加工中心自動換刀控製過程較為複雜，實際使用中故障率較高，因此如何盡快定位故障點，及時掌握CNC、PLC 及換刀輔助機構（gòu）的運行狀態（tài）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（xiàn）該功能。作者選用北（běi）京亞控公司開發的組態王軟件，實（shí）現了對（duì）加工中心鬥（dòu）笠式刀庫（kù）自動換刀動作的（de）動態監控。

      具體方法是在電腦中（zhōng）安（ān）裝組態王軟件及S7-200PLC 驅動程序（xù），用通訊線與SINMUMERIK 802D 數控係統（tǒng）內裝PLC ( S7-200) 建立通信連接; 開發自動換刀控製組態係（xì）統，建立控製（zhì）界麵，在組（zǔ）態界麵中（zhōng）設置（zhì）各個控件的屬性，使設置的控件按照自動換刀實際運行（háng）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（dòng）作及（jí）PLC 的運行（háng）狀態。具體步驟說明如下:

      1 組態王（wáng）軟件與S7-200 PLC 之（zhī）間的通信

      ( 1) 上位計算（suàn）機與PLC 之間的硬件連接（jiē）將通訊電纜的一端連接到上位計算（suàn）機的串口，另一端與802D 數控係統( S7-200 PLC) 的RS-232C 接（jiē）口X6 連接。通訊電纜接線方法如圖1 所示。

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

      在上位機中（zhōng）安裝組態王軟件（jiàn）及S7-200 PLC 的設備驅（qū）動程序，並（bìng）正確設（shè）置通訊協（xié）議。S7-200 PLC 的通信協議主（zhǔ）要有PPI 協議、MPI 協議、PROFIBUS 協議和自由口協議等幾種，用戶可以根據硬件實際（jì）配置進行選擇。該組態係（xì）統利用PPI 協議，以建立（lì）S7-200PLC 和組態王軟（ruǎn）件（jiàn）( 上位計算機) 之間的通信。具體方法見（jiàn）下文。

      2 鬥笠（lì）式刀庫自（zì）動換刀係統的組態（tài）設計

      建立新組態工程的一（yī）般過程是: ( 1) 設計組態係統圖形界麵; ( 2) 定義硬件設備; ( 3) 構（gòu）造數據庫( 定義變量) ; ( 4) 建立（lì）動（dòng）畫連接; ( 5) 運行和調試。

      ( 1) 工程建立

      啟動“組（zǔ）態（tài）王”工程管理器，選擇菜單“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（jī）“完成”後，係統提（tí）示是否將該（gāi）工程作為當前工程，點擊“是”進入（rù）工程瀏覽器界麵（miàn），如圖2 所示。至此完成（chéng）新工程的創建，刀庫自動換刀控製監控畫麵需在開發係統（tǒng）中建立。

      ( 2) 設（shè）備選擇及通信參數設置

      在工程瀏覽器中，點擊左側目錄樹的“係統\設備”，雙擊（jī）“新建”圖標，出現“設備配置向導”對（duì）話框（kuàng），依次選（xuǎn）擇“PLC \ 西門子\ S7-200 係（xì）列\PPI \ 下（xià）一步”，如圖3 所（suǒ）示。“設備配（pèi）置（zhì）向導”對話框中，分別設置（zhì）要安裝設備的邏輯名稱、連接的串口 “COM1”或“COM2”、指定地（dì）址“0”及出現故障時恢複時間間（jiān）隔等參數。然後雙擊左側目錄（lù）樹的 “係統\ 設備\ COM1 或COM2”，對通信參（cān）數進行（háng）設置，如通訊方式、波特率、奇偶檢驗、數據位、停止位等（děng），具體設（shè）置（zhì）如圖4 所示。

      ( 3) 構造數據庫

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

      4) 監控（kòng）窗口的設計及動畫連接

      選擇工程瀏覽器左側（cè）目錄樹“文件\ 畫麵”，用鼠標左鍵雙（shuāng）擊右側“新建”圖標，彈出“新畫麵”對話框，輸入（rù）畫麵名稱，建立新的窗口。利用開發（fā）係統中繪圖工（gōng）具（jù）分別繪製圖6 所示刀庫監控畫麵窗口、圖7─9 所示（shì）PLC 監控畫麵窗口，並將窗口內生成圖形對象與數據庫的數據變量之間建立關係，當變量的值改變時，在畫（huà）麵上以圖形對象的動畫效果表示出來。具體（tǐ）步驟（zhòu）限於篇幅，不再詳細說明。

      ( 5) 運行與（yǔ）調試

      在組態王開發係統中選擇“文件\ 切換到（dào）View”菜單命令，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”窗（chuāng）口（kǒu）選擇“刀庫”畫麵，即顯示出已開發（fā）完成的加工中心（xīn）鬥笠式刀庫自動換刀動態監控係統畫麵。在加工（gōng）中心上執行自（zì）動換刀命令，調（diào）試並監控動（dòng）作執行狀態。

      圖6 為刀庫換刀監（jiān）控（kòng）界麵，可以監控刀（dāo）庫選刀 ( 正轉、反轉) 、刀庫運動( 前進、返回) 、刀（dāo）具狀態 ( 主軸緊刀、鬆刀) 、z 軸運動( 上升（shēng）、下降) 等動作的運行。如圖（tú）7 所示（shì），可以監控刀庫換刀位置刀號（hào）、主軸刀（dāo）號（hào）、刀庫當（dāng）前移動位置、刀具鬆緊狀態及主軸位置。如圖8 所示，對整個換刀過程進行監（jiān）控，顯示當前換（huàn）刀動作狀態，圖中為主軸（zhóu）緊刀工作。

      如圖9 所示，對係統工作狀態（tài）進行監控，如PLC運（yùn）行狀態、RS232C 接口是否選擇、換刀狀態及換刀是否結（jié）束等（děng）。

      3 結束語

      該鬥笠（lì）式刀庫自動換刀控製組態係統主要有以下創新點（diǎn）:

      利用組態軟件實現了對自動換刀（dāo）動（dòng）作的在線監（jiān）控，生動、直觀地展現了換刀動態過程，便於技術維修人員和學生觀察自動換刀機構及（jí）PLC 的運行狀態，盡快定位（wèi）故障點、排（pái）除故障，同時也為廣大職業院校快速高效地開展數控維修（xiū）技術實踐教學，提供了開放、生動的（de）實驗、實訓（xùn）條件。目（mù）前已取得較好的教學（xué）效果。