关于永宏PLC在深孔钻床中的应用

作者:电工吧 日期:2020-07-21 21:47:26 人气: 栏目:PLC培训
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):

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图1)

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

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图2)

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:

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图3)

三、 控制系统完成功能

1.软件设计

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图4)

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:

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图5)

3.12命令表格说明:

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图6)
图5.1-1(F140)指令

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图7)
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:

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图8)

3.3脉冲控制时序图:

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图9)

3.4通讯部分:

3.41通讯程序:

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图10)

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:

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图11)

4.修改后用永宏PLC控制的深孔钻床:

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图12)

        关于永宏PLC在深孔钻床中的应用(图13)

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。
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