基于嵌入式软PLC的折弯机数控系统设计与开发

摘要

折弯机是钣金生产制造领域的重要工业设备，数控系统是决定折弯机机床性能的核心部件。目前国内折弯机数控系统绝大部分依赖进口，为适应日益激烈的市场竞争，需要考虑如何在降低成本的同时开发出具有自主知识产权的国产化折弯机数控产品。本课题提出一种折弯机数控系统开发的新方案，采用基于ARM的嵌入式软PLC架构来代替传统的硬件PLC或者单片机，方案在开放性和后期维护上具有良好的特性。
　　针对折弯机的工艺特点及功能需求，设计折弯机数控系统开发所采用的硬件体系和软件平台。在嵌入式软PLC平台下实现折弯机逻辑与运动控制，从折弯角度成型工艺和折弯直线度工艺两方面进行研究和开发，提出折弯算法的二次封装、折弯工艺数据库、双滑块同步控制、挠度补偿等多种工艺措施，完善折弯加工的工艺参数和性能指标。
　　以扬力集团MB8系列折弯机为目标进行折弯机专用数控系统的总体开发。在CoDeSys平台下实现完整的折弯加工流程以及相关的辅助功能，包括报警、监控、调试、采样。同时完善折弯机数控系统的参数配置和文件管理，最后进行组态化界面设计。
　　在MB8-250X3200型号液压板料折弯机上进行系统验证和相关的测试工作。测试结果表明，折弯加工的各项功能和性能指标达到理想要求。经过以上工作内容的顺利执行，本文采用嵌入式软PLC成功实现折弯机专用数控系统的开发，同时数控系统在折弯加工的工艺和性能指标上达到国内一流水平。开发周期和成本较低，方案具有功能扩展和后期维护中的便利性。此外，本课题为软PLC在工业领域的推广和应用做出部分贡献，证明了软PLC方案在实时性、逻辑与运动控制等关键技术中具有工程上的可实践性。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题背景及意义

1.3 相关领域的国内外研究现状

1.4 主要研究内容

2 折弯机数控系统的总体设计方案

2.1 折弯机结构及工作原理

2.2 嵌入式软PLC开发方案

2.3 数控系统总体架构

2.4 本章小结

3 折弯机数控系统的功能设计

3.1 折弯机逻辑与运动控制

3.2 折弯角度成形工艺研究

3.3 折弯位置的直线度工艺研究

3.4 本章小结

4 折弯机数控系统总体开发与实现

4.1 折弯加工流程的实现

4.2 数控系统辅助功能

4.3 参数配置和文件管理

4.4 组态化界面设计

4.5 本章小结

5 方案验证与功能测试

5.2 方案验证

5.3 折弯功能测试

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献