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  机床 > 台达plc在单柱立式数控车床的应用    

台达plc在单柱立式数控车床的应用

  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。

  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,数控机床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)传动部分采用减速机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满意,提出要在其他设备上推广使用,并对台达系列产品的功能产生浓厚的兴趣。delta plc产品拥有多种功能扩展卡和扩展模块,提供多种便利指令,通过rs485接口能够方便并经济地实现多机集联,功能强大,使用灵活。在数控设备设计和改造领域及其他定位控制领域拥有广阔的市场。

  


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