一、應(yīng)用背景
本文講述了DVP-EH2型PLC在我公司的雙工位深孔鉆機(jī)床上的應(yīng)用。雙工位深孔鉆機(jī)床為我公司開發(fā)生產(chǎn)的重點(diǎn)產(chǎn)品，機(jī)床主要用于汽車剎車泵缸體的鉆孔加工，在市場上具有很大的應(yīng)用潛力。
機(jī)床加工的基本原理是：槍鉆鉆頭動力頭平置于機(jī)床工作臺，加工件安放于豎直的滑臺上的工件夾具內(nèi)?；_沿槍鉆鉆頭旋轉(zhuǎn)的垂直線上下運(yùn)行。加工時，鉆頭高速旋轉(zhuǎn)，滑臺帶動工件往下運(yùn)行，對產(chǎn)品進(jìn)行鉆孔加工，加工尺寸到位后，滑臺再往上運(yùn)行，退出工件，關(guān)閉動力頭。
傳統(tǒng)的機(jī)床采用液壓油缸驅(qū)動。當(dāng)液壓油缸行程到位后，利用行程開關(guān)控制液壓電磁閥動作，使油缸返回。液壓驅(qū)動的最大問題是加工孔深精度很難控制。運(yùn)行速度調(diào)節(jié)也不是很方便。
機(jī)床采用伺服電機(jī)控制絲桿滑臺上下運(yùn)行定位，滑臺往下運(yùn)行時，對產(chǎn)品進(jìn)行鉆孔加工，加工完成后，滑臺再住上運(yùn)行，退出。與傳統(tǒng)的液壓油缸驅(qū)動相比較，由于利用伺服電機(jī)定位控制，可以很方便的進(jìn)行加工速度設(shè)置，高精確地達(dá)到鉆孔深度的控制。
雙工位深孔鉆機(jī)床是兩個工位同時加工，互不干涉。一個機(jī)床操作員控制，可以同時進(jìn)行兩件工件的加工。是提高加工效益，減少投資的不二之舉。
機(jī)床控制方案可以選用簡易型數(shù)控控制系統(tǒng)（CNC）。當(dāng)前市面上也有很多兩軸的數(shù)控產(chǎn)品。數(shù)控系統(tǒng)有著標(biāo)準(zhǔn)的G代碼編程，也能夠很方便的進(jìn)行伺服的定位控制。但是須要完成兩軸相互獨(dú)立，互不干擾的定位時，CNC在編程時遇到了制約。CNC的兩軸或多軸G代碼在編程時，不能做到同時執(zhí)行兩段獨(dú)立的定位指令。當(dāng)然，也可以采用兩臺單軸的CNC控制系統(tǒng)。但是，這樣的控制過于冗雜，成本也過高，應(yīng)用價值不高。
鑒于以上原因 ，實(shí)現(xiàn)此機(jī)床控制要求可以選用PLC進(jìn)行控制。機(jī)床的定位動作并不復(fù)雜，只需要正向加工定位、反向退出定位兩段位置控制指令。很多型式的PLC都帶有高速脈沖輸出功能，具有很方便的相對定位，絕對定位指令。不需要另加擴(kuò)展模塊，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)機(jī)床的運(yùn)動控制。
二、控制概要
1，機(jī)床需要兩軸脈沖輸出，以分別控制兩個工位的絲桿滑臺運(yùn)行?；_的定位速度不小于6m/min。定位精度小于0.01mm。在電氣控制設(shè)計(jì)上，一般都設(shè)計(jì)為0.001mm/P，即0.001mm每脈沖當(dāng)量。 這樣，方便進(jìn)行運(yùn)算，電子齒輪比也容易計(jì)算。機(jī)械制造上采用精密絲桿傳動（雙螺母滾珠絲桿），也比較容易就能達(dá)到0.01的定位精度。
2，機(jī)床人機(jī)對話采用控制面板的開關(guān)按鈕與觸摸屏接合。工件的加工速度，加工尺寸在觸摸屏上利用參數(shù)的形式進(jìn)行設(shè)置。
觸摸屏與PLC組態(tài)后，可以對PLC的一些關(guān)鍵內(nèi)部數(shù)據(jù)時行監(jiān)控，包括實(shí)時顯示工件坐標(biāo)、動力頭電機(jī)電流。顯示加工狀態(tài)、關(guān)鍵的PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)或一些故障碼、異常信號，方便進(jìn)行機(jī)床的狀態(tài)分析、故障疹斷。
觸摸屏與PLC可以很方便的實(shí)現(xiàn)通信。兩者組態(tài)時，只要設(shè)置好兩者之間的通信協(xié)議，觸摸屏即可以讀寫PLC的D、M數(shù)據(jù)了。
3，槍鉆的加工因?yàn)楣ぜ牟馁|(zhì)不同、加工孔徑的大小不一，槍鉆鉆頭的轉(zhuǎn)速也要求能夠很方便的進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，機(jī)床的動力頭轉(zhuǎn)速采用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制。
機(jī)床控制系統(tǒng)，可以監(jiān)視變頻器的相應(yīng)狀態(tài)，包括輸出頻率，輸出電壓，負(fù)載電流。因此，可以將PLC與變頻器進(jìn)行RS485通信讀取讀據(jù)。同時，PLC對變頻器的速度、運(yùn)行、停機(jī)等可以通過RS485通信進(jìn)行控制，方便變頻器的控制接線。
4，機(jī)床加工還須要一定的外部輔助功能。如加工過程中的冷卻液，工件裝夾，防護(hù)門開關(guān)等等。
5，機(jī)床具有手動控制和自動控制兩種工作方式。手動控制主要用于機(jī)床的調(diào)試和首件產(chǎn)品的試制，可以分別對輔助功能進(jìn)行開關(guān)，手動控制工件滑臺的上下運(yùn)行。自動控制為自動進(jìn)行一個工件的加工周期，人工裝夾好工件后，操作人員按下起動按鈕，機(jī)床即進(jìn)行工件的鉆孔加工，鉆孔完成后，即行自動退出工件，加工過程中，自動注入冷卻液，開關(guān)防護(hù)門等相關(guān)輔助動作。加工完成后，自動工件松開。完成一個工件的加工過程。
三、PLC在專用機(jī)床上的控制實(shí)現(xiàn)
