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基于臺達(dá)PLC的鉆孔加工中心

中達(dá)電通股份有限公司

中達(dá)電通股份有限公司朱小建

摘要：主要討論臺達(dá)28SV11T型PLC在鉆孔中心機中的應(yīng)用。工藝主要分為中心站流程、深孔鉆流程、鉸/鏜刀加工流程以及自動換刀流程等。

關(guān)鍵詞：28SV PLC VFD-V變頻器 PG05 定位功能

1 引言

近年臺達(dá)推出多款PLC及通訊模塊，其中28SV型晶體管輸出PLC以其強大的脈沖采集、脈沖輸出功能，以及對豐富的位置控制指令的支持受到極大的關(guān)注，表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。

28SV11T主機在鉆孔中心機上的應(yīng)用，使用到內(nèi)建的四路200K高速脈沖輸出控制3臺V系列變頻器（通過擴展PG卡）的速度以及一臺三菱伺服的定位，使其在不同的工序中方便的切換不同的加工速度，保證在不同的加工工序中，如鉆孔、鏜孔中的加工精度。

2 鉆孔加工中心工藝流程

自動加工流程

自動加工流程又分為三個工藝流程，分別為中心鉆加工流程、深孔鉆加工流程以及鉸刀&鏜刀加工流程，具體如下：

（1）中心鉆加工流程

啟動信號

Y20=OUT Y30=OUT Y40=OUT
X63=1 X64=0 中心鉆

伺服往工件方向快速移動，到設(shè)定工件坐標(biāo)零點(中心鉆)
Y0 Y1

伺服進(jìn)給速度,深度加工(用戶可調(diào)整)
主軸轉(zhuǎn)速中心鉆 Y60=1
切削液 Y55=1

進(jìn)給動作完成，退到工件坐標(biāo)零點，①②③油壓回轉(zhuǎn)盤執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作流程

回轉(zhuǎn)動作完成伺服進(jìn)給速度,深度加工

進(jìn)給動作完成，退到工件坐標(biāo)零點，①②③油壓回轉(zhuǎn)盤執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作流程

回轉(zhuǎn)動作完成伺服進(jìn)給速度,深度加工

執(zhí)行自動模式下?lián)Q刀流程

（2）深孔鉆加工流程

啟動信號

Y20=OUT Y30=OUT Y40=OUT
X63=0 X64=1 深孔鉆

伺服往工件方向快速移動，到設(shè)定工件坐標(biāo)零點(深孔鉆) Y0 Y1

伺服進(jìn)給速度,深度啄式鉆孔加工
(用戶可調(diào)整)
主軸轉(zhuǎn)速深孔鉆 Y61=1
切削液 Y55=1
鉆把手孔動力頭動作

進(jìn)給動作完成，退到工件坐標(biāo)零點，①②③油壓回轉(zhuǎn)盤執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作流程

回轉(zhuǎn)動作完成伺服進(jìn)給速度,深度啄式鉆孔加工
鉆把手孔動力頭動作

進(jìn)給動作完成，退到工件坐標(biāo)零點，①②③油壓回轉(zhuǎn)盤執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作流程

回轉(zhuǎn)動作完成伺服進(jìn)給速度,深度啄式鉆孔加工
鉆把手孔動力頭動作

執(zhí)行自動模式下?lián)Q刀流程

(3)鉸刀&鏜刀加工流程

啟動信號

Y20=OUT Y30=OUT Y40=OUT
X63=1 X64=1 鉸刀&鏜刀

伺服往工件方向快速移動，到設(shè)定工件坐標(biāo)零點(鉸刀&鏜刀)

伺服進(jìn)給速度,深度加工
(用戶可調(diào)整)
主軸轉(zhuǎn)速鉸刀&鏜刀 Y62=1
切削液 Y55=1

進(jìn)給動作完成，退到工件坐標(biāo)零點，①②③油壓回轉(zhuǎn)盤執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作流程

回轉(zhuǎn)動作完成伺服進(jìn)給速度,深度加工

進(jìn)給動作完成，退到工件坐標(biāo)零點，①②③油壓回轉(zhuǎn)盤執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作流程

回轉(zhuǎn)動作完成伺服進(jìn)給速度,深度加工

執(zhí)行自動模式下?lián)Q刀流程

加工完成

2.2 換刀流程

換刀流程分為自動模式下?lián)Q刀流程以及手動模式下?lián)Q刀流程兩種。

(1)自動模式下?lián)Q刀流程

伺服執(zhí)行回原點動作（如在原點則跳過）X15 原點回復(fù)標(biāo)志

中途換刀緩沖點X16 ON 則停止回原點動作轉(zhuǎn)為慢速下至換刀點X17 ON

中途沒有檢測到換刀緩沖點則回原點后轉(zhuǎn)快速下，檢測到

換刀緩沖點X16 ON 轉(zhuǎn)為慢速下至換刀點X17 ON

變頻器執(zhí)行主軸定角度動作定角度標(biāo)志X51

刀庫前進(jìn) X57 ON

主軸上方打刀缸松刀動作 X20 X30 X40 ON

伺服執(zhí)行回原點動作 X15

刀庫旋轉(zhuǎn)一工位執(zhí)行完成 X52 X55 ON

刀庫旋轉(zhuǎn)完成，確認(rèn)定角度正常，打刀缸松刀狀態(tài)正常
X20 X30 X40 仍為ON

伺服快速下，檢測到換刀緩沖點 X16 ON 轉(zhuǎn)為慢速下至換刀點 X17 ON

打刀缸返回 X50 ON

刀庫回退 X57 ON

(2)手動模式下?lián)Q刀流程

原點：刀庫前進(jìn)、刀庫后退、刀庫旋轉(zhuǎn)、刀庫定位
硬按鍵X21 X31 X41單個打刀缸松刀動作、主軸定角度 X15 回原點標(biāo)志

換刀點及主軸定角度完成：刀庫前進(jìn)、刀庫后退，X17 ON 定角度標(biāo)志

換刀點及主軸定角度完成及刀庫前進(jìn)到位：交替式軟按鍵（人機界面上）所有打刀缸松刀動作（交替式），X17 ON 定角度標(biāo)志 X57 ON

換刀點及主軸定角度完成及刀庫前進(jìn)到位及松刀狀態(tài)正常：伺服可執(zhí)行慢速上下

任意點（刀庫后退原位）：硬按鍵單個打刀缸松刀動作
伺服可執(zhí)行給定速度上下

雙手操作可執(zhí)行自動模式下?lián)Q刀流程

3 變頻調(diào)速及定位控制

變頻調(diào)速

使用臺達(dá)V系列變頻器，選配PG05編碼器卡，通過PLC主機發(fā)送脈沖的頻率來控制變頻器的轉(zhuǎn)速。設(shè)置參數(shù)時需要設(shè)置變頻器頻率指令來源為脈沖輸入。這里，需要將變頻器【00-20】參數(shù)設(shè)為4或者6，本應(yīng)用中，變頻器轉(zhuǎn)向不需要改變，因而設(shè)定為4。其他必要的參數(shù)，不是本文檔說明的重點，在這里不作詳述。

3.2定位功能

在換刀流程中，換刀前需要先將刀具轉(zhuǎn)到一個合適的角度，以便于刀庫準(zhǔn)確的抓取。換刀流程的位置參數(shù)來源于編碼器PG，編碼器定位控制原理如圖1所示，主要參數(shù)如表1所示。

圖1 編碼器定位控制原理

表1 編碼器PG參數(shù)

10-00

PG點數(shù)

1024

編碼器一轉(zhuǎn)之脈沖量(很重要)

10-01

PG輸入設(shè)定

0

本控制器為AB相4倍頻且A超前B

A、B edge trigger（*4）

10-02

PG回授錯誤訊號處理

1

10-05

PG轉(zhuǎn)差范圍

20%

設(shè)小易跳PG Error

10-06

PG失速位準(zhǔn)

115%

設(shè)小易跳PG Error

10-09

PG位置控制點數(shù)

1000

以1024*4=4096點一圈 , 看要定哪里

10-10

PG位置到達(dá)范圍

5

5個點數(shù)內(nèi)才會發(fā)定位完成

10-12

Clock方向

4

脈沖+方向

05-21

ASR P增益1自動速度調(diào)整(SR)增益(P)1

設(shè)定范圍

0～500%

65

此參數(shù)是設(shè)定主軸7HZ以下及HOLDDING之速度增益(低速的P Gain)

05-22

ASR I積分時間1積分( I )時間1

設(shè)定范圍

0～10s

0.01

此參數(shù)是設(shè)定主軸7HZ以下及HOLDDING之速度增益(低速的I Gain)

10-16

位置控制第一段減速頻率

3

搜尋定位點速度

10-17

自定位點位置控制切入第二頻率COUNTER數(shù)

300

10-18

位置控制第二段減速頻率

1

搜尋定位點速度

10-19

據(jù)定位點前零速counter數(shù)

20

此參數(shù)是設(shè)定主軸7HZ以上及高速時之位置增益(高速的P Gain)