关于永宏PLC在深孔钻床中的应用

作者:FAtek 来源: 日期:2011-9-25 10:26:25 人气:64 标签:
 关于永宏PLC在深孔钻床中的应用
               About FATEK FBs-PLC application in deep hole drilling
                                        作者名称:高福财
                   (范堤商贸-华南办,所在城市:深圳市)
中文摘要:本论文详述永宏PLC在替代原数控深孔钻床的应用,特别是伺服定位及通讯。
关键词: 永宏PLC高功能主机 人机界面 伺服系统 变频器
Abstract: This paper described in the original and FATEK FBs-PLC control instead of the deep hole drilling, especially the servo positioning and communication.
Key Words:FBs-PLC、 HMI、 Servo system、Frequency converter
一、 项目简介
1.项目位于深圳沙井创业工业区,为捷达机械公司开发。客户主要从事设备改造及非标设备设计。
1.1数控三座标深孔钻床简介:
采用外排屑法(枪钻法)进行加工。适用于钢、铸铁、有色金属等材料的深孔加工。 工作台垂直升降、水平平移及钻杆进给均为为数控控制。可加工箱体、轴、及异型零件,加工零件范围极广。广泛应用在模具、汽车零件及矿山机械行业加工中。
2.项目简要工艺流程(如下图): 
2.1.jpg



3.动作说明
3.31每个工件都会有不确定的孔数,且每个孔的孔距都有不一样的情况。
3.32每次钻孔完后需要回到原点再进行下一次钻孔。
3.33每次放的工件数量会不一样 

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二、 控制系统构成

1.可编程控制器部分
永宏 FBs-40MCT+FBs-CB5组成,完成整机开关量、位置控制、变频器通讯控制和
过程控制并对机器状态进行监控。

2.人机交互界面:
采用海泰克触摸屏与永宏PLC通讯,完成加工过程、工艺参数的显示及设定。

3.执行部分:
采用日本SHINKO(神钢)伺服电机,实现钻杆刀具的无级进给及精确定位。

4.通讯部分:
永宏 PLC 的PORT2 通讯端口和变频器的RS485 连接,以MODBUS 协议进行通讯,实
现主轴的无级调速控制。



5. 硬件方框图如下: 

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三、 控制系统完成功能

1.软件设计 

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2.功能说明

2.1开机进入面板操作画面,选择手动操作,即可对相应项做手动操作。
2.2开机进入面板操作画面,选择全自动操作,在条件满足的条件下,再按下启动按钮即可实现自动运行。
2.3考虑到钻杆易断,且价格昂贵,数值输入时,必须要在停机状态且在手动状态下才可以输入,不可动态更改,且输入后要按确认键才可输入成功。
2.4在自动运行时,X轴必须要在原点处才可以启动,否则不动作。



3.定位功能及通讯说明

3.1回原点程序概述

永宏PLC采用命令表格式编辑的回原点专用指令(F140+F141指令),使用户一目了然。如下:

3.11程序说明: 

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3.12命令表格说明:
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图5.1-1(F140)指令 

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图5.1-2(F141)


3.2 需要实现在各位置处速度可调。因为钻孔深度不同,其速度需要作相应调整,否则钻杆容易断掉。永宏PLC支持NC定位的便利指令,且均以命令表格形式编辑,所以定位程序显得直观,可读性强,大大减少编程、调试的工作量。如下图所示: 

28.jpg



3.3脉冲控制时序图: 

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3.4通讯部分:
3.41通讯程序: 

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3.42命令表格说明:


通过 RS485 硬件接口,由PLC 以ModBus 协议与变频器进行通讯,控制钻杆主轴实现无级调速。永宏PLC 在ModBUS 通讯方面有专用的便利指令FUN150.M_BUS,也是通过表格形式编辑,使得众多的参数一目了然,如下表即为读写变频器数据的通讯命令表格: 

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4.修改后用永宏PLC控制的深孔钻床: 

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图6-1 

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图6-2

四、 项目运行
由于控制精度高、性能稳定、抗干扰性好,机床投入使用后得到用户好评,目前已服役半年,尚未反映有不良状况。
五、 应用体会
在本例中体现了永宏PLC单机四轴的优势,200KHz的脉冲频率可充分实现在空刀位的快速进给,简单易用的定位指令和通讯便利指令较它牌更好,大大减少了程序开发周期,而且大大降低了客户系统成本。
六、 参考文献
1.永宏可编程控制器使用手册I 和使用手册II.台湾永宏电机股份有限公司。
2.VFD-M变频器手册/中达电通。
3.松下伺服手册。

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