基于数控机床PLC的程序设计与调试

来源:智汇工业

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关键词:数控机床 PLC 电解加工

    1 前言

      电解加工数控机床的PLC控制系统主要由参数控制、循环控制以及联锁和保护环节构成,根据控制系统的发展历程可知,采用PLC程序可有效的对各种加工参数进行控制。

    2 电解加工数控机床控制系统的总体方案设计

      2.1 PLC的选型

      根据电解加工机床控制系统所需输入、输出信号的个数和种类,确定该控制系统选用欧姆龙公司的CQMIH系列的产品,该系统具有运行速度快、内插板可提升系统功能、编程软件功能完善以及较完整的指令集和较完善的程序结构等突出优点。

      2.2 控制系统的硬件设计

      控制系统的硬件主要是对以下部分进行设计:控制器、参数的设定与显示、阴极运动的控制、辅助轴的运动控制等。

      (1)控制器主要由CQMIH-CPU51、开关量输入/输出单元、模拟量输入/输出单元以及脉冲输入/输出内插板等构成。

      (2)参数的设定与显示。将触摸屏与CQMIH-CPU51的COM2进行连接后,不仅可以显示出设备的运行状态,还能修改系统的加工参数和控制加工的过程。

      (3)阴极运动的控制。通过脉冲输入/输出内插板控制口1的脉冲输入端读取旋转编码器中的脉冲信号,把脉冲输出端输出的控制脉冲发送到阴极进给电机的驱动器中,从而实现了阴极运动的半闭环控制,

      (4)辅助轴的运动控制。把脉冲输入/输出内插板控制口2的脉冲输出端输出的控制脉冲发送到步进电机的驱动器中,从而实现了在加工中的分度控制。

      (5)具有温度自动补偿的电源控制。选择CQMI-AD041模拟量输入单元读取温度传感器检测到的电解液温度信号,然而对于特殊的加工零件和电解液专用温度变化电压补偿表,在零件加工中可对设定的控制电压和补偿电压自行计算,计算的结果由CQMI-AD021模拟量输出单元输出,用来控制KXMS-5000脉冲直流两用电源。另外还可进行手动调压,操作者可自行选择两种状态。

      2.3 控制系统的软件设计

      (1)加工准备阶段。该阶段需对系统初始化和参数设置,同时还需要用于确定机床原点位置的调整模块和对刀模块,其中对刀模块用来确定加工零点、阴极快进减速点以及快进结束点的位置。

      (2)加工操作阶段。零件加工中需根据不同的加工过程选择相应的加工方式,该阶段应有准备模块,用来起动电解液压泵、风机等。零件加工中分为手动加工模块、自动加工模块、变速加工模块以及定时加工模块四种。手工加工模块中操作者易于控制主轴的运动,同时可修改主轴运动过程中的参数;自动加工模块可实现对阴极运动的精确控制;变速加工模块通过设定步长以实现阴极的变速加工;定时加工模块可以设定阴极在某一位置的停留时间,之后能自动的返回机床的原点。

    3 电解加工数控机床控制系统调试方案构成

      3.1 硬件调试

      此阶段主要是完成对硬件线路的检查,保证线路的连接符合设计的要求,作为电解加工机床调试的前期阶段,主要负责对弱电部分和强电部分的接线检测。对强电部分的检测,可利用万用表检查各电气触点是否接触良好或连接正确;对弱电部分的检测,利用万用表完成对PLC所有的I/O以及与I/O相连接模块的线路的检测。

      3.2 软件调试

      该阶段的调试主要是纠正软件中的算法错误和逻辑错误,保证系统程序语法和逻辑运行的正确性,该阶段主要完成对PLC应用程序和触摸屏程序的调试。

    (1)PLC应用程序调试。可分为程序的传送、监视和调试三个阶段。程序传送阶段是使用专用的电缆将PLC与上机位的COM接口进行连接,上机位运行CX-Programmer,并在离线的状态下设置PLC的接口,之后进入PLC的在线工作状态,从而完成程序从上位机到PLC的传送。程序的监视阶段用于检查上位机的程序,以验证程序的正确性。程序调试阶段主要利用按钮或其它方式产生的模拟信号来改变输入信号的状态,从而判断出输出的动作是否满足设计的要求。

      (2)触摸屏程序调试。该程序通常是在PC机上进行初步调试,根据触摸屏厂家提供的编程软件,进行离线模拟仿真,主要是在PC机上执行监视画面的程序,无需与PLC通讯。

      3.3 现场调试

      该阶段是将PLC与机床、电解电源等部件进行联机调试,以此找到最佳的控制参数和控制环境。现场联机调试阶段能及时的发现触摸屏程序和PLC程序功能实现的问题。

    4 调试中出现的问题及解决措施

      ⑴驱动器误报警解决措施:安装时间继电器,使开机后延迟一段时间,继电器因未得电而不会产生误报警现象。

      ⑵液压开关信号干扰问题解决措施:安装时间继电器,以隔离该信号,确保干扰信号不会改变继电器的输出状态。

    (审核编辑: 沧海一土)