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

1、金相試樣切割機(jī)主要用于金相試樣的截取，在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用極為廣泛。目前，國內(nèi)的金相試樣切割機(jī)切割范圍較小，自動(dòng)化程度低，不能夠直接對較大零件進(jìn)行取樣。國外的金相切割機(jī)雖然性能良好，切割范圍廣，但是價(jià)格非常昂貴。為了滿足行業(yè)需求，促進(jìn)我國金相事業(yè)的發(fā)展，對大型金相試樣切割機(jī)的研究勢在必行。在認(rèn)真體會(huì)金相切割技術(shù)的原理和金相試樣取樣的特殊要求后，研究設(shè)計(jì)了Q-300A型金相試樣切割機(jī)的控制系統(tǒng)。 本文根據(jù)Q-300A型金相試樣切割

2、機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作原理，采用機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了金相試樣切割機(jī)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(jī)(IPC)做輸入和顯示模塊。IPC作為上位機(jī)提供良好的人機(jī)界面，進(jìn)行全系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，PLC作為下位機(jī)，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(jī)和下位機(jī)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(shí)現(xiàn)了可靠的串口數(shù)據(jù)通信

3、。 采用變頻調(diào)速技術(shù)對三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速，以適應(yīng)切割不同材質(zhì)工件的要求。通過光電傳感器對切割片轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，利用PLC的高速計(jì)數(shù)功能和模擬量PID控制功能，實(shí)現(xiàn)了切割片轉(zhuǎn)速的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，提高了轉(zhuǎn)速控制精度，保證了取樣質(zhì)量。通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)了PLC對三臺步進(jìn)電機(jī)的控制，X向電機(jī)和Y向電機(jī)使工作臺能夠根據(jù)設(shè)定的轉(zhuǎn)速前后、左右平穩(wěn)進(jìn)給，Z向電機(jī)用來驅(qū)動(dòng)切割片進(jìn)給，其進(jìn)給速度可根據(jù)被切工件的尺寸來設(shè)定。PLC控制一臺變

4、頻器和三臺步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，使工作臺、懸臂和切割片協(xié)調(diào)動(dòng)作，完成切割任務(wù)。設(shè)計(jì)的切割機(jī)控制系統(tǒng)具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式，在自動(dòng)控制方式下有四種切割模式：恒速切割、進(jìn)三退一切割、逐層切割和連續(xù)切割，提高了切割機(jī)的切割能力。運(yùn)用VB6.0開發(fā)平臺設(shè)計(jì)了上位機(jī)顯示和輸入界面，為系統(tǒng)提供了一種簡易實(shí)用、安全可靠的人機(jī)交互界面。此外，對控制系統(tǒng)采取了電氣設(shè)備保護(hù)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(diào)試完成后，進(jìn)行了大量的切割試