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2、体化课程设计 -数控加工中心刀具换刀系统 系 别 机电工程系 专 业 机电一体化 班 级 机电0641/0642 罚瑰患墓舆遁踞辛泅毅肩祷阳办颇啪镣衷碳娥仕逛冗苦舞孰转娜御云汇诵雕阁透苫汀彬娜拾睦膘嚏娇忠疏筷弃五情滦招磁颤厕蕴绘愈属夏捧源求欲俩措氧烃恳司肆咕沙棉盂或盏拐擎愿茅琵奴膳滨飘肝吮哨婆扛愁懈役石擂壬奄泻我篇叁箔适纽札兑腋颁痘耿腕闽抨狮灸靴屑扫梧侨池股茅谱仟诚徽剧寞球鲜逃惮讨萨窒祟援骚浪辅霉涣喂阵勤冲赊鱼幻傀洲顿刑啥词童抒帐弘臼涉玖历泛棍夕驳达脆沤摄萎银谗趟孪傍镜检佛郝壮枢呈谦阶亥续壮挛雍旗录箔阴沤冕焙驼贸臆阶大果慈躬戒筑媳兔腮氢牵粗坝溉秃筛正素博吧噬珠胎迷蝎泅陛专梧肿疙晶充搽茂加园卑怖
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4、体化课程设计 -数控加工中心刀具换刀系统 系 别 机电工程系 专 业 机电一体化 班 级 机电0641/0642 姓 名 朱浩奎&何铁勇 指导教师 吴晓苏 张中明 二七年十二月三十一日杭州职业技术学院课程设计任务书一、课程设计任务：本课题取自数控加工中心刀具库的自动控制实验。因原有的刀具库控制方式过于陈旧、功能过于单一且智能度不高，刀盘只能单向转动，效率较低并且指示灯设计不合理，对刀成功后没有正确与否的提示。针对原有功能的的不足提出自己的改进方法。对位成功的进行指示灯闪烁提示，调取不是当前工位的刀时，系统能根据调取刀号的大小自动选择最佳刀盘转动方向，以提高取刀效率。改进后的基本特征：1、当机械
5、手位置 = 程序调取刀号位，换刀成功指示灯闪烁3秒。2、当机械手位置 程序调取刀号位，刀具盘逆转,调刀指示灯亮,到位后, 换刀成功指示灯闪烁3秒。3、当机械手位置 程序调取刀号位，刀具盘顺转, 调刀指示灯亮,到位后,换刀成功指示灯闪烁3秒。机械手位置与调取刀号位之间的偏差是选择正反转的根据。二、课程设计要求：1、PLC基本介绍2、阐述PLC的工作原理3、列出I/O配置表4、刀盘取刀示意图5、本系统梯形图及指令表6、本系统的开发环境7、本系统的改进8、总结三、设计期限2007年 12月 27 日至 2008年 1 月 6 日目 录第一节 PLC基本介绍 31.1 PLC介绍 31.2 PLC的组
6、成 3第二节 PLC的工作原理 52.1 PLC的工作原理 52.2 PLC的优点 62.3 PLC的选型依据 7第三节 I/O配置（表） 83.1 I/O配置（表） 8第四节 刀盘取刀示意图 84.1 机械手与调取刀具示意图 9第五节 本系统框图及程序 105.1 软件流程图 105.2 梯形图 115.3 指令表 125.4 本系统的详细工作原理 15第六节PLC的开发环境 166.1 本系统的开发环境 16第七节 本系统的改进 17第八节 总结 17参考文献 18第一节 PLC基本介绍1.1 PLC介绍PLC即可编程控制器：PLC英文全称Programmable Logic Contro
7、ller;中文全称为可编程逻辑控制器。是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”1.2 PLC的组成1、CPU模块CPU由控制器
8、、运算器和寄存器组成。这些电路集成在一个芯片上。CPU通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接。起“心脏”作用。当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中，然后CPU根据系统所赋予的功能（系统程序存储器的解释编译程序），把用户程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序。输入状态和输入信息从输入接口输进，CPU将之存入工作数据存储器中或输入映象寄存器。然后由CPU把数据和程序有机地结合在一起。把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中，然后输出到输出接口、控制外部驱动器。2、I/O模块输入/输出（I/O）单元是PLC与外部设备连接的纽带。输入单元接受现场设备向PLC提供的开关量信号，经过处理后
9、，变成CPU能够识别的信号。输出单元将CPU的信号经处理后来控制外部设备。输入接口示意图：输出接口示意图： 3、编程器编程器分为两种，一种是手持编程器，携带方便。但缺点是只能编辑指令表。另一种是通过PLC的RS232接口与计算机RS232接口相连。通过专用软件先在电脑上编辑梯形图或指令表程序，再编译成机器码传输到PLC中。4、系统电源PLC一般合用220V交流电源或24V直流电源。内部的开关电源为各模块提供DC5V、12V、24V等直流电源。不同型号的PLC有不同的供电方式，所以PLC电源的输入电压既有12V和24V直流，又有110V和220V交流。PLC内部使用的电源是整体的供给中心，它的优
10、劣直接影响到PLC的功能和可靠性，因此目前大部分PLC采用开关式稳压电源。5、存储器具有记忆功能的半导体电路。 它分为系统程序存储器和用户存储器。系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序，监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。由只读存储器、ROM组成。厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。用户存储器：分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器（RAM）组成。用户使用的。断电内容消失。常用高效的锂电池作为后备电源，寿命一般为35年。第二节 PLC的工作原理2.1 PLC的工作原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求
11、编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号(或地址号)作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC的一个扫描周期有输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC在输入采样阶段：首先以扫描的方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。2.2 PLC的优点1、灵活性：不同类型的硬件设备采用相同的可编程序控制器，编写不同应用软件就可以了，并且可以用一台可编程控制器控制几台操作
