基于PLC控制的大型金相試樣切割機的研制

陳小艷,沈 潔

（常州機電職業技術學院,213164）

對于切割機而言，我們并不陌生，因為現階段的社會技術進步非常快，有很多種切割機，可以將各種各樣的材料完美的切割到我們理想的地步，這有助于材料的價值體現，同時也能更好的滿足人們的需求。進行大型金相試樣切割機的研制，就是為了良好的達到這個目的。另一方面，為了保障切割機的效率和功能，科研人員決定在PLC控制的基礎上進行，這樣可以在多個方面起到較強的保障作用。本文就基于PLC控制的大型金相試樣切割機的研制進行一定的討論。

1 金相試樣切割工藝

1.1 切割機運動原理

基于PLC控制的大型金相試樣切割機的研制并沒有想象當中的那么簡單，我們需要將復雜的原理有效的應用到大型金相試樣切割機當中，很多的科研人員認為過于理論化的東西會讓實踐工作遇到較大的困難。但從現階段的發展來看，我們首先需要將切割機運用原理有效掌握，這樣才能逐漸的結合實踐，從而達到一個較好的效果。切割機的運動原理主要為：一臺步進電機驅動蝸輪蝸桿機構運動，蝸輪帶動擺臂上下擺動，三相異步電機通過二級帶傳動使砂輪片旋轉，砂輪片在旋轉的同時在擺臂的帶動下進行擺動，對工件進行進給切割。由此可見，對于金相試樣切割工作而言，需要較多的元件共同進行工作，傳統的工作原理并沒有辦法讓金相的切割達到一個完美的狀態。

1.2 切割機原理的運用

切割機的原理并不僅僅是一種理論，更加是指導實踐的重要工具。金相是一種較為重要的材料，很多的領域都有應用，我國在金相的研究時間雖然不長，但已經取得了一定的成績，這主要歸功于切割機原理的良好運用。結合實際的應用才能在較短的時間內獲得較大的成就。切割機的原理在實際的運用中，是理論和實踐相互融合，而不是一方凌駕于另一方的情況。比方說在切割的過程中，以逐層切割為例，主要是在切割大工件時，工作臺在絲杠螺母副的帶動下進行往復運動，當工作臺移動到兩端時砂輪片進給，砂輪片每工進幾毫米，工作臺前進或后退一次，砂輪片逐層將工件切斷。連續切割是指切割機可連續循環工作，一次啟動可以連續切下數段工件。逐層切割充分證明了切割機原理和實踐工作的良好結合，我們需要在未來的發展中，對類似的工作進行一定的深化和加強，這樣才能得到一個較為理想的結果。

2 切割機控制系統硬件設計

2.1 控制系統總體設計

在以往的工作中，我們常常將系統和硬件設備分的比較清楚，因此很多的科研人員將切割機控制系統和硬件設計分開進行，從客觀上來說，這種研究方法有優勢同時也存在一定的劣勢。優勢在于能夠有效的發揮出各自的優勢，劣勢在于將二者共同融入到切割機的時候，就會出現一定的沖突或者矛盾。因此，本文首先對控制系統的總體設計進行一定的闡述，系統運行時，單片機將控制信息通過串口傳送給PLC。PLC 按照用戶所選的切割模式和切割參數，根據接近開關檢測的位置信號和速度傳感器采集的速度信號，對變頻器和步進電機驅動器發出控制信號，使工作臺、擺臂、砂輪片協調運動，完成切割任務。由此可見，單純的進行控制系統設計，與控制系統的總體設計有很大的區別，后者的研究具有很大的優勢，在將來的發展中也有很好的前景。

2.2 系統主要硬件配置

基于PLC控制的大型金相試樣切割機需要強大的硬件配置，只有這樣才能在切割金相的時候，達到一個較為完美的狀態，更何況我們現階段是在對金相試樣進行切割。試樣的切割從某個程度上來說，具有很強的代表性，幾乎所有的切割機研究，都需要對試樣的材料進行一定的研究，而硬件配置就是一個核心環節。

2.3 單片機與PLC的通信

基于PLC控制的大型金相試樣切割機要想在多方面都達到一個較大的成就，除了要在上述的一些方面進行努力以外，還要在單片機與PLC的通信方面進行研究。因為切割機畢竟是在PLC控制的基礎上進行研究的，這個基礎對切割機的發展具有一定的決定性影響。從客觀的角度來說，單片機與PLC的通信研究工作能夠有效的提升大型金相試樣切割機的功能，同時也可以在未來的應用中，達到一個非常完美的效果。為了保證單片機與PLC 的正常通信，通信前，應保證單片機的通信參數必須和PLC 設置一致。AT89C52 串口工作于方式1，每幀信息包括10 位：1 個起始位、8 個數據位和1 個停止位。另一方面，當PLC 使用Host Link 協議與單片機通信時，單片機具有傳送優先權，單片機總是首先向PLC 發出命令并啟動通信，發送過程結束后，PLC 立即作出響應，然后將執行結果返回單片機。單片機與PLC的通信在將來的工作中，還需要進一步的深化與加強，只有這樣才能得到較大的成就。

3 切割機的軟件設計

基于PLC控制的大型金相試樣切割機的研究工作，硬件設備是一個主力方面，因此很多的科研人員將硬件設備作為主要的工作，從主觀上忽視了軟件的設計。在將來的工作中，必須在軟件設計工作上進行一定的加強，只有這樣才能得到全面的發展。金相這種材料相對于材料的而言具有很大的特點，不僅僅在結構上有很大的差異，同時在外表上也有與眾不同的特點。切割機的軟件，能夠良好的進行金相試樣的分析，這樣在切割的過程中，能夠保證金相試樣的切割效果達到一個理想的狀態。本文認為，由于切割機的切割模式比較多，所以系統的控制部分比較復雜。主控程序在上電復位完成系統的初始化后，與單片機通信，接收單片機傳送的控制信息，根據用戶選擇的切割模式，在切割過程中要完成輸入信號的循環掃描，并對輸入信息進行處理后，輸出不同的信號控制系統的各執行部件，使它們協調工作，完成工件的切割。由此可見，對于切割機而言，軟件是非常重要的，而且能夠在金相試樣切割機的研制中，起到很大的積極影響。

4 基于PLC控制的大型金相試樣切割機的研制思考

4.1 結合社會的實際需要來研究

從客觀的角度來說，大型金相試樣切割機的研究，并不同于以往的金相切割研究，冠以“大型”的標簽，意味著工作會的難度更大，必須結合社會的實際需要進行研究，畢竟切割機不是單純的大理論上研究，而是要服務到實際的社會發展中的，是為了讓我國的金相材料得到更加充分的利用。社會的需要能夠促進切割機的有效發展，同時可以讓切割機的功能更加符合實際，而不是單純在某一領域中獲得突破。總體來說，我國的社會需求比較強烈，尤其是在金相這樣的重要材料上，只有結合社會的實際需要來研究才能獲得理想的效果。

4.2 各個環節并重

基于PLC控制的大型金相試樣切割機的研究，本文從系統、硬件、軟件等等方面進行了詳細的討論和闡述，雖然就單一的領域而言，我國已經達到了一定的先進標準，但切割機的運行需要多個環節共同作用，某一個環節的成功并沒有辦法獲得最理想的效果。因此在將來的工作中，我們必須將所有的工作環節并重，不能忽視某一個環節，也不能過于專注某一個環節，共同作用的效果才是最好的。

5 總結

本文就基于PLC控制的大型金相試樣切割機進行了一定的討論，從現有的成就來說，的確將金相有效的開發和切割。但有地方還是需要加強，比方說要有效的避免各個環節之間的矛盾和沖突，由于原來的方式方法使得每一個環節都有突出的一面，這既是優勢也是劣勢，劣勢在于突出的方面很可能需要犧牲其它環節的工作來實現本身的價值。由此可見，必須將每個環節工作的沖突有效的避免，只有這樣才能實現更大的價值。

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