金相切割机主要用于金相试样的截取,也可用于金属棒料的下料、切口等。在机械、冶金、航空航天、汽车、工模具等制造行业中。随着科学技术的发展,金相技术也将随着工业的发展而发展。金相试样的截取是金相试样制备过程中的一个重要环节,实现试样截取的高质量和高自动化已成为其发展的必然方向。本文针对某轧辊厂对切割大直径轧辊试环、试片的特殊要求,研究设计了切割机机械机构,采用机电一体化系统设计思想,设计了切割机控制系统,实现了切割方式的多样化和人性化。大型轧辊金相试样切割机的机械结构设计主要包括机体、传动装置、进给机构、夹具、冷却系统五大部分组成。本文对各个部分机构特点进行了详细论述。大型轧辊金相试样切割机的控制系统以OMRON CPlH PLC为核心,EviewMT508S触摸屏为显示终端,二者进行串行通信。PLC集中完成数据处理和控制任务,触摸屏完成参数设定和显示的功能,触摸屏将控制信息通过串口传送给PLC,PLC根据用户设定的切割模式和切割参数,控制一台变频器和三台步进电机驱动器,使工作台、悬臂、砂轮片协调运动,完成切割任务。系统采用行程开关进行位置检测,保证切割过程的安全。采用OMRON E682-CWZ6C增量式编码器与CP1H的高速计数单元联用来检测切割机砂轮片的进给量和工作台前后行程的距离,从而达到对试样截取的精确控制。设计了触摸屏显示输入模块,为PLC提供了一种美观实用、安全可靠的人机交互界面。系统采用西门子MM420变频器对异步电机进行调速,变频器由PLC通过RS485串行通讯口使用USS协议进行控制,包括变频器的启/停、频率设定、参数修改等操作。根据通讯和控制要求对变频器的参数进行设置。本文设计的切割机控制系统具有自动和手动两种工作方式,三种切割模式:直切、进三退一和逐层切割,提高了切割机的切割能力,使切割机能够高效率的切割不同尺寸的轧辊试环和试片。在机械机构和控制系统的软硬件设计完成后,对切割机进行了安装和调试,对调试期间产生的问题进行了整理,同时对切割机的抗干扰措施进行了研究。