關(guān)于永宏P(guān)LC在深孔鉆床中的應(yīng)用

中文摘要：本論文詳述永宏P(guān)LC在替代原數(shù)控深孔鉆床的應(yīng)用，特別是伺服定位及通訊。
關(guān)鍵詞：永宏P(guān)LC高功能主機(jī) 人機(jī)界面伺服系統(tǒng) 變頻器
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、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
1.項(xiàng)目位于深圳沙井創(chuàng)業(yè)工業(yè)區(qū)，為捷達(dá)機(jī)械公司開發(fā)?？蛻糁饕獜氖略O(shè)備改造及非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)。
1.1數(shù)控三座標(biāo)深孔鉆床簡(jiǎn)介：
采用外排屑法（槍鉆法）進(jìn)行加工。適用于鋼、鑄鐵、有色金屬等材料的深孔加工。工作臺(tái)垂直升降、水平平移及鉆桿進(jìn)給均為為數(shù)控控制?？杉庸は潴w、軸、及異型零件，加工零件范圍極廣。廣泛應(yīng)用在模具、汽車零件及礦山機(jī)械行業(yè)加工中。
2.項(xiàng)目簡(jiǎn)要工藝流程（如下圖）：

3．動(dòng)作說明
3.31每個(gè)工件都會(huì)有不確定的孔數(shù)，且每個(gè)孔的孔距都有不一樣的情況。
3.32每次鉆孔完后需要回到原點(diǎn)再進(jìn)行下一次鉆孔。
3.33每次放的工件數(shù)量會(huì)不一樣

二、控制系統(tǒng)構(gòu)成

1.可編程控制器部分
永宏 FBs-40MCT+FBs-CB5組成，完成整機(jī)開關(guān)量、位置控制、變頻器通訊控制和
過程控制并對(duì)機(jī)器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

2.人機(jī)交互界面：
采用海泰克觸摸屏與永宏P(guān)LC通訊，完成加工過程、工藝參數(shù)的顯示及設(shè)定。

3．執(zhí)行部分：
采用日本SHINKO（神鋼）伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)鉆桿刀具的無級(jí)進(jìn)給及精確定位。

4．通訊部分：
永宏 PLC 的PORT2 通訊端口和變頻器的RS485 連接，以MODBUS 協(xié)議進(jìn)行通訊，實(shí)
現(xiàn)主軸的無級(jí)調(diào)速控制。

5. 硬件方框圖如下：

三、控制系統(tǒng)完成功能

1．軟件設(shè)計(jì)

2.功能說明

2.1開機(jī)進(jìn)入面板操作畫面，選擇手動(dòng)操作，即可對(duì)相應(yīng)項(xiàng)做手動(dòng)操作。
2.2開機(jī)進(jìn)入面板操作畫面，選擇全自動(dòng)操作，在條件滿足的條件下，再按下啟動(dòng)按鈕即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。
2.3考慮到鉆桿易斷，且價(jià)格昂貴，數(shù)值輸入時(shí),必須要在停機(jī)狀態(tài)且在手動(dòng)狀態(tài)下才可以輸入,不可動(dòng)態(tài)更改，且輸入后要按確認(rèn)鍵才可輸入成功。
2.4在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，X軸必須要在原點(diǎn)處才可以啟動(dòng)，否則不動(dòng)作。

3．定位功能及通訊說明

3.1回原點(diǎn)程序概述

永宏P(guān)LC采用命令表格式編輯的回原點(diǎn)專用指令（F140+F141指令），使用戶一目了然。如下：

3.11程序說明：

3.12命令表格說明：

圖5.1-1（F140）指令

圖5.1-2(F141)

3.2 需要實(shí)現(xiàn)在各位置處速度可調(diào)。因?yàn)殂@孔深度不同，其速度需要作相應(yīng)調(diào)整，否則鉆桿容易斷掉。永宏P(guān)LC支持NC定位的便利指令，且均以命令表格形式編輯，所以定位程序顯得直觀，可讀性強(qiáng)，大大減少編程、調(diào)試的工作量。如下圖所示：

3.3脈沖控制時(shí)序圖：

3.4通訊部分：
3.41通訊程序：

3.42命令表格說明：

通過 RS485 硬件接口，由PLC 以ModBus 協(xié)議與變頻器進(jìn)行通訊，控制鉆桿主軸實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。永宏P(guān)LC 在ModBUS 通訊方面有專用的便利指令FUN150.M_BUS，也是通過表格形式編輯，使得眾多的參數(shù)一目了然，如下表即為讀寫變頻器數(shù)據(jù)的通訊命令表格：

4.修改后用永宏P(guān)LC控制的深孔鉆床：

圖6－1

圖6－2

四、項(xiàng)目運(yùn)行
由于控制精度高、性能穩(wěn)定、抗干擾性好，機(jī)床投入使用后得到用戶好評(píng)，目前已服役半年，尚未反映有不良狀況。
五、應(yīng)用體會(huì)
在本例中體現(xiàn)了永宏P(guān)LC單機(jī)四軸的優(yōu)勢(shì)，200KHz的脈沖頻率可充分實(shí)現(xiàn)在空刀位的快速進(jìn)給，簡(jiǎn)單易用的定位指令和通訊便利指令較它牌更好，大大減少了程序開發(fā)周期，而且大大降低了客戶系統(tǒng)成本。
六、參考文獻(xiàn)
1.永宏可編程控制器使用手冊(cè)I 和使用手冊(cè)II.臺(tái)灣永宏電機(jī)股份有限公司。
2.VFD-M變頻器手冊(cè)/中達(dá)電通。
3.松下伺服手冊(cè)。