数控转塔冲床是一种常见的金属板材加工设备,它通过冲压、冲剪等工艺完成金属板材的加工。数控转塔冲床的控制系统作为设备的核心组成部分,直接关系到加工的精度、效率和复杂性。本研究采用了基于PC的软PLC(可编程逻辑控制器)控制系统,结合了PC强大的数据处理能力和软PLC灵活的编程环境,以达到提升数控转塔冲床控制性能的目的。
PC与软PLC结合的控制系统可以显著提高信息储存能力、系统灵活性及连接性。这种集成化、多功能的开放式平台非常适合现代化生产的需求,同时也便于系统的维护和升级。在此研究中,研究对象为ET-300系列的数控转塔冲床,该设备包括数控系统、伺服系统、电气系统、机床床身、传动系统和辅助部件。
数控系统作为转塔冲床的核心,负责接收操作人员的命令,并控制机床各功能部件完成加工任务。同时,它还能实时监控加工环境和工作状态。伺服系统是转塔冲床的重要组成部分,通过精确控制各轴的位置和速度,实现对运动命令的准确执行。电气系统则包含气动部件、传感器、电动机等,负责动力的传输和信号的采集。
在设计数控系统和人机界面方面,控制系统由软件和硬件两部分组成。硬件部分包括端子系统、伺服系统、总线系统和IPC(工业PC)。软件部分则基于TwinCAT平台,集成了上位机程序、组态软件、软PLC、以及人机界面程序。TwinCAT平台不仅提供了组态软件和软PLC的运行环境,还负责实现系统的交互、通信和用户命令的执行。
在人机界面的设计上,研究采用C#语言在*** 2008环境下开发,利用Windows界面的标准特征,使界面更加友好,满足大多数用户的操作习惯。
关于在TwinCAT平台上实现软PLC系统的结构和技术,研究中提出了软PLC系统基于PC平台,通过软件方式实现传统PLC的编程、存储、控制和计算功能。软PLC通过现场总线和I/O模块等物理设备实现信号的输出和数据的采集。此外,软PLC系统简化了自动化工厂体系结构,将应用、人机界面、通信和控制整合到同一个硬件平台上。软PLC的运行系统负责程序执行和系统管理,而开放系统则用于应用程序PLC的开发。两个系统间的通信通过DLL文件实现。
TwinCAT PLC作为软PLC的一种,通过专用的软件TwinCAT实现,支持IEC 61131-3标准编程工具,可实现与使用微软开放式标准程序、带用户接口的数据通信、用于I/O信号的PC卡和公共现场总线的连接。在本系统中,选择TwinCAT PLC的原因是为了提高控制性和可靠性,以及提升实时监控性能。
本研究通过结合PC与软PLC技术,不仅提高了数控转塔冲床的控制性能,而且强化了系统的维护性和用户交互的友好性。使用基于PC和软PLC的数控转塔冲床控制系统,可以有效满足现代制造业对于高效率、高精度和高柔性的生产需求。