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加工中心PLC的编程

日期：2010年01月14　来源：沈阳第一机床厂　关键字：加工中心
    1．PLC的特点
    PLC是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。加工中心它采用可编程序的存储器在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时摇臂钻床、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械设备和生产过程。可编程序控制器及其有关设备都应按易于与工业控制系统联成一个整体和易于扩充其功能的原则进行设计。    
    在加工中心中，对各坐标轴的位置进行连续控制是由位置控制器来实现的。除此之外，加工中心还需对其他动作进行顺序控制，如主轴正反转、主轴的起动和停止、刀库及换刀机械手控制、工件夹紧和放松、工作台交换、冷却和润滑控制、报警监测等。PLC的优点是：控制程序可变，柔性良好；采用梯形图语言，编程方便；功能完善；扩展方便，配置灵活；系统构成简单，安装调试方便；可靠性高。加工中心所以PLC已成为数控系统不可缺少的组成部分。摇臂钻床加工中心的PLC有两种形式，即内装型PLC和独立型PLC。
    SINUMERIK 840D数控系统集成S7—300型PLC，该PLC程序和数据内存可扩展到288KB，I／O模块可扩展到2048个输入、输出点，PLC程序可以以极高的采样速率监视数字输入，向数控机床发送运动停止／起动命令。840D系统提供有标准的PC软件、硬盘、奔腾处理器，用户可在Windows98／2000下开发自定义的界面。此外，2个通用接口RS--232可使主机与外设进行通信，用户还可通过磁盘驱动器接口和打印机并行接口完成程序存储、读人及打印工作。
    可编程序控制器S7—300的输入信号来自机床操作面板、伺服系统、换刀装置、手轮装置、托板更换器、切屑排送装置、液压系统、床身和电柜等，包括按钮、摇臂钻床转换开关、热保护开关、行程开关、压力开关、伺服系统状态信号、故障报警信号等，输出信号控制电磁阀、继电器、加工中心控制面板的指示灯、伺服系统的使能等。
    2．PLC程序设计
    由于西门子产品结构、性能、使用的延续性，改造时保留了原机床PLC程序设计思想，不改变原机床厂家的控制逻辑，这一点对机床的改造很重要。原机床有7个伺服轴，极其复杂的冷却控制、四轴联动、工作台的自动交换、机械手自动换刀，以及主轴自动换档，手动、自动两套控制逻辑切换等。加工中心这些控制程序完全能实现控制，可根据机床原来的S5PLC程序思想重新编制S7PLC程序。
    根据西门子PLC编程语言STEP'／的特点，摇臂钻床将PLC程序分为功能块FB和FC，并由组织块OBl统一管理。其中，PLC基本程序结构如图5-4所示。在图5-4中，负责管理程序的主循环，它在上一个循环结束时启动。当检测到来自外部模块的警示时，起动OB40模块；而当CPU从停止到运行时起动OBl00。按照S7的规划，用户程序块放在功能块FC30---127范围内，并由OBi统一管理。所以，系统在安装时首先要设计用户程序块。加工中心功能块利用语句表STL编程设计之后，下载到整个机床的PLC中去，它与NC之间的数据交换通过双端RAM实现。
    系统的调试
    在整体机床改造都完成后，要进行整机调试。摇臂钻床在认真检查各接线口后，确定是按改正计划正确接线，方可接通电源。在接通电源后，先让机床空运行，观察各部分运行状况，再把操作面板上的辅助操作按钮一一试用一遍。在辅助功能没问题的情况下，再进行机床参数设定的调试。先调整基本的机床数据；进而调整有关各个轴的编码器和光栅尺数据，建立全闭环控制；然后调试工作台自动交换系统、加工中心机械手自动换刀系统和主轴自动换档系统等部分；最后调整滚珠丝杠螺距误差和反向间隙误差。
    经过重新设计改造后，机床实现的功能比出厂时提高了很多，各项指标都达到一定先进性的要求。整个改造过程用时不到一个月，而改造后机床加工效率提高了80％以上，摇臂钻床无论是时间上还是成本上都很划算，加工中心取得了较大的经济效益，对企业发展及资源利用有好处。

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