我們都知道，使用傳統(tǒng)的普通平頭設(shè)備的進行工件的平頭操作，平頭面的光滑度和平面度，會受到刀具的精確程度以及操作人員的熟練程度等諸多因素的影響。鑒于存在這種問題，我們研制了數(shù)控平頭機，它可以按照輸入的進刀曲線連續(xù)工作，始終保持高精度和高效率，從而充分保證平頭質(zhì)量。
2、控制要求
數(shù)控平頭機控制要求為：
（1）控制系統(tǒng)應(yīng)可調(diào)整刀頭加工程序；
（2）不同的加工階段可以選擇不同的加工速度和加工深度。空程的時候的進刀曲線如圖1所示，加工時的進刀曲線如圖2所示；
（3）主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)可調(diào)節(jié)，且范圍應(yīng)寬廣；
（4）加工精確度高，加工材料平面的光滑度要求為Ra≤1.6μm；
（5）定尺尺寸精度：±0.5mm
3、系統(tǒng)的硬件設(shè)計
根據(jù)系統(tǒng)的控制要求配置硬件如下：
可編程控制器：1個西門子公司的S7-200系列CPU222PLC；
人機界面：1個DP210；
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外設(shè)：2個步進電動機、2個步進電機驅(qū)動器、2個三相電動機、1臺變頻器、1個EM222、8個電磁開關(guān)、4個光電傳感器和1個霍爾傳感器。
3.1系統(tǒng)的I/O點分配
由硬件結(jié)構(gòu)圖可知,系統(tǒng)需要5個輸入點和14個輸出點.CPU222PLC有8個輸入點和6個輸出點,因此需要增加一個擴展模塊,選用8點輸出的數(shù)字量擴展模塊EM222.輸入點是I0.0-I0.7;輸出點是Q0.0-Q0.5和Q1.0-Q1.7,分配情況見下表1和表2：
3.2控制器
系統(tǒng)的關(guān)鍵的設(shè)備部分是PLC。PLC是以單片機為核心專門用于工業(yè)過程自動化控制的電腦器件，具有極高的可靠性和穩(wěn)定性。本系統(tǒng)選用西門子公司的S7-200系列CPU222PLC作為控制的核心，利用CPU222的2路獨立的20KHz的高速脈沖輸出來控制步進電動機的運動。此高速脈沖信號不能直接驅(qū)動步進電動機，需通過步進電機驅(qū)動器將功率放大后才能起作用。5路數(shù)字量輸入分別與5個傳感器相連接，用來判斷步進電機的位置、工件的位置、刀頭的位置。14路數(shù)字量輸出中，有6路用來控制步進電機驅(qū)動器，8路用來控制電磁閥開關(guān)。
PLC本機有一個通訊口，為標準的RS-485借口，在PLC與上位機進行通訊時需將RS-485接口轉(zhuǎn)換成標準的RS-232接口，可以采用四門子提供的隔離型PLC/PPI電纜進行轉(zhuǎn)換。該電纜有撥碼開關(guān)可以進行設(shè)置。在上位幾上將控制軟件編寫好后，通過此線下載程序并監(jiān)視程序的運行情況。為了降低成本，在程序調(diào)試好以后就可以不必用上位機進行操作和控制，而是用簡單的操作面板即可。[4]賀玲芳、基于PLC控制的全自動變頻恒壓供水系統(tǒng)、西安科技學院學報、2000.9、第20卷、第3期。
[5]ALLEN-BRADLEY、AnalogInputModuleUsersManual、inUSA、1989.2、1771-6.5.47。
[6]ALLEN-BRADLEY、AnalogOutputModuleUsersManual、inUSA、1987.10、1771-6.5.30。
[7]ALLEN-BRADLEY、PLC-編程軟件指令集、inUSA、1991-11、6200-6.4.6(end)