2.4 系統(tǒng)控制主要特點(diǎn)

(1)輸入信號的處理：本套機(jī)床的檢測信號有：回轉(zhuǎn)工作臺用機(jī)械式形成開關(guān)、氣缸用磁環(huán)開關(guān)、滑臺用磁性開關(guān)，這些信號的采集利用plc的通用數(shù)字量輸入信號作為信號采集處理。

(2)輸出信號的處理：步進(jìn)電機(jī)單元，利用plc本身集成的高速脈沖信號作為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號，每臺plc集成兩通道高速脈沖信號，本套系統(tǒng)有四臺plc主機(jī)，多可控制八軸驅(qū)動(dòng)，控制采用脈沖+方向的控制方式。三相電機(jī)單元，利用plc本身集成的通用數(shù)字量輸出信號作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制信號。氣缸單元，利用plc本身集成的通用數(shù)字量輸出信號作為氣缸驅(qū)動(dòng)控制信號。

(3)人機(jī)交換：本套機(jī)床的加工參數(shù)通過上位機(jī)觸摸屏來完成，操作人員根據(jù)加工需要可以更改相應(yīng)加工參數(shù)。本套機(jī)床可通過上位機(jī)觸摸屏進(jìn)行機(jī)床的手動(dòng)控制與自動(dòng)控制，如：電機(jī)的運(yùn)行、氣缸的動(dòng)作、滑臺的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行?？赏ㄟ^觸摸屏察看設(shè)備信息，察看設(shè)備信號是否正常。

2.5 系統(tǒng)運(yùn)行模式

單機(jī)運(yùn)行，通過觸摸屏操作機(jī)床。該模式下又可實(shí)現(xiàn)單軸加工、全自動(dòng)加工兩種加工方式。

聯(lián)機(jī)運(yùn)行，通過終端調(diào)度軟件給機(jī)床上下料，控制組合機(jī)床。

3  軟件設(shè)計(jì)

本套系統(tǒng)采用了ktp-178micro觸摸屏一臺、cpu226一臺、cpu221三臺，cpu226作為系統(tǒng)的主站。ktp-178通過cpu226的port1口進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，cpu226作為ppi主站通過port0口與下位機(jī)的三臺cpu221進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫。所用到s7-200的主要控制命令有：網(wǎng)絡(luò)讀寫命令(實(shí)現(xiàn)cpu226與三臺cpu221之間的通訊、高速脈沖輸出(實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制)、高速計(jì)數(shù)(實(shí)時(shí)讀取各個(gè)進(jìn)給軸的坐標(biāo))，本套系統(tǒng)大可控制軸數(shù)為八軸，為了方便與其它設(shè)備聯(lián)機(jī)作業(yè)，該系統(tǒng)在控制架構(gòu)設(shè)計(jì)上增加了聯(lián)機(jī)接口。

3.1 網(wǎng)絡(luò)讀寫指令

網(wǎng)絡(luò)讀指令(netr)初始化通訊操作，通過指令端口(port0)從遠(yuǎn)程設(shè)備上接收數(shù)據(jù)并形成表；

網(wǎng)絡(luò)寫指令(netw)初始化通訊操作，通過指令端口(port0)向遠(yuǎn)程設(shè)備寫表。

本套系統(tǒng)中，cpu226定義為2#主站，其它三臺cpu221分別定義為3#從站、4#從站、5#從站。

本套系統(tǒng)中利用了網(wǎng)絡(luò)讀(netr)三項(xiàng)，共有三十個(gè)字節(jié)。(見表2)

該組合機(jī)床有單機(jī)/聯(lián)機(jī)運(yùn)行功能，并對聯(lián)機(jī)運(yùn)行時(shí)提供了i/o接口定義。

s1為電平信號，上位機(jī)通知機(jī)床回零，回零結(jié)束時(shí)上位機(jī)收到機(jī)床就緒信號，再切斷該信號。

s5為電平信號，上位機(jī)通知機(jī)床全自動(dòng)運(yùn)行，切斷該信號，機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行結(jié)束。

s6為脈沖信號。上位機(jī)上下料完成時(shí)通知機(jī)床繼續(xù)運(yùn)行。

3.3 高速脈沖輸出指令

從站的三臺cpu221每臺控制兩軸的步進(jìn)電機(jī)，利用cpu本身集成的兩通道高速脈沖輸出信號作為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖輸出，其脈沖輸出頻率高達(dá)到20khz，根據(jù)各軸加工的特點(diǎn)，其控制程序要求步進(jìn)滑臺在作加工時(shí)有以下特點(diǎn)：

零點(diǎn)(原位)→快進(jìn)(快速)→攻進(jìn)(慢速)停留→快退(快速零點(diǎn)(原位)

根據(jù)此特點(diǎn)該程序在設(shè)計(jì)時(shí)采用多段pto功能，以下為單軸進(jìn)給事例程序：

https:///網(wǎng)絡(luò)1

ld   sm0.0

movb     16#a0,smb77

movw 700,smw178

movb 4,vb700

https:///網(wǎng)絡(luò)2

ld   sm0.0

movw 1000,vw701

movw -5,vw703

movd 100,vd705

https:///網(wǎng)絡(luò)3

ld   sm0.0

movw     500,vw709

movw 0,vw711

movd     500,vd713

https:///網(wǎng)絡(luò)4

ld   sm0.0

movw 500,vw717

movw 15,vw719

movd 200,vd721

https:///網(wǎng)絡(luò)5

ld   sm0.0

movw     15000,vw725

movw    0, vw727

movd vd524,vd729

atch y軸脈沖完成:int1, 20

eni

pls  1

s    q0.3, 1

脈沖發(fā)送完成后產(chǎn)生中斷：

ld   sm0.0

s    m0.1,1

creti

3.4 高速計(jì)數(shù)指令

由于本套系統(tǒng)為切削加工，同時(shí)又有深孔加工工序，其加工深度以及切削速度根據(jù)材料、刀具的不同可隨時(shí)更改，為了快速、準(zhǔn)確地對刀并減少刀具磨損，在軟件設(shè)計(jì)上增加了深孔加工時(shí)的循環(huán)加工次數(shù)、滑臺的坐標(biāo)標(biāo)定等功能。循環(huán)加工：由于刀具磨損、刀具摩擦發(fā)熱，在進(jìn)行深孔加工時(shí)需采用循環(huán)加工方式，此套軟件嚴(yán)格遵循加工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深孔加工軟件設(shè)計(jì)，即減少了進(jìn)刀時(shí)間，又排除了深孔加工排削難的問題。坐標(biāo)標(biāo)定：每次更換刀具、工件后都要進(jìn)行對刀調(diào)試，該軟件設(shè)計(jì)利用s7-200的高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)了此項(xiàng)功能。

https:///網(wǎng)絡(luò)1判斷運(yùn)行方向分別計(jì)數(shù)

ld   sm0.0

lps

a    q0.2

lps

ad= vd4, 0

movd hc0,vd0

movd vd0,vd8

lpp

ad<> vd4, 0

movd hc0,vd8

lpp

an   q0.2

movd hc0,vd4

https:///網(wǎng)絡(luò)2將計(jì)算結(jié)果反饋給cpu226，并通過串口反饋給觸摸屏

ld   sm0.0

lps

ad<> vd4,0

lps

ad>  vd8, vd4

movd vd8,vd12

aeno

-d   vd4,vd12

aeno

movd   vd0,vd16

+d     vd12,vd16

lpp

ad<  vd8, vd4

movd vd4,vd12

aeno

-d   vd8,vd12

aeno

movd vd0,vd16

-d   vd12,vd16

lpp

lps

ad=  vd4, 0

movd vd8,vd16

lrd

movd vd16,vd20

/d   +8, vd20

lpp

movw vw22,vw106

3.5 軟件流程(圖3)

  結(jié)束語

該組合機(jī)床一經(jīng)推出，已經(jīng)得到大量用戶的認(rèn)可，并投入使用，運(yùn)行穩(wěn)定，高速，成為了我們公司的利潤產(chǎn)品。原來的多路高速脈沖輸出控制多軸步進(jìn)的功能一直是日系plc的主要強(qiáng)項(xiàng)，而西門子如果通過更大型的plc來實(shí)現(xiàn)的話，在這類機(jī)器里的成本又過高?，F(xiàn)在采用的s7-200的聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了多路高速輸出功能，成本還低于日系的plc，可以說歐美plc的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理方面的功能在這個(gè)組合機(jī)床的oem設(shè)備市場得到了的應(yīng)用，對我們用戶來說，既節(jié)省了成本，功能上又大大增強(qiáng)。

隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，高品質(zhì)的自動(dòng)化產(chǎn)品和方便快捷的組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能，將使自動(dòng)化進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段?？偩€和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人機(jī)界面等產(chǎn)品將在工業(yè)和生活中得到越來越廣泛的應(yīng)用。西門子高品質(zhì)的自動(dòng)化產(chǎn)品和完整的解決方案，為滿足機(jī)床自動(dòng)化的各種需要提供的技術(shù)平臺。