超高速磨削試驗臺控制系統開發(fā).pdf

1、超高速磨削對提高生產效率、提高表面加工質量有顯著效果，是當前磨削技術的發(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，是發(fā)展超高速磨削加工的必要條件。近年來，隨著CNC技術的不斷發(fā)展，越來越多的磨床采用了CNC系統。雖然CNC多軸計算機數控系統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，如果對控制系統的功能要求不是很高，控制過程不太復雜，可以采用單片機或PLC作為核心控制器實現

2、數控系統的某些功能，這樣就可以有很大的節(jié)約。 本文針對現有的超高速磨削試驗臺，結合其特點和當前控制系統的發(fā)展趨勢，采用“PC+PLC”結構形式研制和開發(fā)了一套專用超高速磨削控制系統，控制系統用PLC實現前臺運動控制，PC機實現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調整個系統，共同完成加工任務。 超高速磨削試驗臺系統的開發(fā)涉及硬件和軟件兩個方面。本文首先設計了控制系統的硬件結構，并對各部分硬件的功能和性

3、能、原理進行了分析研究，而控制系統的軟件設計是本文的工作重點。為了實現用G代碼程序進行自動加工控制，本文在對數控系統的軟件工作原理和工作流程分析研究的基礎上，同時結合現有的軟、硬件資源，提出了兩種軟件設計方案，經過比較分析后，選定其中一種方案，設計了控制系統的軟件結構，明確了系統軟件由上位機應用程序，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的功能。本文首先結合超高速磨削試驗臺的特點和用戶需求，以模

4、塊化設計思想，利用Visual Basic 6.0編寫了上位機應用程序并開發(fā)了控制系統上位機人機界面，設計了三種磨削加工方式下的自動運行、手動操作、參數設置等各級菜單，分析了菜單功能并闡述了上位機主要功能模塊的實現。接著根據控制系統PLC程序設計要求，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、目標進給、手輪進給和輔助控制等程序設計，實現了控制系統的運動控制和輔助控制功能，

5、以及系統硬件故障診斷和報警功能。最后通過VB的MSComm控件，實現了上位PC機與PLC及變頻器的通信，分別按照各自的通信協議編寫了PC與PLC及變頻器的通信程序，并對通信過程中的數據處理進行了研究分析。 通過控制系統調試，實驗結果表明，本文所開發(fā)的超高速磨削試驗臺控制系統硬件設計布局合理，操作、維護方便，人機界面友好，工作良好，上下位機通信可靠。總之，該系統不僅能夠實現滿足磨削實驗要求，而且通過軟件設計，用PC和PLC構成的