在不锈钢薄板加工成型的出产中，不锈钢板材直接折边成型会在角落构成弧角的作用，在某些情况下，人们不需求这种作用。假如在进行薄板的折弯加工之前，首先在薄板上折弯处先开出一道v型沟槽，然后再进行折弯，这样就可以加工出来没有弧边的棱角作用，如图1所示。
针对这种运用，人们研宣布了“v型刨槽机”，为了进步这种机器的出产功率和加工精度，有必要在机器上装置主动操控体系。本文介绍的是笔者用plc+hmi+沟通伺服电机开发的针对这种“v型刨槽机”的一种操控体系。
工艺要求
因为在这种刨槽机上加工的板材一般都比较薄，为了确保折边处有满意的强度，刨槽的深度不可以很深，所以操控精度要求很准确;一起，为了进步工件的折弯尺度精度，对沟槽的长度和方位操控也要准确。归纳以上要素考虑：整机的规划精度要到达0.01mm。依据工艺技能特色，工件的加工需求在x，y， z三个方向上别离进行操控。其间x轴：沟槽的长度;y轴：沟槽在板材上的方位;z轴：沟槽的深度。详细要求如图2所示。
操控要求
为了下降对操作人员的文化水平的要求，有必要简化参数设定，选用友爱的人机对话界面，可以便利的操控机器的运转，可以监督机器的运转状况;
别的为了进步机器的智能化水平，在本机器上开发了具有文件存储和办理的功用。这样就可以便利的以配方的方法进行不同工件加工参数的办理。数据存储要求以工件的编号作为数据组(可多达50组)，每一个工件编号对应一组工件的参数：长度，厚度，刨削起点，开槽方位，沟槽深度(一条沟槽最多可以分10刀进行刨削，每一次进刀深度设定规模在0～0.99mm)等等。一切的参数可以随时修正，随时存储。加工时，经过设定工件的编号来调用参数，如图3，也可以依照从头设定的新参数来加工工件。
机器的工艺操控上要求机床有手动和主动功用。手动时，机床每次只在一个固定的方位(可以恣意设定)上刨一道槽。主动时，机床可以依据设定的工件号调用长度，厚度，刨削起点，开槽方位，沟槽深度等参数，在板材上主动刨出符合要求的沟槽。图4示出操作界面。
计划承认
归纳以上的要求，因为是方位操控，而且操控精度要求较高(0.01mm)，所以应当选用步进电机或许是沟通伺服电机作为履行机构。操控体系可以有多种挑选：数控体系;计算机+运动操控卡;hmi+plc等。
履行机构的选型
步进电机的长处是价格要比沟通伺服电机廉价，缺陷是它高速力矩特性较软，会约束运转速度的进步，然后影响机器的工作功率的进步。而沟通伺服电机则可以担任高速运转，所以从进步工作功率的视点来说挑选沟通伺服电机作为履行机构可以进步设备的适用规模，然后进步设备的商场竞争能力。
操控体系的选型
专门的数控体系长处是功用很全面，适用于杂乱的运动操控，价格比较高，最重要的是它对操作人员的要求比较高，而在这儿的操控程序单一，不需求操作人员常常的改动操控程序，所以不合适用在小型机床。
微型计算机+运动操控卡这种计划
硬件本钱比前者要低一些，可是操控软件的安稳性对操作体系依赖性很强，操作体系一旦瘫痪，将直接影响出产的进行。别的计算机对环境要求高，体积大，可移动性差，不合适装置在小型机床上。
hmi和plc原本便是面向工业环境规划的高安稳性产品，物理尺度十分合适装置在小型机床上，价格上也比较廉价。操控软件开发选用简略易学的ld梯形图言语，操控体系软件的开发，调试很简略，plc运转十分安稳，简直不需求程序保护。比较而言：
hmi+plc的计划应该是最好的挑选。
硬件体系
体系硬件计划如图5所示。
操控回路
包含按钮，指示灯等。二次回路选用dc24v，串入急停按钮操控动力回路接触器，直接操控供电体系的安全运转。
供电体系
伺服驱动动力电选用ac380v供电，由接触器操控。一台可以输出电压为dc24v的开关电源。供给人机界面电源、plc的输入信号电源。二次操控回路独自运用另一路dc24v开关电源。
伺服动力电源是三相ac220v的制式，所以要供给一台380-220干式变压器，作为电压的转化。
plc电源是ac220v等级的，可以从ac380取一相运用，但考虑到电源阻隔今后，电源的质量有必定的进步，对plc有利，因而从380-220干式变压器输出端取两相运用。
hmi体系
hmi是整个机器与操作人员进行沟通的界面(见图6)，在满意技能要求的基础上要考虑易于操作，外形美观大方。这儿选用omron的ns10(10寸)真彩触摸屏，支撑全中文显现，荧屏广大，文字明晰，色彩丰厚，操作简略。数据的设定，存储，记载，机器的运转状况监督和操控都很便利。
hmi与plc选用rs232串行通讯(sysmac way协议)衔接。
plc体系
图7示出的plc是整个操控体系的中心，它联系着hmi和底层现场设备伺服驱动体系的运转，要求功用牢靠，功用上要可以便利的完成与hmi和伺服驱动体系的衔接。本体系选用omron的cj1m系列小型plc。cpu内置2路100khz高速脉冲输出，完成x轴，y轴的运动操控，此外装备一个nc133方位操控模块，完成z轴的运动操控。开关量输入/输出各选用一个16路输入/输出模块。设备的整个工艺流程的操控首要选用ld(梯形图)言语编写程序来完成。为了完成运动操控的要求，某些当地需求较为杂乱的数学运算，为了完成这部分功用，笔者自己用st言语编写并把这部分封装在功用块(fb)里边，供ld调用。
伺服驱动体系
伺服驱动器和沟通伺服电机，x轴、y、z轴各一套。伺服驱动体系选用安川的伺服驱动体系，这儿选用“脉冲+方向”操控形式，接线从plc或许nc方位操控模块的高速脉冲输出口引出，接入伺服驱动器的脉冲输进口，以及方向信号。
传感器
为了确保各个轴的正常和安全的运转，需求在每个轴的两头别离装置一个挨近开关，作为轴的极限方位传感器，防止运转规模超出，形成设备损坏。本设备一切的伺服操控体系均选用肯定坐标，在每个轴上还要独自设置一个零点开关，作为坐标轴的零点方位。
hmiplc软件体系
在人机界面上开宣布以下画面：
主页面。展现出产厂家及机床的信息，力求简洁明了，美观大方;
手动页面。手动形式下的数据设定，办理，操控，监督等信息;
主动页面。主动形式下的数据设定，办理，操控，监督等信息;
承认页面。参数的修正或调用时需求弹出承认提示页面，以确保对工件参数的操作的正确性。首要用在一些要害数据的读取和写入前的承认提示，防止操作人员对数据的过错读写。
软件选用ld言语编写，而且依照功用做出以下分段，以便于今后的程序保护：
信号输入段。担任输入信号的收集和办理，逻辑的简略转化;
形式转化段。担任办理手动/主动形式的切换，确保体系在两种形式下正常的运转;
数据办理段。担任hmi与plc之间的数据传输，存储和调用办理，还包含传递从hmi上宣布的操作指令;
脉冲输出段。担任plc对伺服体系宣布正确的脉冲指令，确保沟通伺服电机依照规则的方向和方位进行运动;
逻辑操控段。担任整个工艺流程的逻辑操控，对液压等机械履行机构进行操控，确保动作按程序正常履行;
信号输出段。担任一切需求输出的信号进行办理和逻辑转化。
详细软件体系流程如图8所示。
注意事项
沟通伺服体系是强电体系而且是高电磁辐射源(虽然它们有emc认证，仍是不能肯定的防止电磁辐射的发生)，而plc，hmi以及它们之间的通讯衔接是典型的弱电体系，很简略遭到强电磁辐射的搅扰，因而在硬件安置上要尽量添加强电体系与弱电体系之间的装置间隔，削减电磁搅扰带来的晦气影响。一起考虑通讯电缆与动力电缆之间的装置方法，一般遵从这样的准则：通讯电缆选用屏蔽电缆，而且要单点(在信号的接纳处)屏蔽层接地;沟通伺服的动力电缆最好也要屏蔽，而且在伺服驱动器的这一端进行屏蔽层接地，电缆长度尽量的短;通讯电缆与动力电缆尽量防止近间隔平行布线，假如无法防止平行布线，二者间隔要求≥20cm。
结语
hmi+plc+伺服体系是一个典型的小型的数控体系。它价格比惯例的数控体系相比较，价格低廉，界面友爱，功用强大，精度高，特别合适于小型机床上运用。经实际运用验证标明：这种体系功用十分安稳牢靠，工况杰出，加工出的产品质量合格安稳。
