西门子主机6ES7212-1BE40-0XB0参数详细

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。*大加工直径2300mm；*大加工高度1000mm；*大切削量7mm；*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*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*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 bbbb功能可方便实现集联，自带4路高速脉冲输入（*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*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。*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）：

任意点（刀库后退原位）：硬按键单个打刀缸松刀动作伺服可执行给定速度上下 

双手操作可执行 自动模式下换刀流程 

3 变频调速及定位控制 

变频调速 

使用台达V系列变频器，选配PG05编码器卡，通过PLC主机发送脉冲的频率来控制变频器的转速。设置参数时需要设置变频器频率指令来源为脉冲输入。这里，需要将变频器【00-20】参数设为4或者6，本应用中，变频器转向不需要改变，因而设定为4。其他必要的参数，不是本文档说明的重点，在这里不作详述。 

3.2定位功能 

在换刀流程中，换刀前需要先将刀具转到一个合适的角度，以便于刀库准确的抓取。换刀流程的位置参数来源于编码器PG，编码器定位控制原理如图1所示，主要参数如表1所示。

 
图1 编码器定位控制原理

表1 编码器PG参数 

4 结束语 

随着台达28SV型PLC各种功能扩展模块的推出，其在网络连接、现场总线方面的应用都有了更好的表现，连同定位功能，所有这些优异性能都预示其广阔的应用前景。(end)

1 引言 

PLC控制油压车床是表壳等小五金加工开发的机电一体化集成设计专用项目。基于台达机电自动化平台的油压车床以其高刚性、高精度、高品质、高效率、高寿命、性能稳定、结构简单，操作方便，成本低廉等优点广泛用于表壳加工行业。项目亦可用于小型轴、套类加工。该机床采用了性能稳定的台达ES系列PLC和DOP－A57CSTD彩色人机界面做为控制中心，使设备操作简单、直观，人机界面人性化的控制程序输入方式设计，转换程序简单快捷，使操作者发挥自如。自动化程度高，大量生产节省人力、物力，能够实现产品生产的高效化、优质化。自动化油压车床外形如图1所示。 

 
图1 自动化油压车床外形

2 系统构成及工艺参数 

自动化油压车床主轴轴承采用进口P4级主轴专用轴承，主轴自动油润滑，保证机床高精度、寿命更长。主轴电机选用双速带高性能刹车系统。 程控液压推动多刀刀架保证加工尺寸准确、稳定。 刀具中心高度可调节，操作方便，效率更高。 精心设计液压系统，使机床空运转时，液压卸荷，节约电力，降低液压系统温度上升，延长油泵寿命；并安装温度、压力补偿装置，重复加工时非常稳定、可靠。电控箱、液压箱、冷却液箱均置于机箱内，减少占地面积，使机床外观整体化。 车床技术参数如下表1所示。

表1 车床技术参数 

3 油压车床操作界面设计 

基于台达机电自动化平台的油压车床操作界面是本项目区别于传统油压车床*明显的标志，为小型机床运行带来人性化的透明操作功能。 

开机后，在人机界面初始界面图2上点击进入主菜单画面图3，根据工艺需要按加工工艺选择手动单步图4或全自动图5等进入不同的加工方式，选择手动单步情况下总共列有五种工艺程序流程，在选择下一个加工工艺时，前一工艺过程自动运行完成后，才执行下**程。在单步运行情况下，当选择完单步程序锁定图3设置后，此时程序只能运行锁定的当前程序，其他四种程序不能运行，若要运行其他程序，请先解除程序锁定功能。 

泵电机具有自动保护功能，机器在30分钟内无任何动作，泵电机将停止工作，若要继续使用请先启动泵。主轴的高低速选择在全自动人机界面图5上操作完成。除手动外，其他程序的运行都是以外部启动按钮为给定信号的。当设备运行过程中，将主菜单人机界面如图2画面上点击运行监控画面触摸按钮，将画面切换到运行监控画面图6进行运行监控。

 
图2 初始界面

 
图3 主菜单画面

 
图4 手动单步加工画面

 
图5 全自动加工画面

 
图6 运行监控画面

4 自动化加工系统设计