台达PLC在单柱立式数控车床的应用

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关键词:摘要:通过大型立式车床项目描述机床数控化的问题,提出台达PLC解决方案。对于台达EH 系列高性能PLC单轴伺服定位扩展模块DVP 01PU-H给出较详细讨论和应用编程案例。摘  要:通过大型立式车床项目描述机床数控化的问题,提出台达解决方案。对于台达EH 系列高性能PLC单轴伺服定位扩展模块DVP 01PU-H给出较详细讨论和应用编程案例。关键词:数...
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  • 摘要:通过大型立式车床项目描述机床数控化的问题,提出台达PLC解决方案。对于台达EH 系列高性能PLC单轴伺服定位扩展模块DVP 01PU-H给出较详细讨论和应用编程案例 。

摘  要:通过大型立式车床项目描述机床数控化的问题 ,提出台达解决方案。对于台达EH 系列高性能PLC单轴伺服定位扩展模块DVP 01PU-H给出较详细讨论和应用编程案例。


关键词:数控车床  单轴定位模块 原点复归 手摇轮MPG输入


1  引言
      随着机械行业的技术进步和市场的不断发展,市场需要更高的加工精度和工作效率,普通机床已经远远不能满足用户的要求 ,在市场中所占的比重越来越大 。价格合理的数控系统是数控机床市场竞争力的重要因素,太原第一机床厂C515立式车床采用DELTA EH系列PLC加DVP 01PU-H单轴定位模块,非常方便的实现了速度控制 、定位控制、原点复归、手摇轮MPG输入等多种功能 ,不仅满足数控设备的功能要求 ,而且响应速度快,价格合理,值得借鉴。


2  项目简介
       太原第一机床厂设计制造的C515单柱立式数控车床 ,属于大型车床的一种。最大加工直径2300mm;最大加工高度1000mm;最大切削量7mm;最小进给量10um 。

                           图1单柱立车结构


2.1 主辅传动
(1)驱动部分采用1台30KW高压伺服系统控制工作平台的旋转,2台1.6KW大惯量伺服系统控制水平(X轴) 、垂直(Z轴)方向的进给 。
(2)传动部分采用和滚珠丝杠加滑块传动,水平(X轴)方向10um/20 pulse、垂直(Z轴)方向10um/30 pulse。


2.2控制要求
(1)通过操作按钮实现水平(X轴)、垂直(Z轴)方向的点动(点动速度通过手调电
位器控制)。
(2)过操作按钮实现水平(X轴) 、垂直(Z轴)方向变速移动(移动速度通过手调电位器控制) ,可以随时中止,且不影响下一动作 。
(3)原点复归功能。
(4)手摇轮可以迅速且准确的实现水平(X轴) 、垂直(Z轴)方向进给,单步最小进给10um ,进给速度与手摇轮转动速度一致。
(5)轮控制模式需提供低(x1)、中(x5)、高(x10)共3个速度,既可用于单步定位,又可用于快速移动 ,方便用户操作 。


3  台达数控解决方案
3.1 配置设计
       根据系统分析,选用台达EH 系列高性能PLC作为主控单元。DVP 32EH00T(32点200Khz高速输出型主机) + DVP 48HP00R(48点继电器扩充24D+I24DO) + DVP 04AD-H(4点AI扩充) + DVP 01PU-H(单轴定位扩充) + DVP 01PU-H(单轴定位扩充)。 其中DVP 32EH00T主机可输出200K开基极脉冲信号,用于控制工作平台旋转的30KW 380V高压伺服;2个DVP 01PU-H单轴定位模块分别用于控制水平(X轴) 、垂直(Z轴)方向的进给;DVP 04AD-H模拟量采集模块用于检测2路电位器调节的电压值作为设定的工作速度 。


3.2 主机简介
       DELTA EH PLC ,程序容量15872 steps ,处理速度0.24us,输入/输出点数最大各256个,可扩展8个功能模块 ,自带双通讯口(可扩COM3)采用MODBUS协议,Easy Link功能可方便实现集联,自带4路高速脉冲输入(最高2路达200K) ,DVP20EH00T和DVP32EH00T机型支持双路200K脉冲输出。是一款功能强大的PLC主机。系统变量定义如表1所示 。

 

表1系统变量定义
 

3.3 模拟量采集模块简介
       DVP 04AD-H是一款4路14位模拟量采集模块,既可以单独使用,通过RS485通讯远程控制 ,也可以作为EH PLC的功能扩展,使用FROM/TO指令控制操作,精度高 ,响应速度快。
                      


3.4 伺服定位模块简介
      DVP 01PU-H单轴定位模块,是一款非常实用的速度/位置控制模块,专门用于步进和伺服系统的速度/位置控制的功能。DVP 01PU-H单轴定位模块使用简便、功能完善、响应速度快 、价格合理 。不仅可接受LSN/LSP/DOG等开关量信号 ,还可接受200K的A/B相脉冲信号(差动或5-24V开基极)作为手摇轮MPG脉冲输入 ,可输出200K差动脉冲信号(支持正负脉冲、脉冲加方向、AB相信号),支持电子齿轮比 。运行命令(#CR31)提供软件START 、软件STOP、点动JOG及原点复归功能的使用。工作模式设定能够实现速度控制、定位控制 、手摇轮MPG输入等多种功能。


4 软件开发
       该数控车床最重要的控制要求是准确的位置控制、变速度控制和快速的响应速度 。使用了三个功能模块,主要功能全部通过PLC模块来实现 ,全部程序不足1000steps。


4.1 开发要点
由于大量使用FROM/TO语句,使用时需注意以下几点:
(1)为了控制程序扫描时间,建议规划使用FROM/TO语句。
模块功能和状态的初始化语句 ,只需开机时执行一次,建议采用M1002作为执行条件;需要不断刷新和调整的采样或控制指令,可使用M1012上升/下降沿作为执行条件定期执行 。
其他需条件满足才执行的语句 ,建议采用TOP语句,或以相关条件的上升/下降沿作为执行条件。最终的目的是减少执行次数,缩短程序扫描时间。
(2)为避免开始运行时由于初始化内容过多而导致PLC报警 ,请将D1000中的WDT时间延长 。
(3)DTO语句的每批次写入双字节,如果结尾为Kn,则表示写入n个双字节数。


4.2 模入模块编程
    DVP 04AD-H是一款4路14位模拟量采集模块。各路数据采集程序:
 

 

4.3  单轴定位模块编程
DVP01PU-H模块使用注意:
(1)设定工作模式#CR32前必须先停止输出 。
(2)点动JOG模式 ,运行中无法改变速度 ,且不受软件START / STOP功能制约。
(3)变速运行模式可以在工作过程中修改速度,但运行方向需要通过设定#CR23位移量的正负或修改#CR5的旋转方向来实现。
(4)建议采用相对位移模式 。
编程案例:垂直(Z轴)手摇轮MPG输入控制功能启动(选用不同速比):
 

5  结束语
        设备调试完成后,获得了企业领导与技术研发以及操作人员的<

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