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隨sui著zhe科ke學xue技ji術shu日ri新xin月yue異yi的de發fa展zhan，機ji床chuang行xing業ye早zao已yi進jin入ru了le自zi動dong化hua時shi代dai，普pu通tong機ji床chuang已yi不bu能neng滿man足zu加jia工gong精jing度du和he效xiao率lv的de要yao求qiu。但dan數shu控kong機ji床chuang的de成cheng本ben較jiao高gao，對dui操cao作zuo人ren員yuan和he維wei護hu人ren員yuan也ye有you一yi定ding的de要yao求qiu。為wei追zhui求qiu最zui大da的de性xing價jia比bi，我wo們men選xuan用yong了le台tai達daPM係列運動控製器作為主要控製部件的方案。
此台產品定位為TX6916，是一台數顯落地式銑鏜床。由於該機床的四個進給軸功率較大，因此選用了安川ΣⅡ係列伺服驅動器和伺服電機；主軸應客戶要求選用了75KW西門子變頻器和變頻電機；其核心控製部件為台達PM係列運動控製器，選用了兩台PM係列PLC為主從結構來控製四個進給軸；並在操作台上安裝有觸摸屏，通過此屏來精確控製和反饋機床各軸的運行。
PM運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)器(qi)和(he)觸(chu)摸(mo)屏(ping)的(de)使(shi)用(yong)讓(rang)機(ji)床(chuang)的(de)控(kong)製(zhi)更(geng)加(jia)方(fang)便(bian)和(he)精(jing)確(que)，此(ci)方(fang)案(an)提(ti)高(gao)了(le)機(ji)床(chuang)的(de)加(jia)工(gong)效(xiao)率(lv)和(he)精(jing)度(du)，與(yu)同(tong)等(deng)規(gui)格(ge)的(de)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)相(xiang)比(bi)也(ye)大(da)大(da)節(jie)省(sheng)了(le)成(cheng)本(ben)，得(de)到(dao)了(le)用(yong)戶(hu)的(de)好(hao)評(ping)。
2 正文
TX6916是一台鏜杆直徑為160mm的落地式銑鏜床，分為滑座（X軸）、主軸箱（Y軸）、鏜杆（Z軸）、方滑枕（W軸）四個進給軸和一個旋轉主軸。具有鏜、鑽、銑、切槽等加工功能，是冶金、能源、電力、礦山、造船等行業大型零件加工的主要設備。銑鏜床主要設備參數如下：
電氣控製部分主要配置如下：
設備如圖1所示。
圖1
weitigaoshebeidejiagongxiaolvhejiagongjingdu，cileijichuangyicongyuanlaideputongjichuangfazhandaoshuxianjichuang，dongliyuchuandongbufenyecongzaoqideputongjiaoliudianjihefuzadechilunbiansuxiangfazhandaoxianzaidesifudianjiwujitiaosukongzhi。citaiTX6916所采用的方案為：以一台觸摸屏為控製界麵與PM運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)器(qi)通(tong)訊(xun)連(lian)接(jie)，並(bing)發(fa)出(chu)操(cao)作(zuo)指(zhi)令(ling)，再(zai)由(you)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)器(qi)發(fa)出(chu)脈(mai)衝(chong)給(gei)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)器(qi)，以(yi)驅(qu)動(dong)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)執(zhi)行(xing)運(yun)行(xing)命(ming)令(ling)。通(tong)過(guo)數(shu)顯(xian)表(biao)顯(xian)示(shi)機(ji)床(chuang)各(ge)軸(zhou)所(suo)運(yun)行(xing)的(de)精(jing)確(que)位(wei)移(yi)，通(tong)過(guo)PLC的計算在觸摸屏上顯示各軸的運行速度。並且在PLC上外接一個電子脈衝發生器，基本上可以實現數控機床的手輪微調功能，也方便操作者加工前對刀使用。圖2是TX6916的應用方案框圖。
圖2
與普通PLC邏輯控製相比，PMyundongkongzhiqizaijichuangxingyeyouzhejidadeyoushi。jichuangdezhouchuandongkongzhicaiyongsifuqudongdefanganyijinghenpubianle，zaibuxuanyongshukongxitonglaikongzhideqingkuangxia，daduoshuchangjiahuishiyongchuantongdePLC邏(luo)輯(ji)關(guan)係(xi)來(lai)控(kong)製(zhi)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)上(shang)的(de)控(kong)製(zhi)點(dian)，再(zai)加(jia)上(shang)模(mo)擬(ni)量(liang)的(de)給(gei)定(ding)。而(er)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)器(qi)將(jiang)部(bu)分(fen)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)點(dian)定(ding)義(yi)為(wei)固(gu)定(ding)用(yong)處(chu)的(de)控(kong)製(zhi)點(dian)，采(cai)用(yong)脈(mai)衝(chong)輸(shu)出(chu)的(de)方(fang)式(shi)給(gei)伺(si)服(fu)單(dan)元(yuan)信(xin)號(hao)。采(cai)用(yong)此(ci)方(fang)案(an)後(hou)控(kong)製(zhi)線(xian)路(lu)變(bian)得(de)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)，也(ye)避(bi)免(mian)了(le)模(mo)擬(ni)量(liang)因(yin)幹(gan)擾(rao)造(zao)成(cheng)的(de)誤(wu)動(dong)作(zuo)。為(wei)實(shi)現(xian)本(ben)機(ji)床(chuang)的(de)液(ye)壓(ya)油(you)路(lu)、冷卻，附件等部件的動作，PLC除運動控製器外還添加了擴展模塊。
PLC的控製線以一個軸為例，具體電路如圖3所示。
圖3 具體電路圖
伺服驅動器上的連線也比原先用普通PLC邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)的(de)線(xian)路(lu)相(xiang)比(bi)簡(jian)單(dan)了(le)很(hen)多(duo)，也(ye)無(wu)需(xu)再(zai)用(yong)模(mo)擬(ni)電(dian)壓(ya)給(gei)定(ding)的(de)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)與(yu)電(dian)子(zi)手(shou)輪(lun)的(de)位(wei)置(zhi)控(kong)製(zhi)相(xiang)接(jie)合(he)的(de)混(hun)合(he)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)，這(zhe)樣(yang)更(geng)有(you)利(li)於(yu)功(gong)能(neng)的(de)設(she)置(zhi)和(he)電(dian)路(lu)的(de)維(wei)護(hu)。驅(qu)動(dong)接(jie)線(xian)也(ye)以(yi)一(yi)個(ge)單(dan)元(yuan)為(wei)例(li)如(ru)圖(tu)4所示。
PM係列運動控製器是一種可以高速定位、雙軸線性及圓弧插補等多功能可編程控製器，其特色是結合了基本指令、應用指令、運動指令及G代碼指令等功能，讓程序編寫設計更多元化。我們都知道G代碼的編程是數控係統中用於加工零件編程的語言，有了這些功能可以實現兩軸直線或是圓弧插補，現在僅用PLC就可編寫簡單的零件加工程序，這也是應用了PM係列運動控製器的新型機床的一大特點！
PM係列運動控製型PLC中(zhong)為(wei)每(mei)個(ge)可(ke)控(kong)軸(zhou)設(she)定(ding)了(le)一(yi)組(zu)特(te)殊(shu)寄(ji)存(cun)器(qi)，通(tong)過(guo)對(dui)這(zhe)些(xie)特(te)殊(shu)寄(ji)存(cun)器(qi)的(de)賦(fu)值(zhi)來(lai)實(shi)現(xian)不(bu)同(tong)的(de)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)，可(ke)通(tong)過(guo)讀(du)一(yi)些(xie)寄(ji)存(cun)器(qi)中(zhong)的(de)值(zhi)來(lai)反(fan)應(ying)當(dang)前(qian)軸(zhou)的(de)狀(zhuang)態(tai)。下(xia)麵(mian)以(yi)主(zhu)機(ji)的(de)第(di)一(yi)個(ge)軸(zhou)（X軸）為例說明，下以是X軸相關的特殊寄存器定義：
X軸的主要操作、控製和顯示是由一台觸摸屏來實現人機對話的，觸摸屏與DVP-PM通過RS485協議進行通訊，而在PLC中編寫的相關程序，對相應的寄存器位進行賦值，從而實現對機床X軸動作的控製。這樣的控製方式比在外部用接線的方法來控製伺服單元是更加簡便而可靠的方法。每個軸的運行方式都有點動、連lian續xu運yun行xing和he電dian子zi手shou輪lun微wei調tiao三san種zhong模mo式shi，以yi滿man足zu客ke戶hu在zai加jia工gong過guo程cheng中zhong的de操cao作zuo需xu要yao。同tong時shi還hai在zai觸chu摸mo屏ping上shang顯xian示shi出chu當dang前qian軸zhou的de進jin給gei速su度du，以yi便bian讓rang操cao作zuo者zhe遵zun照zhao正zheng確que的de加jia工gong工gong藝yi要yao求qiu。
圖5所示為X軸在觸摸屏上的人機對話界麵。
控製X軸運行的控製中主要程序部分如下：
圖5
控製X軸運行的控製中主要程序部分如圖6所示
圖6
在作為從站的第二台DVP-PM型PLC是對機床鏜杆和滑枕這兩個軸的控製程序，每個軸的運行控製程序都和X軸的程序相似，從站用的PLC和主站的型號是完全相同的，因此從站中控製兩個運動軸的特殊寄存器和主站中的特殊寄存器在本站中有著同樣的地址。DVP-PM機ji型xing，在zai內nei部bu有you規gui劃hua一yi個ge特te殊shu寄ji存cun器qi區qu塊kuai，可ke相xiang對dui應ying於yu主zhu站zhan的de控kong製zhi寄ji存cun器qi，並bing利li用yong此ci架jia構gou，自zi行xing規gui劃hua從cong站zhan欲yu受shou主zhu站zhan控kong製zhi的de數shu據ju傳chuan遞di，以yi達da到dao主zhu站zhan與yu從cong站zhan的de數shu據ju交jiao換huan及ji運yun動dong模mo式shi控kong製zhi的de功gong能neng。
DVP-PM主站使用FROM/TO指令下達命令數據於從站，從站的可擦寫控製寄存器為CR#0~CR#199，對應從站內部規劃的特殊寄存器區的D1500~D1699。數據傳遞關係如下圖所示：
這樣即將主站中地址D100~D103的值傳至從站的D1501~D1504中，在從站中第一個軸的操作指令也將和主機中的一樣，從M0開始，控製程序也和主機中第一個軸的控製程序基本一致。
本ben機ji床chuang的de電dian氣qi控kong製zhi配pei置zhi中zhong還hai有you一yi個ge模mo擬ni量liang模mo塊kuai，用yong於yu主zhu軸zhou箱xiang垂chui度du補bu償chang用yong。當dang滑hua枕zhen伸shen出chu距ju離li越yue大da，主zhu軸zhou箱xiang前qian方fang下xia垂chui的de可ke能neng性xing越yue大da，因yin此ci在zai主zhu軸zhou箱xiang靠kao前qian方fang有you一yi根gen鋼gang絲si繩sheng對dui主zhu軸zhou箱xiang施shi加jia一yi個ge拉la力li，以yi平ping衡heng其qi下xia垂chui的de角jiao度du。這zhe個ge拉la力li是shi由you液ye壓ya實shi現xian的de，壓ya力li的de大da小xiao由you比bi例li閥fa調tiao節jie，比bi例li閥fa則ze受shou模mo擬ni模mo塊kuai給gei出chu的de4~20mA的電壓控製。因此在程序中需要對此模塊進行編程控製。
DVP-PM型運動控製器還有一個特殊功能，可以用G代碼和M代碼來編寫簡單的加工程序，這也是這款PLC的特長所在。當然，G代碼和M代碼的應用也是要通過編程來實現的，由於客戶的要求本機床中這一功能並未啟用，但在將來此類型機床上完全可以擴展此功能項！
3 結束語
通過TX6916電氣設計方案上對DVP-PM運動控製器的運用讓我們對PLC有了新的認識，台達PM係列運動控製器以其強大的控製功能實現了對機床進給軸的精確定位，甚至可以實現兩軸直線或圓弧插補等數控的功能。可編程控製器、伺服驅動器、觸摸屏等自動化工控產品的發展將推動機械製造行業的共同進步。
作者簡介
林穎嬪（1981-）女 技術開發部副部長，任職於蕪湖日升重型機床有限公司，從事電氣設計工作。
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