帶數(shù)控軸的PLC控制機(jī)床設(shè)計(jì)與維修

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯帶數(shù)控軸的PLC控制機(jī)床設(shè)計(jì)與維修 在機(jī)床的設(shè)計(jì)和使用中，常常會(huì)遇到在某一工位有較高的精度要求，其他工位實(shí)行plc掌握更加便利經(jīng)濟(jì)。如何把PLC掌握的敏捷性和數(shù)控系統(tǒng)較高的加工精度結(jié)合起來，組成經(jīng)濟(jì)牢靠且滿意零件加工精度要求的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在自動(dòng)化機(jī)床掌握中常常會(huì)遇到。 1 系統(tǒng)框圖機(jī)床由PLC進(jìn)行掌握，而在某工位采納單獨(dú)的數(shù)控系統(tǒng)（以CLM數(shù)控系統(tǒng)為例），和PLC之間進(jìn)行必要的信號(hào)交換。由于僅是一個(gè)數(shù)控軸，主掌握系統(tǒng)還是PLC掌握，數(shù)控軸的動(dòng)作指令都來源于PLC，兩個(gè)系統(tǒng)的交換信號(hào)的處理和理解就成為設(shè)計(jì)和修理的關(guān)鍵。.狀態(tài)反饋.800)this.width

2、=800">2 參考點(diǎn)的查找方式找參考點(diǎn)即回零是數(shù)控機(jī)床操作中是最重要的環(huán)節(jié)之一。數(shù)控機(jī)床上電后，首先進(jìn)行回零操作，就是數(shù)控軸也是如此。在PLC掌握的機(jī)床中凡設(shè)計(jì)到數(shù)控系統(tǒng)的使用，也要設(shè)計(jì)相關(guān)的程序掌握。這是由于一般數(shù)控機(jī)床多使用相對(duì)編碼器進(jìn)行位置測量，每次斷電后，對(duì)各個(gè)坐標(biāo)軸的位置記憶會(huì)自動(dòng)丟失。因此開機(jī)后，必需讓機(jī)床各坐標(biāo)軸回到一個(gè)固定位置點(diǎn)上，既是回到機(jī)床的坐標(biāo)系零點(diǎn)，也稱坐標(biāo)系的原點(diǎn)或參考點(diǎn)，這一過程就稱為機(jī)床回零或回參考點(diǎn)操作。數(shù)控機(jī)床的各種刀具補(bǔ)償、間隙補(bǔ)償、軸向補(bǔ)償以及其它精度補(bǔ)償措施能否發(fā)揮正確作用將完全取決于數(shù)控機(jī)床能否回到正確的零點(diǎn)位置。 目前數(shù)控機(jī)床回零的

3、方式有兩種，使用脈沖編碼器或光柵尺的柵格法和使用感應(yīng)開關(guān)的開關(guān)法。開關(guān)法對(duì)所使用的接近開關(guān)和磁性開關(guān)有較高的重復(fù)定位精度要求，且存在定位漂移的可能，只有在要求重復(fù)定位精度不太高的狀況下才使用。大多數(shù)數(shù)控機(jī)床均采納柵格法回零。柵格法依據(jù)檢測元件的計(jì)量方式的不同又可分為肯定柵格法回零和增量柵格法回零。采納肯定柵格法回零的數(shù)控機(jī)床在有后備存儲(chǔ)器電池支持下，只需在機(jī)床第一次開機(jī)調(diào)試時(shí)進(jìn)行回零操作調(diào)整，此后每次開機(jī)均記錄有零點(diǎn)位置信息因而不必再進(jìn)行回零操作，而增量柵格法回零則每次開機(jī)均必需進(jìn)行回零操作。一般回零操作是在手動(dòng)方式下完成的，RF(即參考點(diǎn))找到后，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)給出參考點(diǎn)找到的信號(hào)，PLC可以采

4、集該信號(hào)作為機(jī)床動(dòng)作的前提。 采納增量柵格法回零的方法通常有三種方式：1）正向觸發(fā)回零數(shù)控軸以較快速度快速向零點(diǎn)靠近，在接近零點(diǎn)處開關(guān)觸發(fā)信號(hào)啟動(dòng)回零操作，以低速連續(xù)向零點(diǎn)方向移動(dòng)，當(dāng)壓下零點(diǎn)開關(guān)后，系統(tǒng)開頭查詢脈沖編碼器或光柵尺發(fā)出的零標(biāo)志脈沖，當(dāng)零標(biāo)志脈沖消失時(shí)，便發(fā)出相對(duì)應(yīng)的柵格脈沖掌握信號(hào)掌握回零軸制動(dòng)停止，同時(shí)位移計(jì)數(shù)器清零，回零操作結(jié)束。此時(shí)所處位置便是數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系零點(diǎn)。2）正向截止回零數(shù)控軸以較快速度快速向零點(diǎn)靠近，壓下零點(diǎn)開關(guān)后，以低速連續(xù)向零點(diǎn)方向移動(dòng)，當(dāng)越過零點(diǎn)開關(guān)后，系統(tǒng)開頭查詢零標(biāo)志脈沖，當(dāng)零標(biāo)志脈沖消失時(shí)，發(fā)出相對(duì)應(yīng)的柵格脈沖掌握信號(hào)掌握回零軸制動(dòng)停止，回零結(jié)束。

5、3）返向回零數(shù)控軸以較快速度快速向零點(diǎn)靠近，壓下零點(diǎn)開關(guān)后，制動(dòng)停止，然后低速反向移動(dòng)，系統(tǒng)開頭查詢零標(biāo)志脈沖，當(dāng)零標(biāo)志脈沖消失時(shí)，發(fā)出相對(duì)應(yīng)的柵格脈沖掌握信號(hào)掌握回零軸制動(dòng)停止，回零結(jié)束。 數(shù)控軸的進(jìn)退指令信號(hào)由PLC進(jìn)行程序掌握。在沒有回零前，運(yùn)動(dòng)以回零開關(guān)而停止；回零后，位置按數(shù)控系統(tǒng)的程序移動(dòng)。3 機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)例1) 硬件線路的設(shè)計(jì)（以CLM掌握系統(tǒng)為例） 見下圖， 數(shù)控系統(tǒng)的主線路受控于KA1和KA3，由PLC依據(jù)掌握要求吸合。工作方式和參考點(diǎn)開關(guān)接在數(shù)控相應(yīng)結(jié)點(diǎn)上，手動(dòng)方式下的指令信號(hào)來源于PLC的掌握輸出，自動(dòng)方式下的指令取決于加工程序，一般為電壓輸出到驅(qū)動(dòng)單元。 800)this

6、.width=800">2）系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置和加工程序的編寫（以CLM系統(tǒng)開關(guān)回零為例）A. 參考點(diǎn)相關(guān)的參數(shù).原點(diǎn)設(shè)定A11202 01 00 13按鈕接在幫助輸入點(diǎn)2 零位開關(guān)接在幫助輸入點(diǎn)1 參考點(diǎn)信號(hào)到幫助輸出點(diǎn)13運(yùn)動(dòng)設(shè)定A1100 0 0 1 05 0 01為正向，速度為5偏置設(shè)定A1111 130.0 參考點(diǎn)開關(guān)相對(duì)于原點(diǎn)位置最小限位A113 -131.0 (實(shí)際限位1.0)最大限位A114 +1800.0(實(shí)際限位1930.0)B.和機(jī)械部件相關(guān)的參數(shù)進(jìn)給常數(shù)A1086.66667編碼器每細(xì)分單元絲桿移動(dòng)距離位置增益A1031.0 標(biāo)準(zhǔn)值為1C.其他參數(shù)#p#分頁

7、標(biāo)題#e#手動(dòng)速度 A10120.0加速度 A10250.0位置偏差 A10615 0.05 方向 A1090 1 000000操作方向最大轉(zhuǎn)速 A1212000 0000 電機(jī)最大轉(zhuǎn)速 B00701 03 0 0 00 01為英語 03為小數(shù)點(diǎn)后3位D.數(shù)控軸的加工程序E0000JMP 0010跳轉(zhuǎn)到0010E0010WAI 02.0等待2秒E0011ATS 13 1檢測幫助輸出13（參考點(diǎn)指示）位1則連續(xù)E0012NOPE0013PSA 1 +150.0 200 快進(jìn)E0014PSA 1 +300.0 011 慢進(jìn)E0015NOPE0016NOPE0017NOPE0018WAI 2.0E0

8、019PSA 1 +0.0 300 快退E0020JST 0000 跳轉(zhuǎn)到0000步，停止等待下一循環(huán)4 修理常見故障以前單位就有類似的系統(tǒng)配置的機(jī)床5臺(tái)，有的為數(shù)控軸，有的是數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，參考點(diǎn)的查找更為精確，使用編碼器確定零位。在修理過程中就遇到多次和數(shù)控系統(tǒng)有關(guān)的故障，現(xiàn)舉例說明。1）Y軸原位找不到，CLM數(shù)控面板上MARKER PULSE 2 ? 報(bào)警 分析：參考點(diǎn)的查找步驟，先碰參考點(diǎn)開關(guān)，再找編碼器的零脈沖（詳細(xì)碰參考點(diǎn)的動(dòng)作因詳細(xì)設(shè)計(jì)而有所區(qū)分）。該故障在遇到參考點(diǎn)開關(guān)后停止并且報(bào)警，依據(jù)提示，問題出在編碼器及其連線。 解決：經(jīng)檢查，編碼器接線連接處進(jìn)水，清洗后用氣槍吹潔凈，上電查找

9、原位OK。2）大盤始終正轉(zhuǎn)，原位不能找到 分析：查找參考點(diǎn)先正轉(zhuǎn)，在遇到原位開關(guān)后開頭反轉(zhuǎn)，脫離原位開關(guān)開頭找編碼器零脈沖。該故障明顯是參考點(diǎn)開關(guān)沒反應(yīng)。 解決：檢查原位開關(guān)，更換后正常。3）找原位大盤即反轉(zhuǎn) 解決：依據(jù)上述分析，估量原位開關(guān)常置1，檢查開關(guān)信號(hào)證明推斷正確，拆下開關(guān)，內(nèi)部進(jìn)水引起信號(hào)短接，清理后回復(fù)正常。4）西門子驅(qū)動(dòng)板“6”報(bào)警，系統(tǒng)跳電，后消失CLM報(bào)警“DRIVE RUNAWAY A1”。 分析：該電氣系統(tǒng)為PLC掌握機(jī)床，該工位由2根數(shù)控軸組成，數(shù)控系統(tǒng)為CLM雙軸數(shù)控，驅(qū)動(dòng)和電機(jī)是西門子的。驅(qū)動(dòng)板“6”報(bào)警為“Speed controller at endstop,

10、Iact=Iset”常見故障為遇到限位。 解決：留意到系統(tǒng)逆變電源跳電，經(jīng)線路檢查，發(fā)覺在找原位過程中，X軸的硬限位遇到了，適當(dāng)外移5mm后，電源不在跳電，原位都可以找到，但在自動(dòng)執(zhí)行過程中停機(jī)，在驅(qū)動(dòng)板上還是消失“6”報(bào)警，同時(shí)在CLM系統(tǒng)面板上消失報(bào)警“DRIVE RUNAWAY A1”，依據(jù)報(bào)警，故障還是在X軸。 依據(jù)閱歷，參考點(diǎn)查找正常，在自動(dòng)過程中消失停機(jī)，可能是信號(hào)接觸不良。在電機(jī)、連接線、編碼器都證明OK的狀況下，故障查找陷于困難境地。后聯(lián)想到硬限位的外移，會(huì)不會(huì)參考點(diǎn)相對(duì)位置發(fā)生了偏差。將參考點(diǎn)偏置A111減小后，故障馬上消逝，后經(jīng)位置調(diào)整，得以正常工作，設(shè)備回復(fù)正常。 通過以上故障修理實(shí)例可以看出，只有在掌握系統(tǒng)和機(jī)床的詳細(xì)動(dòng)作熟悉清晰的基礎(chǔ)上，依據(jù)自己的專業(yè)學(xué)問和閱歷，才能進(jìn)行有效的分析推斷。 對(duì)于由多子系統(tǒng)組成