[發(fā)明專利]一種基于PLC控制的全自動試樣切割機及其切割方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010286197.1
• 申請日: 2010-09-19
• 公開（公告）號: CN101961874A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 韓兆祥;肖海英;常帥;曾慶軒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B26D5/20
• 分類號: B26D5/20;B26D5/26;G01N1/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張果瑞

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于PLC控制的全自動試樣切割機及其切割方法，屬于機械加工領域。

背景技術

材料進行整形及分片的外圓切割技術已在微電子工業(yè)被廣泛利用。在材料研究中的試樣制作對切割技術也提出了新的要求，傳統(tǒng)的切割技術消耗大量的人力物力，而且在樣品加工后的平行度、平面度、垂直度及表面粗糙度的要求都不能保證，有時為了一個試樣的制作，花費大量的時間，嚴重影響科研項目的進程。目前在國內外圓切割機的控制實際大都采用手動或半自動，半自動切割機工作的特點為：采用加工過程計算機輔助控制，行程控制采用行程限位開關，且對加工過程中出現(xiàn)的情況并沒有完全考慮到，如隨著進刀深度的增加，切割片與試樣的作用面積加大，切割力明顯降低，且切屑不宜排除，導致切割片的過快磨損和切割效率的降低。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是為了解決傳統(tǒng)切割技術消耗人力大、試樣切割精度和質量難以保證的問題，提供了一種基于PLC控制的全自動試樣切割機及其切割方法。

本發(fā)明包括主軸、盤形切割刀、試樣卡臺、十字滑臺、進刀機構和進樣機構，主軸上安裝盤形切割刀，在十字滑臺上設置試樣卡臺，它還包括擺動機構，在試樣卡臺上設置有擺動機構，所述擺動機構能夠帶動試樣做上下擺動。

進刀機構包括進刀步進電機驅動器和進刀步進電機，進刀步進電機驅動器驅動進刀步進電機動作，進而帶動十字滑臺縱向滑動，實現(xiàn)進刀或退刀操作；

進樣機構包括進樣步進電機驅動器和進樣步進電機，進樣步進電機驅動器驅動進樣步進電機動作，進而帶動十字滑臺橫向滑動，實現(xiàn)進樣或退樣操作。

進刀模式為脈沖進刀或連續(xù)進刀。

它還包括PLC控制器，PLC控制器控制主電機動作，由主電機帶動主軸旋轉，進而帶動盤形切割刀旋轉來切割試樣；PLC控制器控制進刀步進電機驅動器動作；PLC控制器控制進樣步進電機驅動器動作；PLC控制器控制擺動電機動作，使擺動機構上下擺動，進而實現(xiàn)待切割的試樣上下擺動。

它還包括變頻器，PLC控制器通過該變頻器采集主電機的工作電流，并通過該變頻器驅動主電機工作。

它還包括觸摸屏，觸摸屏用于人為設定工作參數(shù)，并將所述工作參數(shù)發(fā)送給PLC控制器；所述觸摸屏還用于接收PLC控制器發(fā)送的狀態(tài)參數(shù)，并將所述狀態(tài)參數(shù)顯示輸出。

它還包括水泵，PLC控制器控制水泵工作，水泵用于提供以水為分散相的切削液。

它還包括啟動按鈕、急停按鈕、安全罩和安全罩開關，啟動按鈕通過PLC控制器來控制加工的啟停，急停按鈕通過PLC控制器來控制加工的急停，安全罩是用于將盤形切割刀、試樣卡臺、十字滑臺、進刀機構和進樣機構與外界隔離的罩，安全罩開關用于檢測安全罩的開啟或關閉狀態(tài)，并將所述狀態(tài)信息發(fā)送給PLC控制器。

基于上述的一種基于PLC控制的全自動試樣切割機的切割方法包括以下步驟：

步驟一、在觸摸屏上根據(jù)試樣的欲切割截面的大小、試樣的切割難易程度從數(shù)據(jù)庫中選取相應工作參數(shù)，所述工作參數(shù)包括主軸轉速、進刀速度、進刀深度、進樣速度、進樣長度、進樣次數(shù)、設置冷卻水開/關，并確定選擇進刀機構的工作方式為連續(xù)進刀或脈沖進刀；

步驟二、按一下啟動按鈕，啟動試樣切割程序；

步驟三、判斷急停按鈕是否被啟動，

判斷結果為是，則停止此次加工；判斷結果為否，則執(zhí)行第四步；

步驟四、判斷安全罩是否關閉，

判斷結果為否，則停止此次加工；判斷結果為是，則執(zhí)行步驟五；

步驟五、如果步驟一設置的是需要開啟冷卻水，則由PLC控制器啟動水泵工作；如果步驟一設置的的是不需要開啟冷卻水，則不啟動水泵；

步驟六、由PLC控制器控制主電機啟動，并達到步驟一設置的主電機轉速；

步驟七、由PLC控制器控制擺動機構工作，帶動待切割的試樣隨擺動機構做上下擺動；

步驟八、由PLC控制器控制進刀機構按步驟一設置的進刀方式啟動工作，開始對試樣進行切割；

步驟九、PLC控制器采集變頻器反饋的主電機的電流信號；

步驟十、判斷所述電流信號是否高于主電機額定電流；

判斷結果為是，由PLC控制器根據(jù)第一步的設置的工作參數(shù)控制變頻器提高主電機的轉速或減小進刀速度，并繼續(xù)切割；判斷結果為否，保持當前主軸轉速或進刀速度繼續(xù)切割；

步驟十一、當進刀深度達到設定值后，由PLC控制器控制進刀機構復位；

步驟十二、進刀機構復位后，由PLC控制器控制進樣機構啟動工作，并進樣至設定長度；

步驟十三、判斷進樣次數(shù)是否小于等于N，