一、引言
隨著機械行業(yè)的技術(shù)進步和市場的不斷發(fā)展,用戶需要更高的加工精度和工作效率,普通機床已經(jīng)遠遠不能滿足用戶的要求,數(shù)控機床在市場中所占的比重越來越大,但數(shù)控系統(tǒng)高昂的價格是目前制約其普及的重要因素。
太原第一機床廠采用DELTA EH系列PLC加DVP 01PU-H單軸定位模塊,非常方便的實現(xiàn)了速度控制、定位控制、原點復(fù)歸、手搖輪MPG輸入等多種功能,不僅滿足數(shù)控設(shè)備的功能要求,而且響應(yīng)速度快,價格合理,值得借鑒。
二、產(chǎn)品介紹
太原第一機床廠設(shè)計制造的C515單柱立式數(shù)控車床,屬于大型車床的一種。最大加工直徑2300mm、最大加工高度1000mm、最大切削量7mm、最小進給量10um。
驅(qū)動部分:采用1臺30KW高壓伺服控制工作平臺的旋轉(zhuǎn),2臺1.6KW大慣量伺服控制水平(X軸)、垂直(Z軸)方向的進給。
傳動部分:采用減速機和滾珠絲杠加滑塊傳動,水平(X軸)方向10um/20 pulse、垂直(Z軸)方向10um/30 pulse。
控制要求:
1、通過操作按鈕實現(xiàn)水平(X軸)、垂直(Z軸)方向的點動(點動速度通過手調(diào)電位器控制);
2、通過操作按鈕實現(xiàn)水平(X軸)、垂直(Z軸)方向變速移動(移動速度通過手調(diào)電位器控制),可以隨時中止,且不影響下一動作;
3、提供原點復(fù)歸功能。
4、通過手搖輪可以迅速且準(zhǔn)確的實現(xiàn)水平(X軸)、垂直(Z軸)方向進給,單步最小進給10um,進給速度與手搖輪轉(zhuǎn)動速度一致;
5、手搖輪控制模式需提供低(x1)、中(x5)、高(x10)共3個速度,既可用于單步定位,又可用于快速移動,方便用戶操作。
根據(jù)用戶需求,選用采用臺達EH PLC作為主控單元。DVP 32EH00T + DVP 48HP00R + DVP 04AD-H + DVP 01PU-H + DVP 01PU-H 。 其中DVP 32EH00T主機可輸出200K開基極脈沖信號,用于控制工作平臺旋轉(zhuǎn)的30KW 380V高壓伺服;2個DVP 01PU-H單軸定位模塊分別用于控制水平(X軸)、垂直(Z軸)方向的進給;DVP 04AD-H模擬量采集模塊用于檢測2路電位器調(diào)節(jié)的電壓值作為設(shè)定的工作速度。
三、控制系統(tǒng)元件功能介紹
DELTA EH PLC,程序容量15872 steps,處理速度0.24us,輸入/輸出點數(shù)最大各256個,可擴展8個功能模塊,自帶雙通訊口(可擴COM3)采用MODBUS協(xié)議,Easy Link功能可方便實現(xiàn)集聯(lián),自帶4路高速脈沖輸入(最高2路達200K),DVP20EH00T和DVP32EH00T機型支持雙路200K脈沖輸出。是一款功能強大的PLC主機。
DVP 04AD-H是一款4路14位模擬量采集模塊,既可以單獨使用,通過RS485通訊遠程控制,也可以作為EH PLC的功能擴展,使用FROM/TO指令控制操作,精度高,響應(yīng)速度快。
DVP 01PU-H單軸定位模塊,是一款專門用于步進和伺服系統(tǒng)的速度/位置控制的功能模塊。不僅可接受LSN/LSP/DOG等開關(guān)量信號,還可接受200K的A/B相脈沖信號(差動或5-24V開基極)作為手搖輪MPG脈沖輸入,可輸出200K差動脈沖信號(支持正負脈沖、脈沖加方向、AB相信號),支持電子齒輪比。
運行命令(#CR31)
提供軟件START、軟件STOP、點動JOG及原點復(fù)歸功能的使用
工作模式設(shè)定(#CR32):
能夠?qū)崿F(xiàn)速度控制、定位控制、手搖輪MPG輸入等多種功能
四、程序調(diào)試過程和使用
該數(shù)控車床最重要的控制要求是準(zhǔn)確的位置控制、變速度控制和快速的響應(yīng)速度。使用了三個功能模塊,主要功能全部通過PLC模塊來實現(xiàn),全部程序不足1000steps。
由于大量使用FROM/TO語句,使用時需注意以下幾點:
1、為了控制程序掃描時間,建議規(guī)劃使用FROM/TO語句。
模塊功能和狀態(tài)的初始化語句,只需開機時執(zhí)行一次,建議采用M1002作為執(zhí)行條件;
需要不斷刷新和調(diào)整的采樣或控制指令,可使用M1012上升/下降沿作為執(zhí)行條件定期執(zhí)行。
其他需條件滿足才執(zhí)行的語句,建議采用TOP語句,或以相關(guān)條件的上升/下降沿作為執(zhí)行條件。
最終的目的是減少執(zhí)行次數(shù),縮短程序掃描時間。
2、為避免開始運行時由于初始化內(nèi)容過多而導(dǎo)致PLC報警,請將D1000中的WDT時間延長。
3、DTO語句的每批次寫入雙字節(jié),如果結(jié)尾為Kn,則表示寫入n個雙字節(jié)數(shù)。
DVP 04AD-H模塊的使用:
DVP01PU-H模塊的使用:
1、設(shè)定工作模式#CR32前必須先停止輸出。
2、點動JOG模式,運行中無法改變速度,且不受軟件START / STOP功能制約。
3、變速運行模式可以在工作過程中修改速度,但運行方向需要通過設(shè)定#CR23位移量的正負或修改#CR5的旋轉(zhuǎn)方向來實現(xiàn)。
4、建議采用相對位移模式。
例:垂直(Z軸)手搖輪MPG輸入控制功能啟動(選用不同速比):
五、結(jié)束語
DVP 01PU-H單軸定位模塊,是一款非常實用的速度/位置控制模塊。使用簡便、功能完善、響應(yīng)速度快、價格合理。設(shè)備調(diào)試完成后,獲得了太原第一機床廠領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)研發(fā)和操作人員的一致滿意,提出要在其他設(shè)備上推廣使用,并對臺達系列產(chǎn)品的功能產(chǎn)生濃厚的興趣。
DELTA PLC產(chǎn)品擁有多種功能擴展卡和擴展模塊,提供多種便利指令,通過RS485接口能夠方便并經(jīng)濟地實現(xiàn)多機集聯(lián),功能強大,使用靈活。在數(shù)控設(shè)備設(shè)計和改造領(lǐng)域及其他定位控制領(lǐng)域擁有廣闊的市場。