加工中心自動換刀控製過程較為複雜，實際使用中故（gù）障率較高，因此如何盡快定位故障點，及時掌握CNC、PLC 及換刀輔助機構的運行狀態尤為重要。利用組態軟件開發自動換刀控製組態係統，可以實現該功能。作者選用北京亞控公司開發的組態王軟件，實現（xiàn）了對加工中心鬥笠式刀庫自動換刀動作的動態監控。

      具體方法是在電腦（nǎo）中安裝組態王軟件及S7-200PLC 驅動程序，用通訊線（xiàn）與（yǔ）SINMUMERIK 802D 數控係統內裝PLC ( S7-200) 建立通信（xìn）連（lián）接; 開（kāi）發自動換刀控（kòng）製組態係統（tǒng），建立控製（zhì）界麵，在組態界麵中設置各個控件（jiàn）的屬性，使設（shè）置的控件按照自動換刀實際運行情況動作，從而實時動態監控PLC、刀庫、主軸和其他輔助換刀機（jī）構的動作及PLC 的運行狀態。具（jù）體步（bù）驟說明如下:

      1 組態王軟件與S7-200 PLC 之間（jiān）的（de）通信

      ( 1) 上位計（jì）算機與PLC 之間的硬件連接將通訊電（diàn）纜的一端連接到上（shàng）位計算機的串口（kǒu），另一（yī）端（duān）與802D 數控係（xì）統( S7-200 PLC) 的RS-232C 接口X6 連接。通訊（xùn）電纜接線方法（fǎ）如圖1 所示。

      ( 2) 組態王軟件（jiàn）及S7-200 PLC 驅動安裝及通訊參（cān）數設定

      在上位機中安裝組態（tài）王軟件及S7-200 PLC 的設備（bèi）驅動（dòng）程序（xù），並正確設置通（tōng）訊協議。S7-200 PLC 的通信協議主要有（yǒu）PPI 協議、MPI 協議、PROFIBUS 協議（yì）和自由（yóu）口協議等幾種，用戶可以根據硬件實際配置進行選擇（zé）。該組態係統利用PPI 協議（yì），以建立S7-200PLC 和組態王軟（ruǎn）件( 上位計算機) 之間的通信。具體方法見（jiàn）下文。

      2 鬥笠式刀庫自動換刀（dāo）係統的組態設計

      建立新組態（tài）工（gōng）程的一般過（guò）程是: ( 1) 設計組態（tài）係統圖形界（jiè）麵; ( 2) 定義（yì）硬件（jiàn）設備; ( 3) 構造數據庫( 定義變量（liàng）) ; ( 4) 建立動畫連接; ( 5) 運行和調試。

      ( 1) 工程建立

      啟動“組態王”工程管理器，選擇菜單“文件\新建（jiàn）工程”，單擊（jī）“下（xià）一步”，根據提示依次輸入存放新工程（chéng）的路（lù）徑及（jí）新工程名稱“刀庫”，點擊“完成”後，係統提示是（shì）否將該（gāi）工程作為當前工程（chéng），點擊“是”進入工程瀏覽器界麵，如圖2 所示。至此完成新工程的創建，刀庫自動換刀控製監控（kòng）畫麵需在開發係統中建立。

      ( 2) 設備選擇及通（tōng）信參數設置

      在工程（chéng）瀏覽器中（zhōng），點擊左（zuǒ）側目錄樹的“係統\設（shè）備（bèi）”，雙擊（jī）“新建”圖標，出現“設備配置向導”對話框，依次選（xuǎn）擇（zé）“PLC \ 西門子\ S7-200 係列\PPI \ 下一步（bù）”，如圖3 所（suǒ）示。“設備配置向導”對話框中，分別設置要安裝設備的邏輯名稱、連（lián）接的串口 “COM1”或“COM2”、指定（dìng）地址“0”及出現故障時恢複時間間隔等參數。然後雙擊左側目錄樹的（de） “係統（tǒng）\ 設備\ COM1 或COM2”，對通信參數進行設置（zhì），如通（tōng）訊方式、波特率、奇偶檢驗、數據位（wèi）、停止位等（děng），具體設置如圖4 所示。

      ( 3) 構（gòu）造數據庫（kù）

      選擇工程瀏（liú）覽器左側目錄樹“數據庫\ 數據詞典”，在工程瀏覽器右側用鼠標左鍵雙擊“新建”圖標，彈出（chū）“定義變量”對話框，根據表（biǎo）1 所示PLC輸入輸出I /O 地址（zhǐ）分配（pèi）表，分別對數據（jù）變量進行定義（yì），如圖5 所示，並最終完成數據庫的構造。

      4) 監控窗口的設計及動畫連接

      選擇工程瀏覽器（qì）左側目錄（lù）樹“文件\ 畫麵（miàn）”，用鼠（shǔ）標左鍵雙（shuāng）擊右（yòu）側“新（xīn）建”圖標，彈出“新畫麵”對話框，輸入畫麵名（míng）稱，建立新的窗口。利用開發係統中繪圖工具分別繪製圖6 所示刀庫監控（kòng）畫麵窗口、圖7─9 所示PLC 監控畫麵窗口，並將窗口內（nèi）生成圖形對象與數據庫的數據變量之間建立關係，當變量的（de）值改變時，在畫（huà）麵上以圖形對（duì）象的動畫效果表（biǎo）示出來。具體步驟限於篇幅，不再詳細說明。

      ( 5) 運行與調試

      在（zài）組態王開發係統中選擇“文件（jiàn）\ 切換到View”菜單命令，進入組態王運行係統。在（zài）運行係統中選擇 “畫麵\ 打開”命令，從“打開畫麵”窗口選擇“刀庫”畫麵，即顯示出已開發完成的加工中心鬥笠式刀（dāo）庫自動換刀（dāo）動態監控係統畫麵。在加工中心上執行自動換（huàn）刀命令，調試並監控動作執行狀（zhuàng）態。

      圖6 為刀庫換刀監控（kòng）界麵，可以（yǐ）監控（kòng）刀庫選刀 ( 正（zhèng）轉、反轉（zhuǎn）) 、刀庫運動( 前進、返回) 、刀具狀態 ( 主軸緊刀、鬆刀) 、z 軸運動( 上升、下降) 等（děng）動作的運（yùn）行。如圖7 所示，可以監控刀（dāo）庫換刀位（wèi）置刀號、主軸刀號、刀庫當前移動位置、刀具（jù）鬆緊（jǐn）狀態及主軸位置。如圖8 所示，對整個換刀（dāo）過程進行監控，顯示當前換刀動作狀態，圖（tú）中為主軸緊刀工作。

      如圖9 所示，對係統工作狀態進行監控，如PLC運行狀態、RS232C 接口是否選擇、換刀狀態及換刀是否（fǒu）結束（shù）等。

      3 結束語

      該鬥笠（lì）式刀庫自動換刀控製組（zǔ）態係（xì）統主（zhǔ）要有以下（xià）創新點:

      利用組態軟件（jiàn）實現了對自動換刀動作的在線監控（kòng），生動、直觀地展現了換刀動態過程，便於技術維修人員和學（xué）生觀察自動換刀機構及PLC 的運行（háng）狀態，盡快定位故障點（diǎn）、排除故障，同時也為廣大職業院（yuàn）校（xiào）快速高效地開展數控（kòng）維修技術（shù）實踐教學，提供了開放、生動的實驗（yàn）、實訓條件。目前已取得較好的教學效（xiào）果。