admin 管理员组文章数量: 887021
2024年1月14日发(作者：最简单的动画代码)
基于云制造的数控机床自动化生产系统设计
摘要本文主要研究基于云制造的数控机床自动化生产系统设计，文章在研究过程中，从实践性角度设计了一种基于云制造的数控机床自动化生产系统。自动化生产系统解决了数控机床自动化效率低、系统集成应用效果差的问题。在系统设计中以PLC系统为云制造的关键，设计系统控制结构和基本运行参数，并且最后对数控机床自动化生产系统进行验证。
关键字：云制造；数控机床；自动化生产
数控机床是现代工业生产中应用的重要装置，是机械加工模式的升级版，对于现代数控加工应用有非常关键的作用。也能够提升机床加工应用效果。而现代工业生产的需求又有所升级，传统数控机床的问题逐渐暴露。并且云制造背景下，传统机床也不能够满足云制造的功能需求。要求数控机床朝自动化控制方向，从而与云制造相互结合，提升工业生产精度。所以，研究数控机床自动化生产系统是现代数控机床发展的关键方向。
1.云制造催生数控机床自动化生产系统
从社会发展角度而言，云制造是为了工业制造生产的发展方向，同时也是催生数控机床自动化生产系统的关键。
云制造是在制造服务理念上形成的新型制造生产理念。在云制造理念中，将云计算、物联网、信息技术交叉融合，其目的是实现制造业的新发展。融入了云理念和新技术的制造业，产品研发更加精准、制造技术效率升级、产品制造中的资源利用更加合理，制造产品销售也实现了精细化管理，从而促进制造业的新发展。云制造的形成也具有一定的要求，就是整个制造生产计划、制造生产过程、制造产品销售环节都能够在同一云平台上进行管理。尤其是制造生产过程中的连
接十分重要，要求制造生产过程中具有数据通信能力、自动控制能力以及智能化管理能力。
根据以上云制造的分析可以发现，传统的数控机床显然不符合自动生产、自动管理、网络连接、数据通信等能力。所以，在云制造不断深入发展下，制造生产提出了云制造数控机床生产系统。该系统满足了云制造的构建需求，是形成云制造的关键。
2.数控机床自动化生产系统设计研究
数控机床自动化生产系统设计应用非常关键，是云制造形成的关键。本文在进行研究的过程中，针对数控机床自动化系统进行了深入分析，并且设计了一种以PLC技术为核心的数控机床自动化生产系统，以下是对该生产系统的全面设计分析。
（1）系统的方案设计
本次数控机床自动化生产系统设计应用的过程中，采用PLC系统为独立系统，并且构建CNC执行结构，实现中央处理器与执行装置的相互融合。在同步信息交换实施的过程中，能够助力技术的新发展。在整个方案当中，嵌入式电路中物理与逻辑地址以此比对，并且能够实现数据传输。为了实现云制造，整个系统等形成了一种新方案。整个PLC模块设计应用过程中，主要应用CNC通信模块、PLC梯形图程序、PLC设备应用、XML配置文件等环节。
（2）系统硬件结构设计应用
在本次数控机床自动化生产系统设计的过程中，为了实现数控机床的良好应用，本次设计还完成了总体硬件结构设计。
①CNC系统连接GUI，能够实现整个系统的数据通信，确保系统具有良好的数据连接和网络交换功能。该系统的设计让自动化系统能够与云制造商部分端口连接，是实现云计算设计的关键，能够最大程度上提升系统的云应用。而在CNC系统设计应用中，整个系统设计应用OK335xSCNC硬件主板、并且连接解码器，能够对数字化信息进行解码，继而实现网络数据功能。
②系统硬件设计过程中，还包括PLC核心处理单元的设计，该单元的设计主要是实现系统的自动化管理功能，提升系统的应用效率。在本次设计应用过程中，设计采用S7-200PLC中央处理器，该装置的应用采用DC24V电源，数字量输出点为16个、数字量输入模块为继电器模块。该硬模块采用高速芯片，处理能力强，超大CPU，并且可以同时加载应用SDK，最终形成良好的设计，确保系统硬件结构设计应用良好，也能够提升设计效果。
③系统硬件设计中，还包括机床自动化系统的核心工作模块设计。在整个机床设计应用过程中，该工作模块主要包括三轴驱动器设计、停止按钮、限止元件、主轴电机、三轴伺服电机等，通过各模块的设计应用，确保系统硬件良好的发挥功能[1]。
④系统网络模块设计应用。云制造下，要求自动化机床控制系统保持联网，才能够与上端云制造平台相互连接，实现云制造服务。在本次系统的网络设计应用过程中，在本次机床设计应用过程中，选择工业网作为网络凭条，主干网采用总线结构，易于组成冗余环网。局部采用星型结构，避免了某一台设备故障影响其他设备。
（3）完成控制系统的参数设计
在整个自动化机床控制系统的设计过程中，完成PLC的运行参数设计非常关键，根据云制造的制造需求和自动化生产的需求，对PLC的运行参数进行精准设计。
①本次系统设计中，要求PLC自动机床控制系统的机床运行时间为3min。
②本次系统设计中，要求PLC自动机床控制系统的代码大小为3KB。
③本次系统设计中，要求PLC自动机床控制系统的功耗为50W。
④本次系统设计中，要求PLC自动机床控制系统的雕刻准确率为99.5%[2]。
3.数控机床自动化生产系统设计验证
本文在研究中，设计以云制造要求为基础的数控机床自动化生产控制系统，而为了验证本次设计的系统是否符合根本要求，在本次机床设计完成之后，针对机床进行了实践验证。在数控机床自动化生产系统的验证实施中，利用Linux嵌入式系统构建模拟开发环境，并且对自动化生产系统的操作进行了模拟分析。主要分析系统应用的准确率、耗时以及能量消耗。在整个系统的设计验证后，确认本次设计的数控机床自动化生产系统准确率达到100%、能量消耗800J、耗时36s。证明了本系统设计的合理性[3]。
结束语
本文针对云制造背景下设计数控机床自动化生产控制系统非常关键，是现代制造业发展的必然要求，希望本文的设计能够有效地帮助到现代化制造生产转型。
参考文献
[1]罗永洪,胡小兵. 基于云制造的数控机床自动化生产系统设计[J]. 现代电子技术, 2020, 43(22):4-4
[2]朱丽华. 浅析数控机床自动化设计与制造[J]. 内燃机与配件,
2021(9):2-2
[3]方舟, 郝昕, 李锐,等. 基于微服务架构的云制造执行系统[J]. 科学技术创新, 2020(8):2-2
版权声明：本文标题：基于云制造的数控机床自动化生产系统设计 内容由网友自发贡献，该文观点仅代表作者本人， 转载请联系作者并注明出处：http://www.freenas.com.cn/free/1705192456h476336.html， 本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容，一经查实，本站将立刻删除。
发表评论