嵌入式精密内圆磨削数控系统集成PLC控制研究.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术NO．92013年9月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueSep．2013文章编号：1001—2265(2013)09—0105—03嵌入式精密内圆磨削数控系统集成PLC控制研究谢鸥，李华，任坤(1．苏州科技学院机械工程学院，江苏苏州215009；2．河南工业大学机电工程学院，郑J,i、】450007)摘要：针对精密内圆磨削加工控制要求，提出了一种嵌入式精密内圆磨削数控系统PLC集成控制方案。以．7-业级触

2、摸屏作为系统人机交互装置，共用嵌入式数控系统的ARM处理器，通过开发相应的接口电路和控制软件，将PLC控制功能集成于嵌入式数控系统中，提高了系统控制稳定性，增强了人机交互性能。关键词：精密内圆磨床；嵌入式系统；PLC；触摸屏中图分类号：TH16；TG65；TP368．1文献标识码：AResearchonIntegratedPLCControlofEmbeddedPrecisionInternalGrindingCNCSystemXIEOu，LIHu，RENKun(1．SchoolofMechanic

3、alEngineering，SuzhouUniversityofScienceandTechnology，SuzhouJiangsu215009，China；2．SchoolofMechanicalandEngineering，HennanUniversityofTechnology，Zhengzhou450007，China)Abstract：Accordingtotheprecisioninternalgrindingprocesscontrolrequirements，adesignforem

4、bed—dedprecisioninternalgrinderCNCsystemintegratedPLCcontrolwasproposed．Theindustrial-gradetouchscreenwasusedastheHuman-machineinteractiondevice，sharingtheARMprocessorofembed—dedCNCsystem．Bydevelopingoftheappropriatehardwareandsoftware，thePLCcontrolfun

5、ctionwasintegratedintheembeddedCNCsystem．Thestabilityofthesystemwasimprovedandtheperformanceofthehuman—machineinteractionwasenhanced．Keywords：precisioninternalgrinder；embeddedsystems；PLC；touchscreen直孔和锥孔的联动加工，缺乏柔性，无法满足日益更新0引言的产品加工要求。随着嵌入式技术及人机交互工程的精密内圆

6、磨床是实现内孔精度要求极高的零件发展，嵌入式系统和触摸屏装置已在机床数字化控制加工的关键设备，其主要特点是开关量控制多且控中获得广泛应用，本文提出基于ARM平台的嵌入制精度和实时性要求高。传统的精密内圆磨床一般式系统用于精密内圆磨削数控系统的开发，以工业级采用继电器——按钮式电气控制系统，线路复杂，故触摸屏作为系统的人机交互装置，重点研究了机床障频繁，严重影响到生产效率和产品质量。20世纪PLC控制系统集成于嵌入式数控系统中的开发过程。90年代后，各设备生产厂家开始了数控化改造，主要本系统以软件代替

7、硬件进行PLC功能的集成开发，降有三种方案：第一种，采用低性能的单片机作为控制低了成本，提高了系统控制的稳定性，实现了人机友好器，外扩接口电路和开发控制软件实现对机床的控交互，符合开放式数控系统开发的要求。制1-2]，此方案由于单片机运算速度及硬件资源的限1嵌入式精密内圆磨床数控系统硬件结构制使其无法满足内圆磨削加工的精度和实时性要求；第二种，采用国内外现有的数控系统外加独立或1．1系统硬件总体构成内嵌的硬件PLC装置构成磨床控制系统¨，此方案嵌入式精密内圆磨床数控系统硬件结构由以下虽然满足了内圆磨

8、削控制要求，但系统控制复杂，改部分组成：工业级触摸屏、嵌入式数控装置、进给伺造成本昂贵，并存在严重的软硬件资源浪费；第三种，服系统、主轴控制系统和PLC控制接口电路，其原理采用单一的独立PLC硬件装置作为内圆磨床控制系图如图1所示。触摸屏与嵌入式ARM处理器之间统，此方案满足了精密内圆磨削多开关量控制的要采用RS-232进行通信；采用变频器驱动电主轴作为求，然而系统只能完成简单的直线进给运动，无法实现收稿日期：2013—01—16；修回日期：2013—02—21基金项