一,、控制系統(tǒng)設計的范疇
數(shù)控泡沫切割機控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)主要從以下3個方面進行：
1)供電電源及傳輸。確定電源的類型和功率,，從工廠電網(wǎng)將電源引進機床電氣控制柜,，根據(jù)要求進行隔離,、抗干擾,、供電安全等方面的設計,。
2)控制功能的設計與實現(xiàn),。選擇數(shù)控系統(tǒng)以及相關的驅動控制器和伺服電動機,，進行操作界面的設計與開發(fā),、控制柜的配置與設計以及針對機床加工過程的PLC程序開發(fā),。
3)安全功能的設計與實現(xiàn),。對系統(tǒng)進行安全風險評估,，按照相應的安全等級和國家標準,，完成針對操作人員和設備的安全措施設計。
二,、數(shù)控系統(tǒng)的選型
數(shù)控系統(tǒng)的選型根據(jù)機床功能的要求,，可在價格,、品牌,、功能及服務等方面綜合分析考慮,，特別要注重開放性對機床制造商和最終用戶帶來的益處,。
例如,，日本發(fā)那科公司經(jīng)過多年的經(jīng)營努力，其產(chǎn)品在我國中高端數(shù)控設備中得到了較廣泛應用,，主要產(chǎn)品有：
1)0i系列。面向中低端高性價比的數(shù)控設備,，可用于車,、銑,、磨床等,，最多可控制4個軸,，包括FS0i/0i　Mate　Model　C。
2)16i系列,。面向中高端高速高精度機床,，包括FS16i/18i/21i　Model　B,。
3)30i系列,。用于多通道復合,、多軸聯(lián)動,、人工智能和納米控制的高端數(shù)控設備,，包括FS30i/31i/32i/35i　Model　B,，最多可有10個通道，控制40個軸,。
又如,，德國西門子公司的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品主要有：
1)808D。面向普及型數(shù)控設備,。
2)828D。集HMI,，CNC和PLC功能于一體,，結構緊湊,，性能優(yōu)越,。
3)840D。如Sinumerik)840Dsl,，采用模塊化的結構以及新型驅動總線和伺服驅動技術,，可實現(xiàn)納米控制,，具有多軸多通道和豐富的擴展接口,。
在國家重大專項的支持下,，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)獲得了快速的發(fā)展,。其性能,、質量和可靠性都有了很大提高，得到了國內(nèi)機床制造商的認可,，特別是 中低端數(shù)控設備大多已配置國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。在技術路線上,，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)普遍采用嵌入式平臺或工業(yè)PC機+Linux體系結構,。高端產(chǎn)品借助以太網(wǎng)總線進行實時通信,，具有5軸聯(lián)動和樣條插補功能,。特別是 沈陽機床集團的i5數(shù)控系統(tǒng)率先集成了面向特征的三維編程技術,。
三,、可編程邏輯控制器
在數(shù)控設備出現(xiàn)之前,，機床的控制主要采用繼電器控制系統(tǒng)，對開關量信號進行邏輯控制,，實現(xiàn)電動機的啟動,、限位及安全連鎖保護功能，完成對機床的加工過程的控制,。隨著可編程控制技術的不斷發(fā)展，不但能夠進行時間邏輯控制,，而且還能夠進行復雜的調節(jié)控制和速度位置控制，所以有些沒有復雜運動控制要求的點位控制機床就可采用PLC直接控制。但金屬切削加工機床一般都需要進行軌跡控制,，需要多軸聯(lián)動,，以完成零件輪廓的加工。為此,，機床數(shù)控系統(tǒng)的主要工作是 完成對加工軌跡的控制,，而PLC的邏輯控制功能則包含在數(shù)控系統(tǒng)中加以實現(xiàn),。
不同型號和類型的機床所需的邏輯控制各有不同,，所以PLC程序的開發(fā)是 機床制造商和最終用戶的一項重要工作,。 數(shù)控泡沫切割設備制造商在數(shù)控系統(tǒng)提供的PLC開發(fā)環(huán)境中,，根據(jù)機床的類型和特點進行客戶化的開發(fā)工作，對機床的M,、S、T等輔助功能進行開發(fā),，實現(xiàn)操作面板的客戶化功能以及對冷卻潤滑,、工件裝夾和換刀等過程的控制功能,。這些工作一般由機床制造商完成，然后提供給最終用戶相應的電氣圖和PLC程序。
西門子840D中采用S7-300系列PLC實現(xiàn)邏輯控制功能,，它具有相對單獨的硬件結構,。發(fā)那科將PLC稱為可編程機器控制器(programmable　machine　controller，PMC),，也是 單獨的硬件結構,。但新興的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商大多采用OpenPLC實現(xiàn)邏輯控制功能。其硬件與NC共用PC平臺,，通過總線將輸入輸出信號和接口電路相連,，依賴軟件實現(xiàn)PLC的邏輯控制功能，這種結構的PLC也稱軟PLC(SoftPLC),。
通常由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商提供PLC開發(fā)環(huán)境和PLC程序基本框架,，機床制造商則根據(jù)機床的特點進行修改和擴展，最終完成PLC的開發(fā)和調試工作,。采用SoftPLC的開放式數(shù)控系統(tǒng)的好處是 ,，其軟件框架是 標準化的，同樣的軟件可適應不同的I/O硬件,，具有豐富的編程環(huán)境,，不需要-編程器或調試器就能在機床數(shù)控系統(tǒng)上進行編程和調試，方便和簡化了PLC的開發(fā)和調試工作,。
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