摘要：本文通過介紹用國產PLC及交流伺服控製係統成功製做數控鑽銑床，論述了該設備的係統構成、硬件配置和針對實際產品工件加工時程序的設計。

關鍵詞：數控鑽銑床；PLC

；交流伺服
；變頻器；主軸

引言：在新開發的產品中有一個型號為Q7的長條鋁基台，要在上麵加工兩個φ3.7×1.65depingdimangkong
，youyuyaoqiujingdugao
，piliangda，guwufayongchuantongdezuanmozaizuanchuangshangjiagong，yehennanzaichuantongxichuangshangmianjiagong，jishinengjiagongxiaolvyehendi
，bingqieshebeisunhaohedianlisunhaoyehenda。cigongjiandejiagongyouzhefeichangguangfandedaibiaoxing，shengchandehenduochanpinyouzheleisideyaoqiu
，weici，womenshejizhizuoleyitaiyongyucileichanpinjiagongdeshebei――通用型數控鑽銑床。

一

、係統概述

係統構成如圖1所示，控製部分采用PLC，並配以人機界麵進行程序參數修改


、設定

，

yijiyunxingzhuangtaixianshijiankong，kebianchengshezhirenjijiemiandeneirong。sanzhoujunweiquanshuzijiaoliusifuxitong，gezhousifudianjitongguolianzhouqidaidonggunzhusigang，yiyidongpeiyouzhixiandaoguidegongzuotaihezhuzhouxitou
，qidingweizhunque，sudukuai。zhuzhouxitouyoubianpinqikongzhi
，genjudaojujigongjianhejingeiliang
，laishezhizhuzhouhelidezhuansu
，bingzaichengxuzhongshedingtadeqidongtingzhi。gezhoujunsheerduanjixianchuanganqiheyuandianchuanganqi，lengqueherunhuayedouyouyichangjiance，zaibaojingdengherenjijiemianchuxianshibaojingxinxi。weibianyutiaoshihejianxiu
，gexiangcaozuojunsheshoudonggongneng

，rushoudonggezhoukuaimanyidong、主軸高低速旋轉、切削液及潤滑開關等。此機床整體雖為半閉環控製，隻要選件、裝配、程序編製及操作合理
，精度和穩定性還是能滿足使用要求的。

二、硬件配置

PLC選用永宏的FBS-40MCT，該型機具有較高的性價比
，體積小

，功能強，24點輸入
，其中有16點高速計數器，頻率可達120K，16點輸出，其中有4軸步進或伺服輸出整合在裏麵，輸出頻率可達120K，使應用起來非常方便，接線簡捷。編程軟件WinProladder有梯形圖大師之稱，易學易用且功能強大
，編輯、監視、除錯等操作非常順手，按鍵、鼠標並用及在線即時指令功能查詢與操作指引，使編輯、輸入效率倍增。

接點分配：取各軸伺服電機的Z相信號作原點開關，要分接在幾個高速輸入點上

，用中斷進行機床原點複歸
，其餘限位開關
、操作開關、液位檢知等常規接點可按順序依次接入。X、Y、Z三軸伺服電機連在前3軸伺服輸出點，主軸高低速、冷卻
、報警等接在其餘輸出點上。

X、Y、Z3軸伺服係統均選用相同的，和利時的ES係列全數字交流伺服驅動器0040E-CBCEE-02
，和60係列小慣量的伺服電機60CB040C-2DE6E。該伺服係統功能比較完善
，如能耗製動、電子齒輪
、自動加減速等，具備多種脈衝串輸入，保護功能也比較完備，有欠壓、過壓、過流、過載
、堵轉、失速

、位置超差、編碼器異常等。在此設備中按集電極開路驅動方式連接至PLC

，最高脈衝輸入頻率為200K,伺服ON

、Z相信號等也做相應連接。

變頻器選用富淩的DZB70B0015L2A
，規格為單相1500W
，400Hz，youduobusugongbianjishiyong。youyuzhengchangshiyongshibupinfanbiansu，gusudutiaojieshedingbuyinchu，zhizaibianpinqicaozuomianbanshangtiaojie，shedinglianggesudu，gaosuyongyujiagong，disuyongyuduidao。tiaojiexiangguancanshuyuzhuzhoupipei，rujipin、基壓、運行頻率上限、載頻等，並改動相應跳線。

主軸沒有采用傳統方式
，而是根據加工需要
，采用了雕刻機用的電主軸，安陽萊必泰的ADX80-24Z/1型，其體積小、噪音低
，直徑隻有80mm,這樣使整個主軸箱便於整體密封，可有效地防止加工中的碎屑飛濺到Z軸的絲杠和導軌上造成損害
，也使主軸箱外表顯得美觀。它的最高轉速為24000轉/分，使正常工作轉速6000-14000轉有一個合適的餘量範圍。

人機界麵選用人機電子的通用可編程文本顯示器MD204L
，它可以以文字或指示燈等形式監視、修改PLC內部寄存器或繼電器的數值及狀態。

三、軟件設計

機床工作的流程圖如圖2所示

，開機後先檢測手動開關是否有效
，若手動開關有效

即利用各手動控製開關執行手動操作的項目。若手動開關無效，則啟動原點複歸程序
，各軸進行機床原點複歸，先回Z軸再回其它兩軸
，當所有軸都原點複歸成功後才能進行到下一步。若刀具和工裝夾具、工件程序均沒有變動
，可複位到加工預備狀態而不進行對刀，若需對刀，則打開對刀開關啟動對刀程序
，3軸(zhou)分(fen)別(bie)對(dui)刀(dao)，即(ji)找(zhao)工(gong)件(jian)原(yuan)點(dian)，利(li)用(yong)手(shou)動(dong)各(ge)軸(zhou)移(yi)動(dong)開(kai)關(guan)快(kuai)慢(man)移(yi)動(dong)各(ge)軸(zhou)，使(shi)工(gong)件(jian)的(de)三(san)個(ge)麵(mian)分(fen)別(bie)碰(peng)觸(chu)低(di)速(su)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)刀(dao)具(ju)，剛(gang)好(hao)碰(peng)上(shang)為(wei)止(zhi)。對(dui)好(hao)後(hou)，按(an)對(dui)刀(dao)OK確認，再輸入刀補，經過程序處理，即形成工件原點也就是編程0點，編程時根據此0點(dian)按(an)照(zhao)圖(tu)紙(zhi)計(ji)算(suan)刀(dao)具(ju)路(lu)徑(jing)，可(ke)使(shi)操(cao)作(zuo)者(zhe)思(si)路(lu)清(qing)晰(xi)，編(bian)輯(ji)運(yun)算(suan)簡(jian)單(dan)。操(cao)作(zuo)者(zhe)編(bian)輯(ji)的(de)是(shi)用(yong)戶(hu)程(cheng)序(xu)，可(ke)以(yi)編(bian)輯(ji)刀(dao)具(ju)軌(gui)跡(ji)，就(jiu)是(shi)各(ge)軸(zhou)移(yi)動(dong)坐(zuo)標(biao)

，還(hai)有(you)移(yi)動(dong)速(su)度(du)

、循環加工時的循環次數等。編好程序後或使用當前程序時
，即複位到預備狀態：各軸移動到初始位―一個合適的位置，裝卸工件方便、不bu易yi碰peng觸chu刀dao具ju時shi，裝zhuang上shang工gong件jian，按an啟qi動dong即ji可ke開kai始shi加jia工gong，主zhu軸zhou運yun轉zhuan，冷leng卻que液ye開kai，各ge軸zhou按an程cheng序xu設she定ding坐zuo標biao移yi動dong。當dang加jia工gong結jie束shu時shi，機ji床chuang複fu位wei，即ji各ge軸zhou又you移yi動dong到dao初chu始shi位wei，主zhu軸zhou停ting，冷leng卻que關guan，這zhe時shi可ke卸xie下xia工gong件jian，完wan成cheng加jia工gong過guo程cheng。

工件的加工流程圖如圖3所示
，以Q7產品為例
，胎具上一次裝夾15隻工件，那麼
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就有30個φ3.7的平底盲孔需要加工，刀具選用φ3.7的2刃鎢鋼立銑刀，鑽削加工，鑽削深度1.65mm。在預備狀態時緊靠工作台上的定位固定好胎具

，按啟動後，主軸旋轉，待主軸即將達到額定轉速時，X
、Y軸同時運轉到第一加工工位
，也就是第一個孔的X
、Y工件坐標值，此時冷卻液打開
、Z軸快速下降到加工區
，即銑刀端麵即將觸及工件加工麵，迅速變用緩慢的工進速度開始鑽削加工。當加工深度到達設定深度（1.65mm）時，Z軸帶動銑刀迅速抬起，抬起的高度為銑刀端麵水平方向上碰觸不到工件及胎具為準。計數器加1後程序進行比較運算，判斷加工是否完了，如否，則X
、Y軸繼續運轉到下一加工工位，再重複Z軸下降加工動作。如加工完了，產量計數器加數、主軸停轉、冷卻液關閉，同時發出5s聲光報訊，用以提醒操作者，各軸移動到初始位：Z軸到上端


；X軸到左端；Y軸到外端。卸下胎具後，一個加工周期完成
，裝上胎具再按啟動即開始進行下一輪加工。

四
、一些著重的電氣措施

1.主回路加裝漏電斷路器，相應回路都安裝合適的斷路器。

2.PLC和伺服係統的電源處都分別加有電源濾波器。

3.各直流繼電器線圈都並接反峰二極管，交流接觸器線圈並接阻容吸收回路。

4.潤滑、主軸冷卻都設液位低報警器。

5.伺服控製線、人機界麵通訊線等使用屏蔽線，並遠離電源線。

6.在拖鏈內走線
，使用耐折的柔性電纜，並盡量增大拖鏈的彎曲半徑。

7.變頻器與PLC、伺服驅動器等保持一定距離。

作者：穀保豔

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