数控切割机开放式PLC系统设计及性能表现

时间：2020-01-05

数控切割机开放式PLC系统设计及性能表现

        开放式结构设计起源于网络代码设计，具有较好的交互编译接口，应用于数控切割机设备开放式控制系统的研发成形于90年代末期，开放化数控系统的软件设计**需要选择合适的操作系统和软件开发工具，其中尤其以PLC开放式数控切割机系统为代表。本文由武汉嘉倍徳科技技术部编辑整理，详细就数控切割机开放式PLC控制系统设计及性能表现详细说明。

一、数控切割机开放式PLC系统设计原理
        数控切割机开放式PLC系统按其控制方式划分有点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。在机械加工时，数控系统的点位控制一般用在孔加工机床上（例如钻孔、铰孔、镗孔的数控机床），其特点是，机床移动部件能实现由一个位置到另一个位置的**移动，即准确控制移动部件的终点位置，但并不考虑其运动轨迹，在移动过程中刀具不切削工件。
　　实现数控系统点位控制的通常方法可以有两种：一是采用全功能的数控装置，这种装置功能十分完善，但其价格却很昂贵，而且许多功能对点位控制来说是多余的；二是采用单板机或单片机控制，这种方法除了要进行软件开发外，还要设计硬件电路、接口电路、驱动电路，特别是要考虑工业现场中的抗干扰问题。
　　由于可编程控制器（PLC）是专为在工业环境下应用而设计的一种工业控制计算机，具有抗干扰能力强、**性较高、体积小、是实现机电一体化的理想控制装置等显着优点，因此通过实践与深入研究，本文提出了利用PLC控制步进电机实现数控系统点位控制功能的有关见解与方法，介绍了控制系统研制中需要认识与解决的若干问题，给出了控制系统方案及软硬件结构的设计思路，对于工矿企业实现相关机床改造具有较高的应用与参考价值。

二、数控切割机开放式PLC系统设计分类
        目前常用的数控切割机开放式PLC系统如DOS、Windows 3.1、Windows 95、Windows NT等均被应用到数控系统中。DOS本质上是一种单任务操作系统，在DOS下的多任务只能通过中断技术来实现。数控系统各软件功能模块一般不能同时执行，若要同时执行，需自行解决模块之间的调度问题。但DOS的规模很小，人们对DOS的了解比较多，在DOS上开发应用程度相对容易。Windows 3.1是一种非抢先多任务操作系统，可同时完成多个任务。其缺点在于某个任务，如任务A得到CPU资源时，其它任务是否能顺利执行完成取决于A是否能及时处理完其本次事件，因此实时性没有**。Windows 95和Windows NT都是性能优异的抢先式32位多任务操作系统，操作介面良好，就功能而言，适合数控系统的需要。但在工业场合使用，其稳定性有待证实。
　　软件设计工作分为三个部分：主机软件、通讯机软件和位置控制卡软件。制订完善的通讯协议是其首要问题。为了****传输数据，通讯机构件采用分时处理的方法分别完成与主机及位控卡的信息传输。其时间上的同步关系见图3。时间片的划分及三部分之间的同步关系由通讯机进行控制。**时间片开始时，通讯机向主机及位控卡发出同步信号，通知主机向双口RAM中写入新的数据，同时使位控卡开始位置控制运算。*二个时间片内，通讯机从双口RAM中取出位置指令，分发给各个位控卡，同时从各位控卡采集实际位置数据，写入双口RAM。

三、数控切割机开放式PLC系统性能表现
        不同于手工切割操作，数控切割机开放式PLC系统由于采用全电脑自动化控制，对切割轨迹设计需要操作人员使用CAD等相关软件绘制切割图形，而在将切割轨迹导入数控切割机上使用之前，还需要添加一些相关工艺步骤，以完善切割质量，如何设计切割轨迹利于数控切割机操作？相信这也是很多企业存在疑惑的地方，因此将就引入线设计问题为您讲解相关技巧和注意事项。
　　为**工件质量，一般不在工作轮廓上直接安排穿透点（即打火点），而是使其离开工件一段距离，经过一段切割线后再进入工件轮廓，这段线通常称之为切割引线或引入线。引入线的长度由材料的厚度和所采用的切割方法来确定，一般来讲，引线的长度随厚度增加而加长。引入线在不影响穿孔和切割的情况下，应尽可能的短，其引入方向应与切割机运行方向尽可能一致。在穿孔时飞溅的熔渣应不飞向切割机，而是向切割机启动运行的反方向飞去。

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