永宏PLC在磨床自動化改造中的應用

1 引言
可編程控制器(PLC)，是集自動控制技術、計算機技術、和通訊技術為一體的高科技產品。具有可靠性高，功能齊全，使用靈活方便等優點。
本文介紹的是應用可編程控制器(永宏PLC)、人機界面(日本Digital觸摸屏)、伺服系統(松下伺服)來實現磨床的自動化改造。
傳統的普通磨床在一定的使用年限以后，其定位系統會受到很大程度的損壞，將會影響加工的精度，基于此問題，對其進行改造時其定位控制裝置的選擇就顯得 尤為重要，永宏PLC的NC定位功能較其它PLC更精準(本例精度可達0.01mm)，且程序的設計和調試相當方便。因此，我公司選用永宏PLC作為磨床 自動化改造的定位控制部分。
2 控制系統簡介
系統的結構框圖如圖1所示，整個系統由三部分組成:(1)操作部分(人機界面):用于操作、設置磨削參數、顯示磨床運行狀況、故障報警;(2)控制部分(永宏PLC):主要控制磨床的定位;(3)執行部分(伺服電機及伺服驅動器)。

圖1 系統的結構框圖
3 系統示意圖
具體功能及動作要求如下:
(1) 初始(開機瞬時):當伺服放大器主電源接通2ms后，伺服放大器回饋一信號至PLC(X4)[S-RDY 伺服準備]，此時如果沒有:伺服ALM(X5)、上超程LS1(X10)或下超程LS2(X11)，則PLC延時1s輸出一信號[SRV-ON(Y4)] 給伺服放大器。也就是說只有當沒有:伺服報警ALM(X5)、上超程LS1(X10)或下超程LS2(X11)時，伺服系統才可做下面的動作。
(2) 點進與點退:點進、點退的速度(120.000mm/min~180.mm/min)，行程(0.001mm~500.000mm)均由人機界面設定;當 在LS3~LS1行程內時,如圖2所示.。點進、點退只能以0.120mm/min的速度運動，當點退至LS3時，點退以0.100mm/min的速度運 動，利用Z相脈沖作高速計數，計數到，點退停;當按點進時，正向向下慢行，利用A相脈沖高速計數，計數到，點進停;此時可用人機界面上的清除鍵清除偏差計 數器，并將此時位置設為原點。

圖2 系統示意圖
(3) 回原點(SB4旋至手動[MAN]時有效):回原點速度在人機界面上設定，當回原點到LS3時，磨頭主軸繼續作慢速反向向上運動，計Z相脈沖，計數到，處 理中斷子程序:正向向下慢行，同時計A相脈沖，計數到，停止脈沖輸出;同時發出清零信號，伺服之CL有效。
(4) 自動(SB4打到自動時有效):按人機界面上的啟動鍵，磨頭主軸以設定的快進速度、快進行程正向向下運動。當完成快進行程后，轉為慢進，此時LS4每發1 個脈沖，磨頭以設定的慢進速度、慢進行程向下進給一次;此時若按人機界面上的暫停鍵，可停止輸出脈沖，再按暫停鍵，恢復輸出脈沖。當完成工作行程時，停止 輸出脈沖。按人機界面上的返回鍵(或自動返回設定為ON時)，此時磨頭以快速回原點，過程與手動回原點類似。
(5) 報警:人機界面上的報警信號燈閃爍，歷史報警表將會記下每次報警的時間，同時蜂鳴器"嘟…嘟…"作響，且伺服自動停;只有故障消除后，方可消除報警信號，再按報警識別鍵，即可在歷史報警表中將該報警記錄刪除。
4 定位功能說明
三段速度圖如圖3所示,伺服命令如圖4所示,伺服命令表格如圖5所示。
圖5中的第1步:脈沖頻率=10kHz，正轉20000個單位，動作完成GOTO NEXT。
第2步:脈沖頻率=50kHz，正轉60000個單位, 動作完成GOTO NEXT。
第3步:脈沖頻率=3kHz，正轉5000個單位, 等待X0 ON，重新由第1步開始。

圖3 三段速度圖
圖4 伺服命令
圖5 生成的表格
5 結束語
PLC系統的NC定位功能在本例中占有重要的地位，只有選擇合適的PLC才能使定位達到預期的效果。