按下手動(dòng)按鈕則刀庫(kù)連續(xù)正向旋轉(zhuǎn)，直到松開(kāi)按鈕后的下一個(gè)刀位停止）；B、輸入刀號(hào)按清除鍵后輸入取刀號(hào)，用刀號(hào)按鈕按下次數(shù)表示取刀號(hào)，如取2號(hào)刀則按按鈕2次，當(dāng)按下次數(shù)超過(guò)9次，刀號(hào)清零進(jìn)入下一次循環(huán)。C、取刀路線(xiàn)優(yōu)化與取刀輸入取刀號(hào)后，按下啟動(dòng)按鈕，首先依據(jù)轉(zhuǎn)角最小的原則判斷刀庫(kù)的轉(zhuǎn)向，然后刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)至被取刀號(hào)位對(duì)準(zhǔn)取刀位停止，并在5秒內(nèi)不接受取刀指令。D、數(shù)碼顯示輸入刀號(hào)時(shí)，利用數(shù)碼管顯示刀號(hào)；按下啟動(dòng)按鈕后數(shù)碼管即時(shí)顯示對(duì)準(zhǔn)取刀位的刀位號(hào)。按清除鍵時(shí)數(shù)碼管顯示0。E、暫停取刀過(guò)程中按下暫停鍵，刀庫(kù)停止旋轉(zhuǎn)，再按一次暫停鍵刀庫(kù)繼續(xù)運(yùn)行。F、取刀路線(xiàn)優(yōu)化具有即時(shí)功能，既根據(jù)刀庫(kù)現(xiàn)在的位置判斷下一次取刀時(shí)的轉(zhuǎn)向。如圖AB刀庫(kù)若處于A圖中位置，則此時(shí)若取04號(hào)刀，刀庫(kù)應(yīng)正轉(zhuǎn)，若取58號(hào)刀，刀庫(kù)應(yīng)反轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)稁?kù)處于B圖中位置，則此時(shí)若取68，0號(hào)刀，刀庫(kù)應(yīng)正轉(zhuǎn)，若取14號(hào)刀，刀庫(kù)應(yīng)反轉(zhuǎn)。（XY）的結(jié)果取個(gè)位然后判斷是否大于5G、自動(dòng)選刀控制原則演示系統(tǒng)的刀庫(kù)容量為10把刀具，其編號(hào)為09，沿轉(zhuǎn)盤(pán)的周向均勻分布，如圖所示。根據(jù)要求，指定刀具自動(dòng)轉(zhuǎn)至換刀位置取刀口。為提高取刀效率，按路徑最短原則取刀，即要求換刀時(shí)按最小旋轉(zhuǎn)角180轉(zhuǎn)動(dòng)。“設(shè)定取刀號(hào)”減去“現(xiàn)值刀號(hào)”，如果其值大于5，則確定刀庫(kù)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向?yàn)檎颍駝t反轉(zhuǎn)。例如設(shè)定取刀號(hào)為9，現(xiàn)值刀號(hào)為3，則9365，置正轉(zhuǎn)標(biāo)志刀庫(kù)將正轉(zhuǎn)144；若設(shè)定取刀號(hào)為6，現(xiàn)值為3，則6335，置正轉(zhuǎn)標(biāo)志正轉(zhuǎn)72，由于85，經(jīng)小于半數(shù)處理，1082。小于半數(shù)處理的目的是使刀庫(kù)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于180。圖刀庫(kù)示意圖三、實(shí)驗(yàn)裝置此次實(shí)驗(yàn)，我們利用一個(gè)模擬刀庫(kù)實(shí)驗(yàn)裝置完成程序調(diào)試，此裝置利用直流減速電機(jī)作為刀庫(kù)驅(qū)動(dòng)，利用刀庫(kù)盤(pán)上打孔的方式表示刀位，光電開(kāi)關(guān)取刀庫(kù)轉(zhuǎn)位信號(hào)，數(shù)碼管顯示刀號(hào)（注如果使用沒(méi)有安裝光電開(kāi)關(guān)的實(shí)驗(yàn)板模擬可采用“手動(dòng)按鈕KEY5”進(jìn)行模擬）。VCCR6ABFCGDEDPY1234567ABCDEFG8DPDPDS1R1R2R3R4R5R6R7VCCVCCR14R13R12R1124124224I3CA04Y005Y016CA17Y028Y039C110Y0411Y0512X0713X0614X0515X0416X0317X0218X0119X0020S/S21NX22FG23LX24EX1N14MT_PLCPLCKEY1KEY2KEY3KEY4KEY5A7B1C2D6LT3BI/RBO4RBI5A13B12C11D10E9F15G1474LS48341274LS14569824V220VR5Q1TIP127Q2TIP127Q3TIP122NPNQ4TIP122NPN5VR1330R2330R3330R4330AMOTORMOTORSERVOD1GREEND2RED101174LS14121374LS14R16R15刀庫(kù)系統(tǒng)原理圖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停停停停停停刀庫(kù)系統(tǒng)接線(xiàn)圖四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及時(shí)間安排此次實(shí)驗(yàn)程序較長(zhǎng)，難度較大，建議使用分段編程調(diào)試的方法，將程序分為手動(dòng)，選刀位顯示，取刀線(xiàn)路優(yōu)化，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的刀位顯示等多個(gè)程序段分別依次編程調(diào)試。時(shí)間安排為1周分析課題及系統(tǒng)選型1天；系統(tǒng)原理圖及程序框圖分析及設(shè)計(jì)1天；程序設(shè)計(jì)與調(diào)試2天；綜合調(diào)試、結(jié)果分析撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告1天。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、整理出控制程序梯形圖。2、總結(jié)程序編寫(xiě)和調(diào)試中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。注為方便連線(xiàn)，統(tǒng)一輸入輸出分配輸入清除鍵X00取刀按鈕X01啟動(dòng)按鈕X02暫停鍵X03手動(dòng)按鈕X04光電開(kāi)關(guān)輸入X04復(fù)用手動(dòng)按鈕輸出電機(jī)正反轉(zhuǎn)Y00Y01（正轉(zhuǎn)時(shí)Y00為ON,Y01為OFF；反轉(zhuǎn)時(shí)Y01為ON,Y00為OFF）。數(shù)碼管顯示Y02Y05（當(dāng)Y05Y02分別對(duì)應(yīng)0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001時(shí)數(shù)碼管對(duì)應(yīng)顯示09）按鍵作用清除使數(shù)碼管顯示為零。輸入按鍵次數(shù)代表想要輸入的工位號(hào)。啟動(dòng)輸入工位號(hào)后，啟動(dòng)鍵使模型自動(dòng)運(yùn)行。暫停當(dāng)模型機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該鍵可使機(jī)器暫停，再次按下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。手動(dòng)初始狀態(tài)下按下一次，轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)工位，持續(xù)按著則保持轉(zhuǎn)動(dòng)；啟動(dòng)狀態(tài)下用來(lái)模擬光電開(kāi)關(guān)采集刀位。數(shù)碼管顯示工位號(hào)。（二）、控制程序梯形圖（三）、程序編寫(xiě)和調(diào)試中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)本周的課程設(shè)計(jì)是PLC部分。此次設(shè)計(jì)以分組的方式進(jìn)行，我們做的是加工中心輪式刀庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。因?yàn)樵谡n堂上學(xué)習(xí)的是歐姆龍PLC編程，當(dāng)拿到課題要用李揚(yáng)PLC的時(shí)候，趕到有一些困難。但通過(guò)結(jié)合說(shuō)明書(shū)跟課本的基本知識(shí)，舉一反三，我們初步掌握了PLC設(shè)計(jì)的步聚和基本方法，運(yùn)用GPPW軟件編程跟仿真，從而完成了任務(wù)。以下是在設(shè)計(jì)編程部分遇到的問(wèn)題跟解決方法1、有兩種方法可以驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否正確保存到EEPROM中1）在“系統(tǒng)塊數(shù)據(jù)保持”設(shè)置中取消相應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)（V存儲(chǔ)區(qū)）的保持設(shè)置，則CPU在上電時(shí)會(huì)用EEPROM中相應(yīng)區(qū)域的數(shù)值覆蓋RAM中的數(shù)據(jù)，可以檢查數(shù)據(jù)是否正確2）使用MICRO/WIN的UPLOAD（上載）功能，將數(shù)據(jù)塊上載到MICRO/WIN項(xiàng)目中；上載的數(shù)據(jù)來(lái)源是EEPROM而不是RAM2、在自由口通訊中，想要人為結(jié)束RCV接收狀態(tài)，應(yīng)在接收指令控制字節(jié)（SMB87/SMB187）的EN位可以用來(lái)允許/禁止接收狀態(tài)?？梢栽O(shè)置