飼料顆粒機主要適用于農(nóng)村飼養(yǎng)專業(yè)戶及小型飼養(yǎng)場、養(yǎng)兔場，小型飼料顆粒的生產(chǎn)過程是通過顆粒機來實現(xiàn)的，顆粒機的動力通過主軸及平模，在摩擦力作用下帶動壓輥自轉(zhuǎn)，物料在壓輥與平模之間高溫糊化，蛋白質(zhì)凝固變性，在壓輥擠壓下從�？字信懦觯瞥傻念w粒經(jīng)甩料盤送出機外，通過切口可調(diào)顆粒長短。然而，小型飼料顆粒機的平模零件加工是目前面臨的一大難題，設(shè)備的核心部件平模模具的共同特點是單一孔徑、孔數(shù)眾多、孔徑比大等，目前的加工方法普遍存在加工效率低、勞動強度大等諸多問題，富通新能源生產(chǎn)銷售顆粒機、秸稈顆粒機、木屑顆粒機等生物質(zhì)成型顆粒燃料等機械設(shè)備。
1、平模零件分析平模模具是飼料顆粒機的核心部件，其質(zhì)量優(yōu)劣對飼料顆粒機產(chǎn)量和模具耐用度的影響至關(guān)重要。常用的平模模具規(guī)格有48種以上：其中平模外徑105，200，230，280四種規(guī)格；出料孔徑：1.5，2，2.5，3，3.5，4，4.5，5，6，8，10，12；并且根據(jù)不同用戶的特殊要求，還要增加部份規(guī)格。在工件面中孔分布呈等邊三角形分布，在固定面積里，這種布孔方式的孔數(shù)最多，因此顆粒機的出料效率也最高。
平模模具的一個共同特點是全部的孔都是深孔，孔徑比一般都大于7至15；單工件孔數(shù)多．單工件最多達6000多個孔數(shù)。在實際生產(chǎn)中，屬于多品種、少批量的產(chǎn)品，工件規(guī)格變換頻繁，給平模零件的生產(chǎn)組織造成一定的困難。因此，需要有一套適用于飼料顆粒機平模模具零件加工的數(shù)控鉆孔系統(tǒng)，才能滿足平模零件的加工效率與質(zhì)量。
2、數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)建
平模模具鉆孔設(shè)備最關(guān)鍵的部份就是數(shù)控系統(tǒng)，一般的作法可以采用鉆銑床的數(shù)控系統(tǒng)，比如廣州數(shù)控的980MA系統(tǒng)、華中數(shù)控的HNC-2IM系統(tǒng)等數(shù)控系統(tǒng)，但在本應用中出現(xiàn)了一個共同的問題：工件品種眾多，編程特別困難，無法在加工中對孔位參數(shù)進行微調(diào)；并且操作難度大，需要非常熟練的數(shù)控操作工才能進行加工；同時加工中不易進行選孔加工。嚴重影響了加工的效率和質(zhì)量。
本系統(tǒng)采用PLC做為主控制器，設(shè)計人機界面做為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，系統(tǒng)總體構(gòu)成如圖2所示，主要包含電源模塊、人機界面模塊、輸入模塊、主軸水泵控制模塊、刀庫模塊、控制器模塊、伺服控制模塊等模塊。系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，全部的模塊都有成熟產(chǎn)品可以選型，具有結(jié)構(gòu)清晰、可靠性高、易于維護等優(yōu)點。
3、操作界面的設(shè)計
人機界面(Human Machine Interaction，簡稱HMI)，又稱用戶界面或使用者界面，是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，實現(xiàn)狀態(tài)顯示和用戶加工數(shù)據(jù)輸入的作用。
機床操作界面采用組態(tài)軟件進行編輯生成，如圖3所示，按需設(shè)計的用戶界面，機床操作界面簡潔明了。機床主界面顯示機床工作參數(shù)、設(shè)備主要控制按鈕、功能界面轉(zhuǎn)換按鈕和系統(tǒng)信息等內(nèi)容，如圖4所示。零件加工參數(shù)在零件參數(shù)界面中，如圖5所示，輸入內(nèi)容以填表的操作方式，主要有零件的主要參數(shù)，如：工件外徑、工件內(nèi)徑、孔距參數(shù)、孔徑參數(shù)、孔深參數(shù)等，系統(tǒng)根據(jù)這些主要參數(shù)自動計算出全部所需數(shù)據(jù)，而無需操作人員進行數(shù)控程序的編輯、極大地簡化了自動化設(shè)備的操作難度。
4、數(shù)控程序的設(shè)計
機床的控制系統(tǒng)采用PLC系統(tǒng)，打開PLC編輯軟件，如圖6所示，進行系統(tǒng)程序的編輯。
系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化程序編程，主要功能模塊包含：用戶輸入模塊、機床操作模塊、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定模塊、工件參數(shù)處理模塊和緊急處理模塊等功能，系統(tǒng)程序流程如圖7所示。
開機初始化后系統(tǒng)等待用戶操作命令，這時可以選擇手動操作、設(shè)置工件數(shù)據(jù)或直接進行循環(huán)加工。對于新的工件數(shù)據(jù)，在開機后先進行工件參數(shù)的輸入，在確認工件數(shù)據(jù)正確后，可進人手動操作，將機床調(diào)整到加工位置，校準刀具，即可進行正常加工。
正常加工過程中，機床主界面顯示機床當前位置、當前零件號和當前加工孔號參數(shù)等主要參數(shù)，根據(jù)刀具的實際狀況，還可在主界面改變刀具的進給速度倍率，以利于最大限度的保護刀具，達到最大的加工效率。
針對鉆孔加工的工藝特點，系統(tǒng)單獨設(shè)計有以下幾點主要特色：(1)在自動加工中可任意選孔加工，只要輸入目標孔號，機床會在下一孔加工時自動移動到指定孔位進行加工；(2)不改變用戶數(shù)據(jù)，通過選擇按鈕就可以實現(xiàn)不同加工方式轉(zhuǎn)換，可選擇的加工方式有：中心孔引孔方式、單次鉆孔方式和啄鉆加工方式；(3)在孔鉆通之前自動減少進刀速度，以利于保護鉆頭。
5、結(jié)論
本系統(tǒng)設(shè)計的是一種基于人機界面與PLC控制器相結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)，相對于通用數(shù)控系統(tǒng)，本系統(tǒng)針對性強，設(shè)計合理，簡化數(shù)控機床操作，有效地降低勞動強度；操作使用簡便，控制程序和用戶界面靈活多變，對于不同類別的加工零件，只要針對新零件的加工要求做恰肖的改變，就能夠適應新的零件加工，滿足用戶不同的使用要求。
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