我公司經(jīng)營西門子*現(xiàn)貨PLC,；S7-200 S7-200SMART S7-300 S7-400 S7-1200 觸摸屏，變頻器,，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服數(shù)控備件：*電機(jī)（1LA7,、1LG4、1LA9,、1LE1）,，國產(chǎn)電機(jī)（1LG0，1LE0）大型電機(jī)（1LA8,，1LA4,，1PQ8）伺服電機(jī)（1PH，1PM,，1FT,，1FK，1FS）

針對(duì)這種應(yīng)用,，人們研制出了“v型刨槽機(jī)”,，為了提高這種機(jī)器的生產(chǎn)效率和加工精度，必須在機(jī)器上安裝自動(dòng)控制系統(tǒng),。本文介紹的是筆者用plc+hmi+交流伺服電機(jī)開發(fā)的針對(duì)這種“v型刨槽機(jī)”的一種控制系統(tǒng),。

工藝要求

由于在這種刨槽機(jī)上加工的板材一般都比較薄，為了保證折邊處有足夠的強(qiáng)度,，刨槽的深度不能夠很深,，所以控制精度要求很精確；同時(shí),，為了提高工件的折彎尺寸精度,，對(duì)溝槽的長度和位置控制也要精確。綜合以上因素考慮：整機(jī)的設(shè)計(jì)精度要達(dá)到0.01mm,。根據(jù)工藝技術(shù)特點(diǎn),，工件的加工需要在x，y,，z三個(gè)方向上分別進(jìn)行控制,。其中x軸：溝槽的長度；y軸：溝槽在板材上的位置,；z軸：溝槽的深度,。具體要求如圖2所示,。
西門子模塊CPUSR30

控制要求

為了降低對(duì)操作人員的文化水平的要求，必須簡化參數(shù)設(shè)定,，采用友好的人機(jī)對(duì)話界面,，能夠方便的控制機(jī)器的運(yùn)行，能夠監(jiān)視機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài),；

另外為了提高機(jī)器的智能化水平,，在本機(jī)器上開發(fā)了具有文件存儲(chǔ)和管理的功能。這樣就可以方便的以配方的形式進(jìn)行不同工件加工參數(shù)的管理,。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求以工件的編號(hào)作為數(shù)據(jù)組（可多達(dá)50組）,，每一個(gè)工件編號(hào)對(duì)應(yīng)一組工件的參數(shù)：長度，厚度,，刨削起點(diǎn),，開槽位置，溝槽深度（一條溝槽zui多可以分10刀進(jìn)行刨削,，每一次進(jìn)刀深度設(shè)定范圍在0～0.99mm）等等,。所有的參數(shù)可以隨時(shí)修改，隨時(shí)存儲(chǔ),。加工時(shí),，通過設(shè)定工件的編號(hào)來調(diào)用參數(shù)，如圖3,，也可以按照重新設(shè)定的新參數(shù)來加工工件,。



機(jī)器的工藝控制上要求機(jī)床有手動(dòng)和自動(dòng)功能。手動(dòng)時(shí),，機(jī)床每次只在一個(gè)固定的位置（可以任意設(shè)定）上刨一道槽,。自動(dòng)時(shí)，機(jī)床可以根據(jù)設(shè)定的工件號(hào)調(diào)用長度,，厚度,，刨削起點(diǎn)，開槽位置,，溝槽深度等參數(shù),，在板材上自動(dòng)刨出合乎要求的溝槽。圖4示出操作界面,。



方案確定

綜合以上的要求,，由于是位置控制，而且控制精度要求較高（0.01mm）,，所以應(yīng)當(dāng)采用步進(jìn)電機(jī)或者是交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),。控制系統(tǒng)可以有多種選擇：數(shù)控系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)+運(yùn)動(dòng)控制卡,；hmi+plc等,。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型

步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格要比交流伺服電機(jī)便宜，缺點(diǎn)是它高速力矩特性較軟,，會(huì)限制運(yùn)行速度的提高,，從而影響機(jī)器的工作效率的提高。而交流伺服電機(jī)則能夠勝任高速運(yùn)行,，所以從提高工作效率的角度來說選擇交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠提高設(shè)備的適用范圍,，從而提高設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭能力。

控制系統(tǒng)的選型

專門的數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是功能很全面,，適用于復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制,，價(jià)格比較高，zui重要的是它對(duì)操作人員的要求比較高,，而在這里的控制程序單一,，不需要操作人員經(jīng)常的改變控制程序，所以不適合用在小型機(jī)床,。

微型計(jì)算機(jī)＋運(yùn)動(dòng)控制卡這種方案

硬件成本比前者要低一些，但是控制軟件的穩(wěn)定性對(duì)操作系統(tǒng)依賴性很強(qiáng),，操作系統(tǒng)一旦癱瘓,，將直接影響生產(chǎn)的進(jìn)行。另外計(jì)算機(jī)對(duì)環(huán)境要求高,，體積大,，可移動(dòng)性差，不適合安裝在小型機(jī)床上,。

hmi和plc本來就是面向工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的高穩(wěn)定性產(chǎn)品,，物理尺寸非常適合安裝在小型機(jī)床上，價(jià)格上也比較便宜,?？刂栖浖_發(fā)采用簡單易學(xué)的ld梯形圖語言，控制系統(tǒng)軟件的開發(fā),，調(diào)試很容易,，plc運(yùn)行非常穩(wěn)定，幾乎不需要程序維護(hù),。比較而言：

hmi+plc的方案應(yīng)該是的選擇,。

硬件系統(tǒng)

系統(tǒng)硬件方案如圖5所示。


控制回路

包括按鈕,，指示燈等,。二次回路采用dc24v，串入急停按鈕控制動(dòng)力回路接觸器,，直接控制供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行,。

供電系統(tǒng)

伺服驅(qū)動(dòng)動(dòng)力電采用ac380v供電,，由接觸器控制。一西門子模塊CPUSR30臺(tái)可以輸出電壓為dc24v的開關(guān)電源,。提供人機(jī)界面電源,、plc的輸入信號(hào)電源。二次控制回路單獨(dú)使用另一路dc24v開關(guān)電源,。

伺服動(dòng)力電源是三相ac220v的制式,，所以要提供一臺(tái)380-220干式變壓器，作為電壓的轉(zhuǎn)換,。

plc電源是ac220v等級(jí)的,，可以從ac380取一相使用，但考慮到電源隔離以后,，電源的質(zhì)量有一定的提高,，對(duì)plc有利，因此從380-220干式變壓器輸出端取兩相使用,。