基于组态监控技术的电火花毛化加工机床监控系统的研究

　　一、引言

　　目前，国内大多数机床监控系统属于专用系统，其开放性较差，已不能满足当今制造业的发展需求，属于工厂内典型的 "自动化孤岛"。而计算机软件技术及工业控制网络技术的发展，使得工厂自动化设备的互联成为可能。组态软件作为自动化系统"水平"和"垂直"集成的桥梁和纽带[1]，已经广泛应用于工业自动化的各个领域。组态监控技术为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台，与检测部件、控制部件构成复杂的应用系统，在节能、提高计量精度、改善产品质量、完成部门间精确传递生产信息等方面发挥核心作用，有利于企业消除信息孤岛、降低运作成本、提高生产效率、加快市场反应速度[1]。

　　二、电火花毛化加工机床监控系统

　　电火花毛化加工(Electro-discharge Texturing,缩写为EDT)工艺将轧辊作为工件电极，以铜或石墨作为工具电极，将轧辊和工具电极均浸没在绝缘工作液中，电火花放电加工在轧辊表面形成凹坑和凸起。随着轧辊的匀速旋转和轴向往复直线运动，轧辊表面的凹坑凸起螺旋线交叉密化重叠就形成了由随机无序的凹坑凸起组成的毛化形貌(如图1所示)[2]。经电火花毛化轧辊冷轧而成的毛化钢板因具有良好的冲压性和涂覆性而在汽车、家电等行业中被广泛使用。

　　电火花毛化加工机床采用上下位计算机结构的监控系统实现信息管理和过程监控两方面功能。下位机采用以顺序逻辑控制和开关量信息处理见长的可编程控制器，负责轧辊旋转和轴向运动、电极伺服运动、脉冲电源电压电流输出和工作液循环过滤等协调工作[2]。上位机采用工业控制计算机和Windows2000作为硬件和软件平台、利用力控2.6版监控组态软件开发了电火花毛化加工本地监控程序和车间生产管理系统，并且通过以太网建立了远程监控站、IE浏览站等应用程序。上位机通过FX2N-232-BD机能扩充板，采用RS232C串口通信协议，利用组态软件自备的I/O设备驱动程序与下位机PLC进行通信。

　　图2 EDT机床监控系统示意图

　　三、电火花毛化加工本地监控

　　电火花毛化加工本地监控，即电火花毛化加工机床上位机系统，一方面

　　图3 电火花毛化加工本地监控

　　(1)对试验机床的轧辊加工过程进行实时监控，以动画的形式形象地表示。

　　(2)对试验机床的工作液循环系统进行实时监控，在整个轧辊的加工过程中，动态地反映工作液系统的工作情况。

　　(3)对预先设置好的几组轧辊加工工艺参数和工作液循环系统控制参数进行选择，也可进行手动设置和修改，并可以通过DDE方式与第三方软件Excel进行通信，将修改的参数进行保存。