摘要：本文主要介紹台達PLC與交流伺服驅動器（ESDA）在數控四頭鑽床上設計和成功運用,以及維倫觸摸屏在全伺服數控四頭鑽床控製係統的運用。對鑽床PLC係統的配置

、輸入/輸出接線圖
、梯形圖作了具體的闡述。 
    關鍵詞：台達EH32-DVP PLC; 維倫觸摸屏
；交流伺服驅動器（ESDA）；數控四頭鑽床控製係統

；梯形圖 

  1 引言 

 傳統的刹車片鑽孔工藝流程包括放片、移動定位、鑽孔、再移動定位
、再鑽孔等多次操作後，最後取片等組成。 
  我(wo)國(guo)的(de)刹(sha)車(che)片(pian)鑽(zuan)孔(kong)技(ji)術(shu)經(jing)過(guo)幾(ji)十(shi)年(nian)的(de)發(fa)展(zhan)，不(bu)斷(duan)的(de)改(gai)進(jin)創(chuang)新(xin)，特(te)別(bie)是(shi)近(jin)幾(ji)年(nian)高(gao)校(xiao)和(he)科(ke)研(yan)單(dan)位(wei)科(ke)研(yan)力(li)量(liang)的(de)注(zhu)入(ru)
，以(yi)及(ji)產(chan)學(xue)研(yan)的(de)結(jie)合(he)使(shi)我(wo)國(guo)的(de)刹(sha)車(che)片(pian)鑽(zuan)孔(kong)技(ji)術(shu)得(de)到(dao)了(le)迅(xun)猛(meng)發(fa)展(zhan)
，正(zheng)逐(zhu)步(bu)走(zou)向(xiang)自(zi)動(dong)化(hua)。 

  傳統的鑽孔鑽床多為手動鑽床

，由於其為人工主軸傳動結構，沒有導入電氣傳動，造成其以下缺點：鑽孔速度慢，效率低
，工人勞動量大；  由於鑽孔排列的多樣化，在快速準確可靠的情況下
，傳統的手工鑽孔鑽床不能滿足越來越高的要求， 
  muqianquansifushukongzuanchuangjiyizaishachepianqiyezhongjianjiandedaoyingyong。xianzaiquansifudezuanchuangzaichanliang，xiaolv，laodongqiangdu，chanpinzhiliangshangdouyouhenhaodeyoushi
，yincijiangchengweiweilaishachepianzuankongdezhuliu。zaizhongduoxinkaifadechanpinzhongsitoushukongzuanchuang

，jingdugao
，piliangda
，erqienenggouzidongsongpian，zidongxiapiangongneng，yicitongshijiagongliangpian，keyilianxuzuankong，dadajiangdilelaodongqiangdu。zaitongleichanpinzhongkeshujiaojiaozhe，jianglaizaishachepianxingyezhongbishouqinglai，youzheguangkuodefazhanqianjing，zaishichangzhongjiangwenzhanyixizhidi。

2。四頭數控鑽床係統 

 2.1係統構成：控製部分采用PLC，並配以人機界麵進行程序參數修改
、shedingyijiyunxingzhuangtaixianshijiankong，kebianchengshezhirenjijiemiandeneirong。yuanxingzhuanpanweiquanshuzijiaoliusifuxitong，sifudianjidaidongjiansuji，jiansujidaidongzhuanpan
，yiyidongzhuanpanshiqizhuanguoyidingdejiaodu，ranhouzuantoukaishizuanshedingdekong，sifudianjidingweizhunque
，sudukuai。genjuzuantoujishachepianhejingeiliang，laishezhisifuhelidezhuansu
，bingzaicaozuozhongshedingtadeqidongtingzhi。zhuanpansheyouyuandianxianweiqi，sifuqudongqiyouyichangjiance
，zairenjijiemianzhongnenggouxianshibaojingxinxi。weibianyutiaoshihejianxiu
，gexiangcaozuojunsheshoudonggongneng，rushoudongsifudianjizhengzhuanhefanzhuan
，zuantoudianjideqiting，zuantoudeqianjinhehoutuideng。zaishengchanguochengzhong，buduanjiaxinpian，haikeyizidonglianxushengchan。

    2.2   PLC控製接線圖
根據控製係統的功能要求，設計出四頭數控伺服鑽床控製係統PLC控製部分硬件接線圖
，如圖1-1所示，此控製麵板上的手動控製部分主要在調試係統時使用，調試完成後基本處於閑置狀態。

圖1-1  數控四頭伺服鑽床係統PLC控製部分硬件接線圖

 2.3總體流程設計

        圖1-2 模式選擇流程圖

    根gen據ju控kong製zhi係xi統tong的de功gong能neng要yao求qiu，刹sha車che片pian鑽zuan孔kong的de控kong製zhi過guo程cheng分fen為wei手shou動dong控kong製zhi模mo式shi和he自zi動dong控kong製zhi模mo式shi
，在zai手shou動dong控kong製zhi模mo式shi時shi
，每mei個ge設she備bei可ke通tong過guo麵mian板ban和he觸chu摸mo屏ping操cao作zuo進jin行xing單dan獨du運yun行xing，相xiang互hu之zhi間jian沒mei有you順shun序xu，互hu不bu幹gan擾rao
，模mo式shi流liu程cheng如ru圖tu1-2所示。

1. 手動控製模式

在手動控製模式下，可單獨控製每個設備的運行，手動控製模式流程圖如圖1-3所示。

  圖1-3   手動控製模式流程圖

     在此模式下，轉盤的正反運行可通過觸摸屏上的按鈕進行正轉和反轉（有片時禁止反轉）的控製，對於鑽頭和送片缸則可以隨意進行前進和後退的移動。通過對電磁閥的單獨操作
，可以檢測鑽頭及缸的性能是否良好。
2.   自動控製模式

處於自動狀態時，按下自動開按鈕，係統開始自動運行，其工作過程包括以下幾個方麵。

1、 手動/自動旋鈕旋到自動位置，轉盤先回到原點，到原點後按下自動開按鈕。

2、 轉盤開始轉過一設定的角度後到達送片位置後停止。

3
、 送片缸開始送片，達到一定的壓力後，由前進變為後退，送片計數並後退一定時間後停止。送
片計數到

，跳至步驟5、
4、 轉盤轉過60度（一周分為6等分）後停止，然後跳至步驟3
、

5、 轉盤繼續轉過一設定角度後停止。
6
、 頭開始前進鑽孔，鑽完後後
7

、經過一段時間後，檢測一片是否鑽完，沒鑽完跳至步驟5
、；鑽完後轉盤轉過一定角度後，檢測自動停按鈕是否被按下，沒按下跳至步驟3、，按下則停止。

自動控製模式工作流程圖如圖1-4所示

3.各個模塊梯形圖設計
3.1  手動程序 在係統上電後
，將手動/自動旋鈕置於手動狀態
，可通過麵板上的觸摸屏上的按鈕控製每個設備的運行。觸摸屏上的手動設計 如圖1-5-1suoshi，shoudongkongzhixitongzhuyaoshibianyuzaishengchanchuzhuangshihehuanbutongleixingshachepianshijinxingtiaoshi
，jiancegegeshebeishifounengzhengchangyunxing，shoudongkongzhitixingtuchengxurutu1-5-2所示。

     圖1-5-1  手動操作畫麵

    
圖1-5-2   手動控製梯形圖程序

shoudongmoshideshezhizhuyaoshiweilefangbianxitongtiaoshiheweixiugongzuo。tiaoshishi
，keyiduibutongdeshebeijinxingtiaoshi，zuihouzhenggexitongyiqitiaoshi，zaichuxiancuowushiyenengkuaisuzhachuwentichuzainageshebeishang；如果四頭伺服數控鑽床係統在運行過程中出現問題
，也可采用手動方式進行檢查
，便於維修。圖1-5-2   隻列出了手動的一部分程序， 其他操作類同。而在四頭伺服數控鑽床鑽孔過程中
，主要采用自動方式進行控製
，下麵就介紹一下自動控製過程。
3.2  自動程序
在生產中，四頭伺服數控鑽床係統大多處於自動運行狀態。係統通過PLC檢測各種狀態，控製設備運行

，按照設定的參數順序啟動後自動運行。參數設置如圖1-6-1所示，自動控製部分梯形圖如圖1-6所示。

1-6-1參數設置畫麵（1） 

1-6-1    參數設置畫麵（2）

圖1-6    自動控製部分梯形圖

   zaizidongkongzhibufentixingtuzhong
，keyikanchuzidongmoshicaiyongbujinchengxu
，jiandanmingle。bufendetixingtuzhongdianshuomingleyicisongpianshuliangdekongzhihesifudingweiyuxianshezhisuduhezhuanguodejiaodu
，ranhouzaizhixingPLSR或 PLSY指令，脈衝發完後伺服會停止。其他讀者可以根據需要自已編寫。

3.3  伺服定位程序
伺服電機在啟動時，需要先設置好頻率和要走的脈衝數
，通過伺服驅動器來控製伺服電機的定位。PLC 通過PLSY或PLSR指令發脈衝和方向給伺服驅動器，伺服驅動器再讓伺服電機運行或停止。關於伺服需要的程序如圖1-7所示。

圖1-7    伺服程序梯形圖

3.4 部分主程序
主程序主要用於各種數據的初始化，包括了伺服定位程序的大部分，用於手動和自動的共用部分，和手動、自動程序密不可分。其梯形圖如圖 1-8所示。

圖 1-8      主程序梯形圖
4 係統設計中的問題及解決方法
在四頭數控鑽床係統中
，遇到的主要問題集中在設備選擇、安放位置、調試和生產過程的控製等情況中。
4.1 硬件方麵的問題
    在該係統中，各種設備的選擇、擺放位置，以及接近開關的位置選擇
、PLC外圍電路和接線處的
設置、送片位置、鑽孔電機位置的選擇，是該控製係統的主要硬件問題。

在(zai)機(ji)械(xie)設(she)計(ji)方(fang)麵(mian)，在(zai)控(kong)製(zhi)過(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)要(yao)采(cai)用(yong)油(you)缸(gang)

，因(yin)此(ci)對(dui)於(yu)液(ye)壓(ya)油(you)有(you)一(yi)定(ding)的(de)要(yao)求(qiu)，要(yao)求(qiu)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)壓(ya)力(li)和(he)非(fei)常(chang)高(gao)的(de)潔(jie)淨(jing)程(cheng)度(du)。在(zai)夏(xia)天(tian)時(shi)由(you)於(yu)鑽(zuan)孔(kong)頻(pin)繁(fan)，長(chang)時(shi)間(jian)會(hui)造(zao)成(cheng)液(ye)壓(ya)油(you)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)
，影(ying)響(xiang)油(you)缸(gang)的(de)速(su)度(du)
，通(tong)過(guo)增(zeng)加(jia)循(xun)環(huan)水(shui)或(huo)加(jia)冷(leng)確(que)風(feng)機(ji)的(de)辦(ban)法(fa)來(lai)進(jin)行(xing)改(gai)善(shan)。鑽(zuan)孔(kong)過(guo)程(cheng)中(zhong)，刹(sha)車(che)片(pian)鑽(zuan)孔(kong)飛(fei)出(chu)的(de)粉(fen)末(mo)很(hen)多(duo)，通(tong)過(guo)加(jia)防(fang)護(hu)網(wang)和(he)吸(xi)塵(chen)器(qi)加(jia)以(yi)改(gai)善(shan)。轉(zhuan)盤(pan)是(shi)通(tong)過(guo)減(jian)速(su)機(ji)帶(dai)動(dong)運(yun)轉(zhuan)，避(bi)免(mian)不(bu)了(le)框(kuang)位(wei)的(de)存(cun)在(zai)
，因(yin)此(ci)在(zai)自(zi)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)，隻(zhi)能(neng)正(zheng)轉(zhuan)。這(zhe)樣(yang)就(jiu)大(da)大(da)減(jian)小(xiao)了(le)誤(wu)差(cha)，提(ti)高(gao)了(le)精(jing)度(du)。

在PLC dewaiweiyingjianlianjiefangmian，youyusifuqudongqiwaibiaoyoujiqingweidedaidianxianxiang
，yincisifuqudongqidewaikeyidingjiedi。caozuoshigongrenyaolaihuidefangpianhequpian
，mianbanzuochengkeyizhuandongde。pingshizhuandaozuijiaweizhi，bianyugongrencaozuo。

4.2 軟件方麵的問題
軟件方麵主要問題在於邏輯錯誤和書寫錯誤。程序編寫完畢後
，對於 PLC程序需要先在計算機上對程序加上批注檢查，對於觸摸屏程序可以通過仿真軟件進行檢查
，然後在調試中加以改進。

5 設計小結
上述詳細說明了四頭數控鑽床係統的設計過程
，該控製係統采用台達EH係列的PLC作為控製主機，通過維倫觸摸屏

、按鈕
、旋鈕
、限位開關
、伺服驅動器等，對電動機
、伺服電機、中繼
、接觸器和油缸等設備和其他相關的機械結構進行控製
，實現了各種設備的功能控製
，達到了係統的控製 要求。