西门子6ES7331-7NF10-0AB0使用手册

　5软件设计

　　装巢机的控制我们采用 PLC 程序与上位机触摸屏联合控制，上位机触摸屏主要是命令按钮操作、显示操作信息等，PLC 程序主要是控制工作台的运动与旋转电磁铁的运动。

　　5.1 主程序设计

　　装巢机程序流程图如图 5 所示。机床通电以后首先进行初始化，主要包括设定 X、Y 轴的加减速时间、X、Y轴电机小启动频率、上位机组态界面初始化等。然后判断机床是否回原点，当回原点时执行回原点程序，当不需要回原点时，直接跳到下一个流程，然后再判断程序执行，当需要执行装巢时，就会运行装巢程序实现装巢机自动把注射器针管装入托盘巢孔中，然后再判断程序是否执行完毕，当程序执行完毕，程序流程结束;当不需要装巢时，直接程序结束。

　　5.2 主加工程序设计

　　装巢机的托盘是一种拥有10*10 的巢孔的托盘，巢孔直径为 10mm，如图 6 所示。由于 X、Y 方向上各有 10 个巢孔，在程序执行时我们先控制 X 轴电机带动工作台在 X 轴方向运动十步，然后 Y 轴再运动一步，接着X 轴再运动十步，依次按照 S型曲线运动，直到程序完成。PLC 的程序梯形图如图7 所示。

　　主加工程序中我们利用了台达 PLC 的循环控制指令 FOR与 NEXT 指令，用它来实现 X、Y轴的循环控制。在工作台的每走一工步控制中我们利用 DDRVI相对定位指令[5]，它的四个主要参数是 S1、S2、D1、D2。参数 S1 是脉冲输出数量，根据公式(1)计算的结果，我们在设 置 DDRVI 指 令 参 数 S1 时 在 X 轴 方 向 上 设 定 S1 为37000，Y 轴方向上设定 S1 为 33000;参数 S2 是脉冲输出频率，同样根据公式(3)计算的结果，我们设置输出频率为 100000(3m/min);参数 D1 是脉冲输出装置地址，根据硬件电路连线我们可知，X 轴的输出地址是 Y10,Y 轴的输出地址是 Y11;参数 D2 是电机旋转方向输出地址，根据硬件电路连线我们可知，X 轴方向输出地址是 Y20,Y轴方向输出地址是 Y22;根据运行的设定，工作台每走一工步大概需要 0.5s 的时间，装巢机构的运动时间大概是0.2s，这样就完成一次动作的时间是 0.7s 左右，所以装巢机装巢的速度大约是 100 支 / 分钟。在编写程序时我们采用辅助开关控制程序的起停，M31 用来控制程序的启动，M32、M33 是 X、Y 轴的辅助开关，T5、T6、T9 是 X 轴用的定时器，T8、T7、T10 轴用的定时器，D0 是总的循环次数寄存器，D1 是 X 轴向负方向运动步数寄存器，D2 是 X 轴向正方向运动步数寄存器。

　　5.3 上位机组态屏界面设计

　　上位机我们采用台达 DOP-B07S201 型号的触摸屏，采用台达 Screen Edit DOP-B 组态软件进行上位机界面设计，上位机通过 RS232 串口线与 PLC 进行数据交换[6]，开发的上位机界面图如图 8 所示。我们采用 100 个指示灯指示装巢机的每一个巢孔，当装巢机把注射器针管装到巢孔时相应的指示灯点亮，指示针管的状态，当装满一个托盘时是图中满巢指示灯点亮，同时蜂鸣器发出声音提示.

　　6结论

　　通过对预灌封注射器装巢动作分析，阐述了数控装巢机的工作原理，计算了工作台运动每一工步 PLC 发送脉冲的数量、速度、加速度，根据装巢机的动作要求设计了装巢机的工作台与落料机构;控制部分设计了 PLC 与伺服驱动的硬件电路以及与上位机触摸屏的连接电路;编写装巢机下位机程序以及上位机界面设计，开发了装巢机数控系统。数控装巢机装巢速度能够达到 100 支 / 分钟，定位精度达到 0.01mm，实现了注射器针管自动装入托盘巢孔的功能,大大减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。