超高速磨削試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā).pdf

1、超高速磨削對(duì)提高生產(chǎn)效率、提高表面加工質(zhì)量有顯著效果，是當(dāng)前磨削技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。開(kāi)發(fā)和研制性能優(yōu)良的超高速磨削控制系統(tǒng)，是發(fā)展超高速磨削加工的必要條件。近年來(lái)，隨著CNC技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的磨床采用了CNC系統(tǒng)。雖然CNC多軸計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)可以達(dá)到很高的性能，但是由于其成本太高，程序編制也較復(fù)雜，因而也有一定的適用范圍。對(duì)于某些小型的磨床，如果對(duì)控制系統(tǒng)的功能要求不是很高，控制過(guò)程不太復(fù)雜，可以采用單片機(jī)或PLC作為核心控制器實(shí)現(xiàn)

2、數(shù)控系統(tǒng)的某些功能，這樣就可以有很大的節(jié)約。 本文針對(duì)現(xiàn)有的超高速磨削試驗(yàn)臺(tái)，結(jié)合其特點(diǎn)和當(dāng)前控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，采用“PC+PLC”結(jié)構(gòu)形式研制和開(kāi)發(fā)了一套專(zhuān)用超高速磨削控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用PLC實(shí)現(xiàn)前臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制，PC機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面及后臺(tái)管理，PC與PLC之間通過(guò)實(shí)時(shí)可靠的通信來(lái)協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)，共同完成加工任務(wù)。 超高速磨削試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)涉及硬件和軟件兩個(gè)方面。本文首先設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，并對(duì)各部分硬件的功能和性

3、能、原理進(jìn)行了分析研究，而控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是本文的工作重點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)用G代碼程序進(jìn)行自動(dòng)加工控制，本文在對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的軟件工作原理和工作流程分析研究的基礎(chǔ)上，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有的軟、硬件資源，提出了兩種軟件設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過(guò)比較分析后，選定其中一種方案，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，明確了系統(tǒng)軟件由上位機(jī)應(yīng)用程序，PLC控制程序和上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信程序三部分組成，并分析了各部分程序要實(shí)現(xiàn)的功能。本文首先結(jié)合超高速磨削試驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)和用戶需求，以模

4、塊化設(shè)計(jì)思想，利用Visual Basic 6.0編寫(xiě)了上位機(jī)應(yīng)用程序并開(kāi)發(fā)了控制系統(tǒng)上位機(jī)人機(jī)界面，設(shè)計(jì)了三種磨削加工方式下的自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)操作、參數(shù)設(shè)置等各級(jí)菜單，分析了菜單功能并闡述了上位機(jī)主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)。接著根據(jù)控制系統(tǒng)PLC程序設(shè)計(jì)要求，在CX．Programmer V.3.1軟件環(huán)境下編寫(xiě)了PLC主程序和各子程序，完成了插補(bǔ)、定位、原點(diǎn)返回、目標(biāo)進(jìn)給、手輪進(jìn)給和輔助控制等程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制和輔助控制功能，

5、以及系統(tǒng)硬件故障診斷和報(bào)警功能。最后通過(guò)VB的MSComm控件，實(shí)現(xiàn)了上位PC機(jī)與PLC及變頻器的通信，分別按照各自的通信協(xié)議編寫(xiě)了PC與PLC及變頻器的通信程序，并對(duì)通信過(guò)程中的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行了研究分析。 通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所開(kāi)發(fā)的超高速磨削試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)布局合理，操作、維護(hù)方便，人機(jī)界面友好，工作良好，上下位機(jī)通信可靠?？傊?，該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)滿足磨削實(shí)驗(yàn)要求，而且通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，用PC和PLC構(gòu)成的