超高速磨削試驗臺控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、超高速磨削對提高生產(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。開發(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，隨著CNC技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的磨床采用了CNC系統(tǒng)。雖然CNC多軸計算機數(shù)控系統(tǒng)可以達到很高的性能，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。對于某些小型的磨床，如果對控制系統(tǒng)的功能要求不是很高，控制過程不太復(fù)雜，可以采用單片機或PLC作為核心控制器實現(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。 本文針對現(xiàn)有的超高速磨削試驗臺，結(jié)合其特點和當(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)了一套專用超高速磨削控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用PLC實現(xiàn)前臺運動控制，PC機實現(xiàn)人機界面及后臺管理，PC與PLC之間通過實時可靠的通信來協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)，共同完成加工任務(wù)。 超高速磨削試驗臺系統(tǒng)的開發(fā)涉及硬件和軟件兩個方面。本文首先設(shè)計了控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，并對各部分硬件的功能和性

3、能、原理進行了分析研究，而控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計是本文的工作重點。為了實現(xiàn)用G代碼程序進行自動加工控制，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，同時結(jié)合現(xiàn)有的軟、硬件資源，提出了兩種軟件設(shè)計方案，經(jīng)過比較分析后，選定其中一種方案，設(shè)計了控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，明確了系統(tǒng)軟件由上位機應(yīng)用程序，PLC控制程序和上位機與下位機之間的通信程序三部分組成，并分析了各部分程序要實現(xiàn)的功能。本文首先結(jié)合超高速磨削試驗臺的特點和用戶需求，以模

4、塊化設(shè)計思想，利用Visual Basic 6.0編寫了上位機應(yīng)用程序并開發(fā)了控制系統(tǒng)上位機人機界面，設(shè)計了三種磨削加工方式下的自動運行、手動操作、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主要功能模塊的實現(xiàn)。接著根據(jù)控制系統(tǒng)PLC程序設(shè)計要求，在CX．Programmer V.3.1軟件環(huán)境下編寫了PLC主程序和各子程序，完成了插補、定位、原點返回、目標(biāo)進給、手輪進給和輔助控制等程序設(shè)計，實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的運動控制和輔助控制功能，

5、以及系統(tǒng)硬件故障診斷和報警功能。最后通過VB的MSComm控件，實現(xiàn)了上位PC機與PLC及變頻器的通信，分別按照各自的通信協(xié)議編寫了PC與PLC及變頻器的通信程序，并對通信過程中的數(shù)據(jù)處理進行了研究分析。 通過控制系統(tǒng)調(diào)試，實驗結(jié)果表明，本文所開發(fā)的超高速磨削試驗臺控制系統(tǒng)硬件設(shè)計布局合理，操作、維護方便，人機界面友好，工作良好，上下位機通信可靠?？傊?，該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)滿足磨削實驗要求，而且通過軟件設(shè)計，用PC和PLC構(gòu)成的