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（cǐ）如何盡快定（dìng）位（wèi）故障（zhàng）點（diǎn），及時掌（zhǎng）握CNC、PLC 及換刀輔助機構的運行狀態尤為重要。利用（yòng）組態軟件開發（fā）自動換刀控製組態係統（tǒng），可以實現該功能。作者選用北京（jīng）亞控公司開（kāi）發的組態王軟件，實現了對加工中心鬥笠式刀庫自動換刀動作（zuò）的動態監控。

      具體方法是在電（diàn）腦中安（ān）裝組態王軟件及（jí）S7-200PLC 驅（qū）動程序（xù），用通訊線與SINMUMERIK 802D 數控係統內裝PLC ( S7-200) 建立通信連接; 開發（fā）自（zì）動換刀控製組態係統，建立控製界麵，在組態界麵中設置各個控件的屬性，使設（shè）置的控件（jiàn）按照自動換刀實際運行情況動作，從而實時動態監控（kòng）PLC、刀庫（kù）、主軸和其他輔助換刀機構的動作及PLC 的運行（háng）狀態。具（jù）體步驟說明如下:

      1 組態王（wáng）軟件與S7-200 PLC 之間的通信

      ( 1) 上位計算機（jī）與PLC 之間的硬件連接將通訊電（diàn）纜的一端連接到上位計算機的串口，另一（yī）端與802D 數控係統（tǒng）( S7-200 PLC) 的RS-232C 接口X6 連（lián）接。通訊電（diàn）纜接（jiē）線方法如圖1 所示。

      ( 2) 組態王軟件及S7-200 PLC 驅動安（ān）裝及通訊參數設定

      在上位機中安裝組態（tài）王（wáng）軟件及S7-200 PLC 的（de）設備驅（qū）動程序，並正確設置（zhì）通訊協議。S7-200 PLC 的（de）通信協議主要有PPI 協議、MPI 協議、PROFIBUS 協（xié）議和（hé）自由口協議等（děng）幾種，用戶可以根據硬件實際配置進行（háng）選擇。該組態係統利用PPI 協議，以建立S7-200PLC 和組態王軟件( 上位計算機) 之間的通信。具體方法見下文。

      2 鬥笠式（shì）刀庫自動換刀係統的（de）組態（tài）設計

      建立新組態工程的一般過（guò）程是: ( 1) 設計組態係統圖形界麵; ( 2) 定義硬件設備; ( 3) 構造數據庫（kù）( 定義變量（liàng）) ; ( 4) 建（jiàn）立動畫連接; ( 5) 運行和調試。

      ( 1) 工程建立

      啟動“組態王”工程（chéng）管理器，選擇菜單（dān）“文件\新建工程”，單擊“下一步”，根據提示依次輸入存放新工程的路徑及新工程名稱“刀庫”，點擊“完成（chéng）”後，係統提示是否將該工（gōng）程作為當前工程（chéng），點擊“是”進（jìn）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（dāo）控製監控畫麵需在（zài）開發係統中建立。

      ( 2) 設備選擇（zé）及通信參（cān）數設置

      在工程瀏（liú）覽器中（zhōng），點擊左側目錄樹的“係統\設備”，雙擊“新建”圖標，出現“設備配（pèi）置向導”對話框，依次（cì）選擇“PLC \ 西門子\ S7-200 係列\PPI \ 下一步”，如圖3 所示。“設備（bèi）配（pèi）置向導”對話框中，分別設置要安裝設備的邏（luó）輯名稱、連接的串口（kǒu） “COM1”或“COM2”、指定地址“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 “係統\ 設備\ COM1 或COM2”，對（duì）通信參數進（jìn）行設置，如通訊方式、波特率（lǜ）、奇偶檢驗、數據位、停止（zhǐ）位等，具體設置如圖4 所示。

      ( 3) 構造數據庫

      選擇工程瀏（liú）覽器（qì）左（zuǒ）側目錄（lù）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“定義變（biàn）量”對話（huà）框（kuàng），根據表（biǎo）1 所示PLC輸入輸出I /O 地址分配表，分別對數（shù）據變量進行定義，如圖（tú）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（liú）覽器左側目錄樹“文件\ 畫麵”，用鼠標左鍵雙擊右側“新建”圖標，彈出（chū）“新畫麵”對話框，輸入畫（huà）麵名稱，建立新的窗口。利用（yòng）開發係統中繪圖工具分別繪（huì）製圖6 所示刀庫監控畫（huà）麵窗口、圖（tú）7─9 所示PLC 監控畫麵窗口（kǒu），並將窗口內生成圖形對（duì）象與（yǔ）數（shù）據（jù）庫的數據變量（liàng）之間建立關係，當變量的值改變時，在畫麵上以圖形對象的動畫效果表示出（chū）來。具體步驟限於篇幅，不再詳細說明。

      ( 5) 運（yùn）行與調試

      在組態王開發係統中選擇“文件\ 切換到View”菜（cài）單（dān）命令，進入組態王運行係統。在運行係統中選擇 “畫麵\ 打開”命令，從“打開畫麵（miàn）”窗口選擇“刀庫”畫麵（miàn），即顯示（shì）出已開發完成的加工中心鬥笠式刀庫自動換刀動態監控係統畫麵。在加工中心上執行自動換刀命令，調試並監控動作執行狀態。

      圖6 為刀庫換刀監控界麵，可以監控刀庫選刀 ( 正轉、反轉) 、刀庫運動( 前進、返回) 、刀（dāo）具狀態（tài） ( 主軸緊刀、鬆刀) 、z 軸運動（dòng）( 上升、下降) 等動作的（de）運行。如圖7 所示，可以監控刀庫換刀位置刀號、主軸刀號、刀庫當前移動位置、刀具鬆（sōng）緊狀態及主軸位置。如圖8 所示，對整（zhěng）個（gè）換（huàn）刀過程進行監控，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）結束等。

      3 結束語

      該鬥笠式（shì）刀庫自動換刀控製組態係統主要有以下創（chuàng）新點:

      利用組態軟件實現了對自動換刀動作的在線監控，生動、直觀地展現了（le）換刀動態過程，便於技術維修人員和學生觀察自動換刀機（jī）構及PLC 的（de）運行狀態，盡快定（dìng）位故障點、排除故（gù）障，同（tóng）時也為廣大職業院校（xiào）快速高效地開展數控維修技術實踐教學，提供了開放、生動的實驗、實（shí）訓條件。目前（qián）已取得較好的教學效果。