PLC在轴承套圈自动车床中的应用.pdf

N1000-3762轴承2011年10期
CN41-1148/TH Bearing 2011, No 10
PLC在轴承套圈自动车床中的应用
王建共,马春伟
(浙江进泰机槭设备有限公司,浙江新昌312500)
摘要:对DVP-SA系列可编程控制器、ASDA-B系列伺服驱动及电动机以及TD220可编程显示终端应用于轴
承套圈专用自动车床电气控制系统中的应用技术作了介绍,对系统的硬件构成及软件设计作了闻述。
关键词:滚动轴飛;套;自动车床;PLC:伺服驱动;人机接口
中图分类号:1TH133.3;TG519.1;TP368.1文献标志码:B文章编号:1000-3762(2011)10-0017-02
轴承套圈的车削加工要求精度高,生产效率
高。目前车加工设备主要为普通车床和自动车床
2类,普通车床的加工精度低,效率低,需要人工
上、下料,劳动强度大且存在安全隐患;自动车床
大多采用单片机为控制中心,步进电动机为驱动
装置,机床操作相对方便,但生产中故障率高,单
片机控制系统易受干扰,步进电动机高速易失步
精度较低。
为进一步提高设备的工作效率和可靠性,设
图1控制系统构成示意图
计了以PLC为控制中心的轴承套圈自动机床控制
系统,取代原来的单片机系统。该系统根据操作人
系统功能实现
员输入的加工数据及动作时序参数控制各执行部2.1TD220显示终端2
件动作,完成工件的装夹、车削、成品收集等加工工
人机界面设计遵循采用动态文本表现设备的
序,具备完善的故障报警功能和工件统计功能
状态,故障报警信息显著明显,操作方便的原则。
系统构成
界面内容包括设备的状态信息(图2),故障报警
信息(图3),加工数据设定(图4)等。
控制系统构成如图1所示,选用DVP-SA可
编程控制器;PILC通过RS232进行通信;采用
TD220触摸屏作为人机界面,以文字或指示灯等
工作周期3.6秒
形式监视、修改PLC内部寄存器或继电器的数值
A手动
参数少
和状态,从而使操作人员能够自如地控制设备;按
图2状态信息示意图
钮、行程开关及各种现场接入PLC的输入信号端;
PLC输出点直接控制电磁、接触器;PIC输出
报警信息
上查
第一次
下查
路脉冲及方向信号控制伺服单元的转角及转向;
1.06拖板位置异常
控制系统需要15个输入点(其中1点为高速输入
返回{ESC
点)和11个输出点(其中1点为高速脉冲输出),
采用了DVP12SA11T主机加DVP16SP11R扩展模
图3报警信息示意图
块,其共有16个输入点和12个输出点,可满足系
①快进速度
96.0
统要求;参照其他车床设备选取ASDA-B系列
诀进量
200mm
750W伺服单元用于x轴驱动机构。
工进速度
工进
600mm
收稿日期:2011-06-09
图4加工数据设定示意图
魚www.XICLILL.com
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《轴承》2011.N.10
2.2PIC程序设计
APll指令码
操作数
功能
[适用机
2.2.1辅助动作设计
57 DI PLSY DE)D)脉冲输出
辅助动作主要是气缸以及主轴电动机的动?位装置
字装置
指令步数
作,包括上料、夹紧、拖板、接料等。机床整个工作
性作 XYMSK? kn.Xknyknmkns TICDEIFLPLSY:
? DPLSY:3 Steps.
过程以顺序功能图SFC方式编程实现,各状态之
间的转换信号为外部行程开关信号或内部定时器
图6PISY指令使用规范
信号。SFC程序中,PIC会自动完成各状态间的2.2.3故障报警程序
互锁及双重输出等处理。部分SFC流程如图5所
故障报警程序的基本原理是利用PLC逻辑和
运算功能,把控制过程中的各种状态与理想状态
自动)初
进行比较,发现异常即按设定的程序进行报警。
始状态
程序对各类报警信息进行编号,保存最近4次的
报警编号,显示终端根据寄存器中的报警编号显
S207上料
示相应的报警内容,直观明确。如当拖板的前、后
限位行程开关都闭合时,PIC将数值“6”传入寄存
S217夹努
器,可编程显示终端根据“6”显示为ALO6拖板位
置异常(图3)。以往故障记录可按上查、下査按
拖板进
钮进行查询。
S22
2.3ASDA-B交流伺服单元
ASDA-B伺服单元由伺服驱动器和伺服电动
进给
机组成。可以完成转矩、转速、位置的3种伺服控
制,本例中使用位置控制方式。位置控制下的伺
拖板退
服单元接受脉冲命令信号,与电动机尾部编码器
S60
回馈的驱动器脉冲信号相比较,得到的差值为控
制量,再经驱动器放大后驱动电动机。何服电动
S61
接料
机的转速正比于脉冲频率转角和脉冲数。
自动)初
3结束语
s0始状态
采用PLC控制机床电控部分使其抗干扰能
图5部分SFC流程
2.2.2加工数据计算
力提高,增加了设备的柔性;伺服电动机驱动避
操作人员输人的加工数据(值)为百分数,进绝了步进驱动易失步,速度低的缺点,提高了加
给量单位为毫米。输人参数转换为PIC脉冲后输工精度和速度;PIC的故障诊断程序配合显示终
出PLSY指令所需的脉冲频率及脉冲数,PLSY指端,提高了故障诊断效率,显示终端也为人机交
令使用规范如图6所示。其中,S指定脉冲输出流提供了极方使的渠道。该机床经过长期运行
频率;2指定脉冲输出数量;D指定脉冲输出表明,整个系统设计合理,控制精度高,运行可
置。S1,S2可以用常数或寄存器指定,实际应用中靠,提高了生产自动化水平,减少了操作人员的
S1,S2指定为寄存器,在加工程序中的不同工步
劳动强度。
以不同的脉冲频率、脉冲数传人寄存器;D指定为
YO。在DCP-SA可编程控制器中,当YO的脉冲参考文献:
输出结東后,PLC系统中有特殊M点M1029置
[1]中达电通股份有限公同司.DVP-PLC应用技术手册
位,根据此标志位决定加工程序工步的切换。数
2]天津罗升企业有限公司.TD220使用手册[Z]
据计算公式为:脉冲速度=速度值(百分数)×最
3]中达电通股份有限公司.ASDA-B伺服驱动器应用
大脉冲速度/1000;脉神数=进给量(mm)/脉冲
技术手册[Z
当量。最大脉冲速度及脉冲当量是系统参数,根
(编辑:李超强)
据机床配置预先设定