數(shù)控系統(tǒng)按其控制方式劃分有點位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。在機械加工時,數(shù)控系統(tǒng)的點位控制一般用在孔加工機床上(例如鉆孔、鉸孔、鏜孔的機床),其特點是,機床移動部件能實現(xiàn)由一個位置到另一個位置的精確移動,即準確控制移動部件的終點位置,但并不考慮其運動軌跡。實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)點位控制的通常方法可以有:
1、采用全功能的數(shù)控裝置。這種裝置功能十分完善,但其價格卻很昂貴,而且許多功能對點位控制來說是多余的;2、采用單片機控制。這種方法除了要進行軟件開發(fā)外,還要設計硬件電路、接口電路、驅(qū)動電路,特別是要考慮工業(yè)現(xiàn)場中的抗干擾問題。3、采用可編程邏輯控制器控制。
由于可編程控制器(PLC)是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的一種工業(yè)控制計算機,具有抗干擾能力強、可靠性極高、體積小等顯著優(yōu)點,是實現(xiàn)機電一體化的理想控制裝置。
PLC(Programmable Logical Controller)通常稱為可編程邏輯控制器,是一種以微處理器為基礎,綜合了現(xiàn)代計算機技術、自動控制技術和通信技術發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置,由于它擁有體積小,功能強、程序設計簡單、維護方便等優(yōu)點,特別是它適應惡劣工業(yè)環(huán)境的能力和它的高可靠性,使它的應用越來越廣泛,已經(jīng)被稱為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱(即PLC、機器人和CAD/CAM)之一。
人機界面是在操作人員和機器設備之間做雙向溝通的橋梁,用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來處理或監(jiān)控管理及應付隨時可能變化的多功能顯示屏幕。隨著機械設備的飛速發(fā)展,以往的操作界面由熟練的操作人員才能操作,而且操作困難,無法提高工作效率。但是使用人機界面能夠明確指示并告知操作員機器設備目前的狀況,使操作變得簡單生動,并且可以減少操作上的失誤,即使是新手也可以很輕松的操作整個機器設備。使用人機界面還可以使機器的配線標準化、簡單化,同時也能減少PLC控制器所需的I/O點數(shù),降低生產(chǎn)的成本。同時由于面板控制的小型化及高性能,相對的提高了整套設備的附加價值。
步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下,電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負載變化的影響,即給電機加一個脈沖信號,電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關系的存在,加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。
1、控制系統(tǒng)的結構:系統(tǒng)的結構框圖如下圖1所示,整套電器系統(tǒng)由三部分組成:(1)操作部分(人機界面):用于操作、設置機床運行狀況、故障報警;(2)控制部分PLC):主要控制機床的定位;(3)執(zhí)行部分(步機電機及步機電機驅(qū)動器)。
圖1系統(tǒng)的結構框圖
2、硬件的選擇:
1)、人機界面的選擇的原則:現(xiàn)在市場上的人機界面基本上都能實現(xiàn)以下功能:指示燈(PLCI/O顯示、內(nèi)部節(jié)點顯示、多段指示燈等);開關(位狀態(tài)型開關、多段開關、切換窗口開關等);各種動態(tài)圖表(棒圖、儀表、移動元件、趨勢圖等);數(shù)據(jù)顯示(數(shù)值顯示、ASCII顯示、文字顯示等);數(shù)據(jù)輸入(數(shù)值輸入、ASCII輸入、文字輸入等);異常報警(報警顯示、跑馬燈顯示、事件顯示等);靜態(tài)顯示(直線、圓、矩形、文字等)基于在性價比方面的特點,在本機床作者選擇了臺灣威綸通的MT506T/C。
2)、PLC選擇的原則:在PLC選型是時主要是根據(jù)所需功能和容量進行選擇,并考慮維護的方便性,備件的通用性,是否易于擴展,有無特殊功能要求等。(1)、PLC輸入/輸出點確定:I/O點數(shù)選擇時要留出適當余量;(2)、PLC存儲容量:系統(tǒng)有模擬量信號存在或進行大量數(shù)據(jù)處理時容量應選擇大些;(3)、輸出繼電器類型一定是晶體管。