一、應(yīng)用背景
本文講述了DVP-EH2型PLC在我公司的雙工位深孔鉆機(jī)床上的應(yīng)用。雙工位深孔鉆機(jī)床為我公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的重點(diǎn)產(chǎn)品，機(jī)床主要用于汽車剎車泵缸體的鉆孔加工，在市場(chǎng)上具有很大的應(yīng)用潛力。
機(jī)床加工的基本原理是：槍鉆鉆頭動(dòng)力頭平置于機(jī)床工作臺(tái)，加工件安放于豎直的滑臺(tái)上的工件夾具內(nèi)?；_(tái)沿槍鉆鉆頭旋轉(zhuǎn)的垂直線上下運(yùn)行。加工時(shí)，鉆頭高速旋轉(zhuǎn)，滑臺(tái)帶動(dòng)工件往下運(yùn)行，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鉆孔加工，加工尺寸到位后，滑臺(tái)再往上運(yùn)行，退出工件，關(guān)閉動(dòng)力頭。
傳統(tǒng)的機(jī)床采用液壓油缸驅(qū)動(dòng)。當(dāng)液壓油缸行程到位后，利用行程開(kāi)關(guān)控制液壓電磁閥動(dòng)作，使油缸返回。液壓驅(qū)動(dòng)的最大問(wèn)題是加工孔深精度很難控制。運(yùn)行速度調(diào)節(jié)也不是很方便。
機(jī)床采用伺服電機(jī)控制絲桿滑臺(tái)上下運(yùn)行定位，滑臺(tái)往下運(yùn)行時(shí)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鉆孔加工，加工完成后，滑臺(tái)再住上運(yùn)行，退出。與傳統(tǒng)的液壓油缸驅(qū)動(dòng)相比較，由于利用伺服電機(jī)定位控制，可以很方便的進(jìn)行加工速度設(shè)置，高精確地達(dá)到鉆孔深度的控制。
雙工位深孔鉆機(jī)床是兩個(gè)工位同時(shí)加工，互不干涉。一個(gè)機(jī)床操作員控制，可以同時(shí)進(jìn)行兩件工件的加工。是提高加工效益，減少投資的不二之舉。
機(jī)床控制方案可以選用簡(jiǎn)易型數(shù)控控制系統(tǒng)（CNC）。當(dāng)前市面上也有很多兩軸的數(shù)控產(chǎn)品。數(shù)控系統(tǒng)有著標(biāo)準(zhǔn)的G代碼編程，也能夠很方便的進(jìn)行伺服的定位控制。但是須要完成兩軸相互獨(dú)立，互不干擾的定位時(shí)，CNC在編程時(shí)遇到了制約。CNC的兩軸或多軸G代碼在編程時(shí)，不能做到同時(shí)執(zhí)行兩段獨(dú)立的定位指令。當(dāng)然，也可以采用兩臺(tái)單軸的CNC控制系統(tǒng)。但是，這樣的控制過(guò)于冗雜，成本也過(guò)高，應(yīng)用價(jià)值不高。
鑒于以上原因 ，實(shí)現(xiàn)此機(jī)床控制要求可以選用PLC進(jìn)行控制。機(jī)床的定位動(dòng)作并不復(fù)雜，只需要正向加工定位、反向退出定位兩段位置控制指令。很多型式的PLC都帶有高速脈沖輸出功能，具有很方便的相對(duì)定位，絕對(duì)定位指令。不需要另加擴(kuò)展模塊，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制。
二、控制概要
1，機(jī)床需要兩軸脈沖輸出，以分別控制兩個(gè)工位的絲桿滑臺(tái)運(yùn)行?；_(tái)的定位速度不小于6m/min。定位精度小于0.01mm。在電氣控制設(shè)計(jì)上，一般都設(shè)計(jì)為0.001mm/P，即0.001mm每脈沖當(dāng)量。 這樣，方便進(jìn)行運(yùn)算，電子齒輪比也容易計(jì)算。機(jī)械制造上采用精密絲桿傳動(dòng)（雙螺母滾珠絲桿），也比較容易就能達(dá)到0.01的定位精度。
2，機(jī)床人機(jī)對(duì)話采用控制面板的開(kāi)關(guān)按鈕與觸摸屏接合。工件的加工速度，加工尺寸在觸摸屏上利用參數(shù)的形式進(jìn)行設(shè)置。
觸摸屏與PLC組態(tài)后，可以對(duì)PLC的一些關(guān)鍵內(nèi)部數(shù)據(jù)時(shí)行監(jiān)控，包括實(shí)時(shí)顯示工件坐標(biāo)、動(dòng)力頭電機(jī)電流。顯示加工狀態(tài)、關(guān)鍵的PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)或一些故障碼、異常信號(hào)，方便進(jìn)行機(jī)床的狀態(tài)分析、故障疹斷。
觸摸屏與PLC可以很方便的實(shí)現(xiàn)通信。兩者組態(tài)時(shí)，只要設(shè)置好兩者之間的通信協(xié)議，觸摸屏即可以讀寫(xiě)PLC的D、M數(shù)據(jù)了。
3，槍鉆的加工因?yàn)楣ぜ牟馁|(zhì)不同、加工孔徑的大小不一，槍鉆鉆頭的轉(zhuǎn)速也要求能夠很方便的進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，機(jī)床的動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速采用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制。
機(jī)床控制系統(tǒng)，可以監(jiān)視變頻器的相應(yīng)狀態(tài)，包括輸出頻率，輸出電壓，負(fù)載電流。因此，可以將PLC與變頻器進(jìn)行RS485通信讀取讀據(jù)。同時(shí)，PLC對(duì)變頻器的速度、運(yùn)行、停機(jī)等可以通過(guò)RS485通信進(jìn)行控制，方便變頻器的控制接線。
4，機(jī)床加工還須要一定的外部輔助功能。如加工過(guò)程中的冷卻液，工件裝夾，防護(hù)門(mén)開(kāi)關(guān)等等。
5，機(jī)床具有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種工作方式。手動(dòng)控制主要用于機(jī)床的調(diào)試和首件產(chǎn)品的試制，可以分別對(duì)輔助功能進(jìn)行開(kāi)關(guān)，手動(dòng)控制工件滑臺(tái)的上下運(yùn)行。自動(dòng)控制為自動(dòng)進(jìn)行一個(gè)工件的加工周期，人工裝夾好工件后，操作人員按下起動(dòng)按鈕，機(jī)床即進(jìn)行工件的鉆孔加工，鉆孔完成后，即行自動(dòng)退出工件，加工過(guò)程中，自動(dòng)注入冷卻液，開(kāi)關(guān)防護(hù)門(mén)等相關(guān)輔助動(dòng)作。加工完成后，自動(dòng)工件松開(kāi)。完成一個(gè)工件的加工過(guò)程。
三、PLC在專用機(jī)床上的控制實(shí)現(xiàn)
