基于IPC-PLC的Q-300A型金相試樣切割機控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、金相試樣切割機主要用于金相試樣的截取，在機械制造行業(yè)中應用極為廣泛。目前，國內的金相試樣切割機切割范圍較小，自動化程度低，不能夠直接對較大零件進行取樣。國外的金相切割機雖然性能良好，切割范圍廣，但是價格非常昂貴。為了滿足行業(yè)需求，促進我國金相事業(yè)的發(fā)展，對大型金相試樣切割機的研究勢在必行。在認真體會金相切割技術的原理和金相試樣取樣的特殊要求后，研究設計了Q-300A型金相試樣切割機的控制系統(tǒng)。 本文根據Q-300A型金相試樣切割

2、機的機械結構和工作原理，采用機電一體化系統(tǒng)設計思想，設計了金相試樣切割機的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以可編程控制器(PLC)為控制核心，工控機(IPC)做輸入和顯示模塊。IPC作為上位機提供良好的人機界面，進行全系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，PLC作為下位機，執(zhí)行可靠有效的現(xiàn)場控制。通過OMRON Host Link單元及串行總線將上位機和下位機互聯(lián)，組成1:1上位鏈接系統(tǒng)，利用Visual Basic 6.0的MSComm通訊控件實現(xiàn)了可靠的串口數據通信

3、。 采用變頻調速技術對三相異步電動機進行調速，以適應切割不同材質工件的要求。通過光電傳感器對切割片轉速進行實時采樣，利用PLC的高速計數功能和模擬量PID控制功能，實現(xiàn)了切割片轉速的PID閉環(huán)調節(jié)，提高了轉速控制精度，保證了取樣質量。通過步進電機驅動器實現(xiàn)了PLC對三臺步進電機的控制，X向電機和Y向電機使工作臺能夠根據設定的轉速前后、左右平穩(wěn)進給，Z向電機用來驅動切割片進給，其進給速度可根據被切工件的尺寸來設定。PLC控制一臺變

4、頻器和三臺步進電機驅動器，使工作臺、懸臂和切割片協(xié)調動作，完成切割任務。設計的切割機控制系統(tǒng)具有自動和手動兩種控制方式，在自動控制方式下有四種切割模式：恒速切割、進三退一切割、逐層切割和連續(xù)切割，提高了切割機的切割能力。運用VB6.0開發(fā)平臺設計了上位機顯示和輸入界面，為系統(tǒng)提供了一種簡易實用、安全可靠的人機交互界面。此外，對控制系統(tǒng)采取了電氣設備保護和電路抗干擾措施，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。在系統(tǒng)安裝調試完成后，進行了大量的切割試