1 引言
可編程控制器(PLC)，是集自動(dòng)控制技術(shù)、計算機技術(shù)、和通訊技術(shù)為一體的高科技產(chǎn)品。具有可靠性高，功能齊全，使用靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。
本文介紹的是應用可編程控制器(永宏P(guān)LC)、人機界面(日本Digital觸摸屏)、伺服系統(松下伺服)來(lái)實(shí)現磨床的自動(dòng)化改造。
傳統的普通磨床在一定的使用年限以后，其定位系統會(huì )受到很大程度的損壞，將會(huì )影響加工的精度，基于此問(wèn)題，對其進(jìn)行改造時(shí)其定位控制裝置的選擇就顯得 尤為重要，永宏P(guān)LC的NC定位功能較其它PLC更精準(本例精度可達0.01mm)，且程序的設計和調試相當方便。因此，我公司選用永宏P(guān)LC作為磨床 自動(dòng)化改造的定位控制部分。
2 控制系統簡(jiǎn)介
系統的結構框圖如圖1所示，整個(gè)系統由三部分組成:(1)操作部分(人機界面):用于操作、設置磨削參數、顯示磨床運行狀況、故障報警;(2)控制部分(永宏P(guān)LC):主要控制磨床的定位;(3)執行部分(伺服電機及伺服驅動(dòng)器)。
圖1 系統的結構框圖
3 系統示意圖
具體功能及動(dòng)作要求如下:
(1) 初始(開(kāi)機瞬時(shí)):當伺服放大器主電源接通2ms后，伺服放大器回饋一信號至PLC(X4)[S-RDY 伺服準備]，此時(shí)如果沒(méi)有:伺服ALM(X5)、上超程LS1(X10)或下超程LS2(X11)，則PLC延時(shí)1s輸出一信號[SRV-ON(Y4)] 給伺服放大器。也就是說(shuō)只有當沒(méi)有:伺服報警ALM(X5)、上超程LS1(X10)或下超程LS2(X11)時(shí)，伺服系統才可做下面的動(dòng)作。
(2) 點(diǎn)進(jìn)與點(diǎn)退:點(diǎn)進(jìn)、點(diǎn)退的速度(120.000mm/min~180.mm/min)，行程(0.001mm~500.000mm)均由人機界面設定;當 在LS3~LS1行程內時(shí),如圖2所示.。點(diǎn)進(jìn)、點(diǎn)退只能以0.120mm/min的速度運動(dòng)，當點(diǎn)退至LS3時(shí)，點(diǎn)退以0.100mm/min的速度運 動(dòng)，利用Z相脈沖作高速計數，計數到，點(diǎn)退停;當按點(diǎn)進(jìn)時(shí)，正向向下慢行，利用A相脈沖高速計數，計數到，點(diǎn)進(jìn)停;此時(shí)可用人機界面上的清除鍵清除偏差計 數器，并將此時(shí)位置設為原點(diǎn)。
圖2 系統示意圖
(3) 回原點(diǎn)(SB4旋至手動(dòng)[MAN]時(shí)有效):回原點(diǎn)速度在人機界面上設定，當回原點(diǎn)到LS3時(shí)，磨頭主軸繼續作慢速反向向上運動(dòng)，計Z相脈沖，計數到，處 理中斷子程序:正向向下慢行，同時(shí)計A相脈沖，計數到，停止脈沖輸出;同時(shí)發(fā)出清零信號，伺服之CL有效。
(4) 自動(dòng)(SB4打到自動(dòng)時(shí)有效):按人機界面上的啟動(dòng)鍵，磨頭主軸以設定的快進(jìn)速度、快進(jìn)行程正向向下運動(dòng)。當完成快進(jìn)行程后，轉為慢進(jìn)，此時(shí)LS4每發(fā)1 個(gè)脈沖，磨頭以設定的慢進(jìn)速度、慢進(jìn)行程向下進(jìn)給一次;此時(shí)若按人機界面上的暫停鍵，可停止輸出脈沖，再按暫停鍵，恢復輸出脈沖。當完成工作行程時(shí)，停止 輸出脈沖。按人機界面上的返回鍵(或自動(dòng)返回設定為ON時(shí))，此時(shí)磨頭以快速回原點(diǎn)，過(guò)程與手動(dòng)回原點(diǎn)類(lèi)似。
(5) 報警:人機界面上的報警信號燈閃爍，歷史報警表將會(huì )記下每次報警的時(shí)間，同時(shí)蜂鳴器"嘟…嘟…"作響，且伺服自動(dòng)停;只有故障消除后，方可消除報警信號，再按報警識別鍵，即可在歷史報警表中將該報警記錄刪除。
4 定位功能說(shuō)明
三段速度圖如圖3所示,伺服命令如圖4所示,伺服命令表格如圖5所示。
圖5中的第1步:脈沖頻率=10kHz，正轉20000個(gè)單位，動(dòng)作完成GOTO NEXT。
第2步:脈沖頻率=50kHz，正轉60000個(gè)單位, 動(dòng)作完成GOTO NEXT。
第3步:脈沖頻率=3kHz，正轉5000個(gè)單位, 等待X0 ON，重新由第1步開(kāi)始。
圖3 三段速度圖
圖4 伺服命令
圖5 生成的表格
5 結束語(yǔ)
PLC系統的NC定位功能在本例中占有重要的地位，只有選擇合適的PLC才能使定位達到預期的效果。
可編程控制器(PLC)，是集自動(dòng)控制技術(shù)、計算機技術(shù)、和通訊技術(shù)為一體的高科技產(chǎn)品。具有可靠性高，功能齊全，使用靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。
本文介紹的是應用可編程控制器(永宏P(guān)LC)、人機界面(日本Digital觸摸屏)、伺服系統(松下伺服)來(lái)實(shí)現磨床的自動(dòng)化改造。
傳統的普通磨床在一定的使用年限以后，其定位系統會(huì )受到很大程度的損壞，將會(huì )影響加工的精度，基于此問(wèn)題，對其進(jìn)行改造時(shí)其定位控制裝置的選擇就顯得 尤為重要，永宏P(guān)LC的NC定位功能較其它PLC更精準(本例精度可達0.01mm)，且程序的設計和調試相當方便。因此，我公司選用永宏P(guān)LC作為磨床 自動(dòng)化改造的定位控制部分。
2 控制系統簡(jiǎn)介
系統的結構框圖如圖1所示，整個(gè)系統由三部分組成:(1)操作部分(人機界面):用于操作、設置磨削參數、顯示磨床運行狀況、故障報警;(2)控制部分(永宏P(guān)LC):主要控制磨床的定位;(3)執行部分(伺服電機及伺服驅動(dòng)器)。
圖1 系統的結構框圖
3 系統示意圖
具體功能及動(dòng)作要求如下:
(1) 初始(開(kāi)機瞬時(shí)):當伺服放大器主電源接通2ms后，伺服放大器回饋一信號至PLC(X4)[S-RDY 伺服準備]，此時(shí)如果沒(méi)有:伺服ALM(X5)、上超程LS1(X10)或下超程LS2(X11)，則PLC延時(shí)1s輸出一信號[SRV-ON(Y4)] 給伺服放大器。也就是說(shuō)只有當沒(méi)有:伺服報警ALM(X5)、上超程LS1(X10)或下超程LS2(X11)時(shí)，伺服系統才可做下面的動(dòng)作。
(2) 點(diǎn)進(jìn)與點(diǎn)退:點(diǎn)進(jìn)、點(diǎn)退的速度(120.000mm/min~180.mm/min)，行程(0.001mm~500.000mm)均由人機界面設定;當 在LS3~LS1行程內時(shí),如圖2所示.。點(diǎn)進(jìn)、點(diǎn)退只能以0.120mm/min的速度運動(dòng)，當點(diǎn)退至LS3時(shí)，點(diǎn)退以0.100mm/min的速度運 動(dòng)，利用Z相脈沖作高速計數，計數到，點(diǎn)退停;當按點(diǎn)進(jìn)時(shí)，正向向下慢行，利用A相脈沖高速計數，計數到，點(diǎn)進(jìn)停;此時(shí)可用人機界面上的清除鍵清除偏差計 數器，并將此時(shí)位置設為原點(diǎn)。
圖2 系統示意圖
(3) 回原點(diǎn)(SB4旋至手動(dòng)[MAN]時(shí)有效):回原點(diǎn)速度在人機界面上設定，當回原點(diǎn)到LS3時(shí)，磨頭主軸繼續作慢速反向向上運動(dòng)，計Z相脈沖，計數到，處 理中斷子程序:正向向下慢行，同時(shí)計A相脈沖，計數到，停止脈沖輸出;同時(shí)發(fā)出清零信號，伺服之CL有效。
(4) 自動(dòng)(SB4打到自動(dòng)時(shí)有效):按人機界面上的啟動(dòng)鍵，磨頭主軸以設定的快進(jìn)速度、快進(jìn)行程正向向下運動(dòng)。當完成快進(jìn)行程后，轉為慢進(jìn)，此時(shí)LS4每發(fā)1 個(gè)脈沖，磨頭以設定的慢進(jìn)速度、慢進(jìn)行程向下進(jìn)給一次;此時(shí)若按人機界面上的暫停鍵，可停止輸出脈沖，再按暫停鍵，恢復輸出脈沖。當完成工作行程時(shí)，停止 輸出脈沖。按人機界面上的返回鍵(或自動(dòng)返回設定為ON時(shí))，此時(shí)磨頭以快速回原點(diǎn)，過(guò)程與手動(dòng)回原點(diǎn)類(lèi)似。
(5) 報警:人機界面上的報警信號燈閃爍，歷史報警表將會(huì )記下每次報警的時(shí)間，同時(shí)蜂鳴器"嘟…嘟…"作響，且伺服自動(dòng)停;只有故障消除后，方可消除報警信號，再按報警識別鍵，即可在歷史報警表中將該報警記錄刪除。
4 定位功能說(shuō)明
三段速度圖如圖3所示,伺服命令如圖4所示,伺服命令表格如圖5所示。
圖5中的第1步:脈沖頻率=10kHz，正轉20000個(gè)單位，動(dòng)作完成GOTO NEXT。
第2步:脈沖頻率=50kHz，正轉60000個(gè)單位, 動(dòng)作完成GOTO NEXT。
第3步:脈沖頻率=3kHz，正轉5000個(gè)單位, 等待X0 ON，重新由第1步開(kāi)始。
圖3 三段速度圖
圖4 伺服命令
圖5 生成的表格
5 結束語(yǔ)
PLC系統的NC定位功能在本例中占有重要的地位，只有選擇合適的PLC才能使定位達到預期的效果。
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