毕业设计-斗笠式刀库控制装置

斗笠式刀库控制实验装置设计 1

1 综述

随着制造业的迅速发展以及国家对制造行业的高度重视，在制造业教学中实验装置层出不穷，在很大程度上提高了教学质量，但是由于部分实验装置的缺失又阻碍了教学工作的有效进行。借助于组态软件完成虚拟实验装置设计在近几年得到了快速发展，有利于实验的开发与进行，实现了较小投入高效教学的目的，有利于学生直观了解并学习数控系统装置的应用与开发。

1.1 数控教学实验装置分析

目前数控教学中主要有三种实验装置形式，分别是：不带实物的数控系统实验装置、半实物数控系统实验装置、实物数控系统实验装置，对于三种不同的实验装置形式，相应的有着不同的特点和实验形式。但是无论对于那一种装置形式都将系统电路连线平铺在实训台面板上，形象直观，便于学生的学习理解。 1.1.1数控铣床实验台为例三种不同实验装置形式分析 1.1.1.1 数控铣床电气控制与维修实训台(西门子)

不带实物的数控铣床电气控制与维修实训系统，由实训台和三坐标组成，能完成数控系统的安装调试、参数设置、PLC编程、故障诊断与维修、数控铣床调试、数控编程与坐标运动等教学实训。系统采用开放式结构，将一台数控铣床电控系统在实训台上进行分解展示，模块化设计，将数控系统接口信号在各模块上展开，信号可测量。

图1-1 数控铣床电气控制与维修实训台(西门子)

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1.1.1.2 数控铣床电气控制与维修实训台(半实物/西门子)

半实物数控铣床电气控制与维修实训系统，由实训台和三坐标组成，能完成数控系统的安装调试、参数设置、PLC编程、故障诊断与维修、数控铣床调试、数控编程与坐标运动等教学实训。系统采用开放式结构，将一台数控铣床电控系统在实训台上进行分解展示，模块化设计，将数控系统接口信号在各模块上展开，信号可测量。 理解工业实际造作规程。

该实验装置能够实现部分实验项目与实际工业现场匹配演示，有利于学生学习与

图1-2 数控铣床电气控制与维修实训台(半实物/西门子)

1.1.1.3 数控铣床电气控制与维修实训系统(实物/西门子)

实物数控铣床电气控制与维修实训系统，由数控铣床实训台和数控教学型铣床实物组成，具有一定的铣削能力，可对有机玻璃、塑料等材料进行简单铣削加工。不仅可作为数控铣床电气故障的维修实训设备，也可作为数控铣床的实际加工操作实训设备。它具有数控系统的安装调试、参数设置、PLC编程、故障诊断与维修、数控铣床编程与加工操作等多项功能；

学生在实训台上进行电气维修方面的实训；数控系统安装在实训台上，便于进行实训操作；完全采用工业化的器件，将一台数控铣床的电控系统的每一环节在实训台上进行分解展示；模块化结构设计，并设计有强电柜，便于实现数控铣床各个环节的实训教

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学；设计有专门的故障设置区和排故操作单元。具有数控铣床的故障维修考核功能。数控系统单元：采用西门子 802C数控系统；驱动模块：X/Y/Z进给轴均采用伺服电机驱动。

这种实验装置实物部分完全与实际工业现场相同，能充分反映现实数控铣床的运行过程，再加上电控系统的每一环节在实训台上进行分解展示，更加直观的反映了现实铣床的工作流程。

图1-3 数控铣床电气控制与维修实训系统(实物/西门子)

以上三种实验室数控实验装置在一定程度上只能进行部分数控实验，有一定的局限性，完美的数控与实物配置引进的结果是实验装置硬件成本大大提高，并且本身自带系统的仿真功能薄弱，又有有限的人机交互界面，不能满足数控教学的充分要求。 1.1.2 组态软件在当前数控教学中的应用

当前组态软件在教学方面有着广泛的应用，但是大都针对的是独立PLC进行的现场监控，另外一种形式是针对化工专业的温控等形式实现人机交互。

组态软件在独立PLC教学中已经有了应用的成熟经验，但是在与数控系统的结合应用方面仍很欠缺，有着很大的创新空间。 1.1.3 本设计在数控教学中的意义

该设计是以数控系统综合实验台为对象，利用组态软件开发一种“虚实结合”的实

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验控制装置，进一步丰富实验内容和形式，提高实验效果。同时也可以通过组态软件设计当前实验室之外的硬件控制装置，完成虚拟实验装置的控制，进一步提高学生对数控系统辅助装置的认识与理解。使学生充分掌握典型数控系统的控制及二次开发方法，培养学生的工程应用能力及初步研究能力。

根据当前国内外机床制造企业生产制造的机械加工机床主要面向生产领域，并且价格昂贵封闭很强，很难满足在教学与培训方面的需求，该项目的研究试验系统可以使用模型代替，使学生的实验操作可以脱离实际机床的硬件配置限制。

利用组态软件生动直观的展现了自动装置动态过程，实现了在线监控，方便了工程现场的故障分析，使学生和维修人员很清楚的观察到机构及plc的运行过程。

该设计的研究结果可以为广大高等院校快速高效的开展数控研究与维修技术实践教学提供了开放的、生动的实验实训平台，可以在教学方面取到较好的效果。

1.2组态王软件应用

在安装完“组态王”之后，在系统“开始”菜单“程序”中生成名称为“组态王6.5”的程序组。组态王软件加密锁分为开发版、运行版、NetView、Internet版和演示版。所有版本都可以运行在Windows 98（第二版）、Windows NT（补丁6）、Windows 2000和Windows XP系统下。 开发版

有64点、128点、256点、512点、1024点、不限点共六种规格 内置编程语言

支持网络功能

支持运行环境在线运行8小时 运行版

有64点、128点、256点、512点、1024点、不限点共六种规格 支持网络功能 可选用通讯驱动程序 NetView版

有 512点、不限点共两种规格。 支持网络功能 不可选用通讯驱动程序 For Internet版

有5用户、10用户、20用户、50用户、无限用户五种规格 在组态王普通版本上增加Internet远程浏览功能 演示版

支持64点