基于PLC火焰切割機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、自上世紀(jì)中業(yè)以來，隨著電子計(jì)算機(jī)的問世和現(xiàn)代自動(dòng)控制理論、微電子技術(shù)及圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，使得數(shù)控技術(shù)在我們生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域得以迅速地發(fā)展開來。在現(xiàn)代工業(yè)中，各種金屬材料的切割加工已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的一道重要工序，好的切割工具和切割方法可以極大地加速生產(chǎn)進(jìn)程和提高產(chǎn)品質(zhì)量。目前，我國機(jī)械加工行業(yè)中鋼板下料普遍采用手工氧-乙炔切割，這種現(xiàn)象不僅存在于小規(guī)模單件生產(chǎn)的小型企業(yè)，也存在于大批量生產(chǎn)的大型企業(yè)中。而國外企業(yè)的下料工序大部分

2、采用數(shù)控氧-乙炔或數(shù)控等離子切割或激光切割等方法，這不僅可提高材料利用率，還大大改善了產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化了工作環(huán)境，更主要的是使工作人員的工作效率得到了提高。數(shù)字控制技術(shù)與切割機(jī)的有機(jī)結(jié)合，使得切割工具具有更好的使用性能和更高的性能價(jià)格比。因此，先進(jìn)的數(shù)控火焰切割機(jī)的研制，不僅可以縮小我國在這一領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國家的差距，而且在我國現(xiàn)代化的建設(shè)中也會(huì)有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和良好的發(fā)展前景。是工程機(jī)械、造船、汽車、壓力容器、鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)的最佳選擇。

3、 本文針對數(shù)控火焰切割機(jī)的自身特點(diǎn)和當(dāng)前控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，采用“PC+PLC”結(jié)構(gòu)形式研制和開發(fā)了一套專用數(shù)控火焰切割機(jī)的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用PLC實(shí)現(xiàn)前臺運(yùn)動(dòng)控制，PC機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面及后臺管理，PC與PLC之間通過實(shí)時(shí)可靠的通信來協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)，共同完成加工任務(wù)。 數(shù)控火焰切割機(jī)系統(tǒng)的開發(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)，并對各部分硬件的功能和性能、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

4、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)合數(shù)控火焰切割機(jī)的特點(diǎn)和用戶需求，以模塊化設(shè)計(jì)思想，利用Visual Basic 6.0編寫了上

5、位機(jī)應(yīng)用程序并開發(fā)了控制系統(tǒng)上位機(jī)人機(jī)界面、參數(shù)設(shè)置等各級菜單，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，在編程軟件環(huán)境下編寫了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，以及系統(tǒng)硬件故障診斷和報(bào)警功能。最后通過VB的MSComm控件，實(shí)現(xiàn)了上位PC機(jī)與PLC通信，按照通信協(xié)議編寫了PC與PLC的通信程序，并