機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的PLC及編程

1、機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的PLC及編程 1、數(shù)控機(jī)床PLC 1.1數(shù)控機(jī)床PLC的控制對(duì)象 數(shù)控機(jī)床的控制可分為坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的位置控制和數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程的順序控制兩大部分。 在討論機(jī)床各部件的關(guān)系時(shí)，通常把CNC系統(tǒng)的軟硬件及其外部連接設(shè)備稱為NC側(cè)；把機(jī)床機(jī)械部分和操作面板及各種線路稱為MT側(cè)。 1.2PLC的信號(hào)處理 （1）CNC裝置至機(jī)床 CNC的輸出數(shù)據(jù)經(jīng)PLC邏輯處理，通過(guò)I/O傳送至機(jī)床側(cè)。M、S、T等功能代碼是CNC輸出的主要信息。PLC向機(jī)床側(cè)傳遞的信息主要是控制機(jī)床的執(zhí)行組件以及確保機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件狀態(tài)的信號(hào)和故障指示等。 （2）機(jī)床至CNC裝置 從機(jī)床側(cè)輸入的開(kāi)關(guān)量經(jīng)PLC邏輯處理傳送到C

2、NC裝置中。機(jī)床操作面板上各開(kāi)關(guān)、按鈕等狀態(tài)是機(jī)床側(cè)傳遞給PLC的主要信息。 2、PLC在數(shù)控機(jī)床中的典型應(yīng)用 2.1模擬主軸控制 伺服調(diào)速系統(tǒng)和變頻調(diào)速系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床主軸無(wú)極變速的兩種主要類型。對(duì)調(diào)速性能要求不太高的數(shù)控機(jī)床中，變頻調(diào)速因其具有較好的經(jīng)濟(jì)性得到廣泛的應(yīng)用。目前主流數(shù)控系統(tǒng)為配用變頻調(diào)速功能除提供串行數(shù)字主軸接口外，還保留了模擬主軸接口或設(shè)置10V電壓模擬接口。下面以三菱E60數(shù)控系統(tǒng)為例介紹驅(qū)動(dòng)普通異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸無(wú)極變速的方法。 （1）三菱E60數(shù)控系統(tǒng) 為實(shí)現(xiàn)模擬主軸功能，三菱E60數(shù)控系統(tǒng)配置FCU6-HR341或遠(yuǎn)程接口DXl20的I/O單元。實(shí)現(xiàn)了提供模擬主軸

3、輸出接口和1OV模擬電壓的目的，模擬信號(hào)可以通過(guò)插頭A0輸出。 三菱E60數(shù)控系統(tǒng)的模擬電壓輸出是通過(guò)將帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)設(shè)定到文件寄存器R100-R103中并使模擬電壓通過(guò)A0輸出到外部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 圖2.1 寄存器內(nèi)容與模擬電壓的關(guān)系 由圖2.1可以得到：若文件寄存器中數(shù)據(jù)值為U，則輸出電壓為U/409.5。 （2）主軸命令值數(shù)據(jù)流 三菱E60數(shù)控系統(tǒng)的主軸速度控制S指令由6位代碼組成。 a.主軸S命令發(fā)出時(shí)輸出S功能選通信號(hào)SFI和S代碼R28、R29。 b.PLC程序處理S命令后，M功能完成FINI（Y226）、FIN2（Y227）被返回到控制器。 c.該S命令的數(shù)據(jù)與完成信號(hào)被輸出到文

4、件寄存器R8、R9或R108、R109。速度數(shù)據(jù)被輸出到R8、R9或R108、R109文件寄存器中。 d.依據(jù)主軸參數(shù)SOUT的值，R108、R109數(shù)據(jù)通過(guò)I/O單元以模擬電壓輸出給變頻器或用串行通信傳送到主軸放大器。 e.R10、R11是用于監(jiān)視主軸最終命令數(shù)據(jù)。 圖2.2 S數(shù)據(jù)流程圖 （3）CNC的主軸變速控制 由圖2.2可以得出，輸出S的模擬數(shù)據(jù)是主軸速度的輸出按照一定規(guī)則的計(jì)算后得出的。并受主軸倍率SPII-4（Y288-A）、主軸停止SSTP（Y294）、主軸定向SORC（Y296）等信號(hào)和系統(tǒng)參數(shù)的影響。 （1）主軸停止SSTP（Y294）該信號(hào)為0時(shí)，S模擬數(shù)據(jù)輸出。SSTP

5、為1時(shí)，S模擬數(shù)據(jù)為0。 （2）S模擬數(shù)據(jù)為（S指令/Slimtn）*10（V）。 主軸倍率信號(hào)的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置：變頻器最低和高頻率設(shè)定分別為20和100Hz，電機(jī)額定頻率50Hz，S模擬電壓10V對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。CNC控制器主軸參數(shù)具體設(shè)定如下： #3024（SOUT）=2 #3001（Slimtl）=700 #3005（Smax1）=700 #3023（Smin）=50 如果程序指令S100，系統(tǒng)文件寄存器R28、R8、R108、R10的數(shù)據(jù)是100時(shí)，則R100的內(nèi)容是585，對(duì)應(yīng)實(shí)際輸出電壓為1.4V。 （3）PLC的主軸變速控制 當(dāng)將參數(shù)#3024（SOUT）置為0時(shí)，CNC無(wú)主軸輸出，并且不計(jì)算文件寄存器R100的內(nèi)容。對(duì)文件寄存器R100的計(jì)算與操作可在PLC中進(jìn)行。PLC計(jì)算程序如下圖，R100的計(jì)算公式見(jiàn)圖2.3程序注解 圖2.3 PLC計(jì)算程序圖 由圖2.3可以得到，若程序指令為S100，系統(tǒng)文件寄存器R108的內(nèi)容是100，可得R100等于585，對(duì)應(yīng)實(shí)際輸出