808D數(shù)控車床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

本文介紹用西門子808D系統(tǒng)完成其PLC控制系統(tǒng)方案的設(shè)計和控制電路圖的設(shè)前言1.1國內(nèi)外數(shù)控車床的發(fā)展現(xiàn)狀。1.2數(shù)控車床的特點(1)高精度。隨著機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)展，車床的控制系統(tǒng)相應(yīng)的也來越好，在控(2)高效率。當(dāng)今材料技術(shù)的迅猛發(fā)展使得越來越多的新材料刀具得到應(yīng)用。機(jī)(3)高柔性。數(shù)控機(jī)床的柔性是指機(jī)床加工零件的適應(yīng)各種產(chǎn)品和不同批量產(chǎn)品(4)高可靠性。各種數(shù)控系統(tǒng)的制造商都在不斷推出新型號的數(shù)控系統(tǒng)。新的數(shù)(5)工藝能力強(qiáng)。數(shù)控車床加工的零件一般都是粗加工完成后即可進(jìn)行精加工。(1)人機(jī)界面的開放性。在生產(chǎn)過程中操作人員能從人機(jī)界面上了解到數(shù)控機(jī)床(2)邏輯控制的開放性。如今大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)都有內(nèi)置PLC。數(shù)控系統(tǒng)通過PLC(3)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)核的開放性。當(dāng)今數(shù)控市場上有一些特殊結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床。這些1.5我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展⑤關(guān)聯(lián)桿系(虛擬軸)開始走向?qū)嵱没坏?章西門子808D數(shù)控系統(tǒng)2.1西門子808D系統(tǒng)簡介西門子808D數(shù)控系統(tǒng)是普及型的數(shù)控系統(tǒng)即應(yīng)用于普及型數(shù)控車床和銑床的數(shù)控數(shù)控系統(tǒng)具備堅固耐用和人性化操作的優(yōu)點。其堅固耐用表現(xiàn)在前面板防護(hù)等級達(dá)到使用西門子808D機(jī)床控制面板。使用西門子808D機(jī)床控制面板時，通過更換插條就西門子808D數(shù)控系統(tǒng)采用現(xiàn)代化的軟硬件架構(gòu)確保計算結(jié)果的計算精度達(dá)到80西門子808D支持常用的ISO編程語言。這讓那些熟悉學(xué)過ISO編程語言的操作人員快速的使用西門子808D數(shù)控系統(tǒng)。除了G01、G02這樣的標(biāo)準(zhǔn)G代碼外，也提供除了標(biāo)準(zhǔn)ISO代碼，西門子808D也提供全球通用的西門子高級語言。這極大地擴(kuò)通過PROGRAMGUIDEBASIC,西門子808D提供了最多樣化的工藝循環(huán)—從用于試工作減少到最少。同時，開放的PLC結(jié)構(gòu)讓機(jī)床制造商也可以自定義PLC程序，使其更靈活。豐富的功能(例如：功能塊、數(shù)據(jù)塊和多樣化的PLC指令)能夠確保自定西門子808D不僅提供了PLC離線編程工具便于在PC上進(jìn)行PLC程序的編輯和調(diào)西門子808D提供集成式和分布式PLCI/面確保了輸入畫面中的每個參數(shù)都有獨立的參數(shù)輸入框和獨立的輔助位圖提示。同時PLC的I/O模塊與ECU間用總線連接，使得2.2人機(jī)界面圖2.1編號名稱說明返回鍵返回上一級菜單水平軟鍵調(diào)用相關(guān)的菜單功能擴(kuò)展鍵預(yù)留，無功能垂直軟鍵調(diào)用相關(guān)的菜單功能操作區(qū)鍵MM加工操作打開"加工操作"操作區(qū)打開"程序"操作區(qū)打開"偏置"操作區(qū)打開“程序管理”操作區(qū)打開"診斷"操作區(qū)與<上檔>鍵組合使用打開“系統(tǒng)”操作區(qū)用戶用戶打開“用戶自定義”操作區(qū)表2.2MCP按鍵功能編號名稱說明1模式導(dǎo)航鍵回參考點進(jìn)入回參考點模式，進(jìn)行回參考點操作。說說手動進(jìn)入手動模式(手動操作)自動自動進(jìn)入自動模式(自動操作)進(jìn)入MDA模式(程序手動輸入，自動運行)2增量式進(jìn)給鍵軸按增量1移動軸按增量10移動軸按增量100移動3軸運行鍵移動一個進(jìn)給軸(X、Z)4復(fù)位鍵復(fù)位NC程序取消報警編號名稱說明1數(shù)字輸入接口2數(shù)字輸出接口3快速輸入/輸出接口4分布式輸入/輸出接口5手輪輸入接口6主軸編碼器接口7模擬主軸接口8RS232接口9DriveBus總線USB接口(用于連接MCP)電源接口，+24V直流電源以太網(wǎng)接口系統(tǒng)軟件CF卡插槽USB插口可連接U盤和USB電腦鍵盤第3章電氣原理圖的設(shè)計和電氣元器件的選型電氣控制原理圖表示電氣控制線路的工作原理，以及各電氣元件的作用和相互關(guān)3.2電源模塊與控制電機(jī)的連接3.2.1變壓器的連接圖3.1變壓器電氣連接圖380V電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?20V電壓為圖2.2的24V直流電源供電。QF4、QF5分別保護(hù)兩個開關(guān)電源，開關(guān)電源VC1為I/O接口提供24V直流電源，開關(guān)電源VC1為NC提供24V直流電源。3.2.3控制電機(jī)的連接電氣原理圖繪制完成后的工作就是選擇合適的控制電器。電氣元器件選擇的合理性是保證控制電路安全和可靠的重要指標(biāo)。通過電氣產(chǎn)品的各項技術(shù)指標(biāo)來確定該電器能型號。一般接在交流電壓380V以下、直流電壓220V以下的電路中，再高的電壓則無(4)所接電路末端單相對地短路電流大于或等于1.25倍低壓斷路器瞬時(或短延時)(1)接觸器的額定電壓及額定電流的確定。接觸器的額定電壓大小取決于接觸器(2)輔助觸點的數(shù)量選擇。根據(jù)接觸器輔助觸點的所接的電路電流的種類確定接觸器是直流還是交流。一般的三相交流電只需使用三級接觸器即滿足需求。當(dāng)電路中要求同時控制中性線時，應(yīng)選用四級接觸器。(3)主觸點額定電流的計算。主觸點額定電流，一般根據(jù)電動機(jī)容量P計算觸點電流I,即K為經(jīng)驗常數(shù)，一般為1-1.4;P為電動機(jī)功率(KW);Uc為電機(jī)額定先電壓(V);I為接觸器主觸點電流(A)。第4章PLC程序4.1PLC應(yīng)用特點(1)配置全面，功能強(qiáng)大，適用性強(qiáng)。當(dāng)今的PLC形成各種規(guī)模的一系列產(chǎn)品。被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)上的控制場合?，F(xiàn)在的PLC技術(shù)除了具備原來的邏輯控制能力外還具備了完整的數(shù)據(jù)運算能力。在數(shù)字控制領(lǐng)域也有廣泛的運用。PLC如今也被用于位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。4.2PLC在機(jī)床中的應(yīng)用c、NC至PLC:CNC至PLC:CNC送至PLC的信息通過CNC直接送入PLC的寄針腳信號注釋1未定義2急停按鈕3X軸“正”向限位開關(guān)4X軸“負(fù)”向限位開關(guān)5未定義6未定義7z軸“正”向限位開關(guān)8Z軸“負(fù)”向限位開關(guān)9M外部接地針腳信號注釋1未定義2未定義3z軸參考點開關(guān)4刀位檢測信號T15刀位檢測信號T26刀位檢測信號T37刀位檢測信號T48刀位檢測信號T59刀位檢測信號T6M外部接地信號1未定義2刀架電機(jī)過載3預(yù)留給其他類型刀架4未定義5卡盤腳踏開關(guān)6冷卻液液位過低7冷卻泵電機(jī)過載8潤滑液液位過低9潤滑泵電機(jī)過載M外部接地針腳信號注釋124V電源2工作燈3未定義4尾架前進(jìn)5尾架后退6冷卻泵7潤滑泵8卡盤輸出19卡盤輸出2M外部接地針腳信號注釋124V電源2刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)3刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)4預(yù)留給其他類型刀架5預(yù)留給其他類型刀架6齒輪換擋：高檔7齒輪換擋：低檔8未定義9手持單元有效M外部接地數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置的PLC,雖然在原理上與標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)PLC相同。但在數(shù)控機(jī)床上的PLC第5章PLC程序調(diào)試功能0:平床身1:斜床身主軸制動時間霍爾刀架最大刀位號霍爾刀架鎖緊時間參數(shù)霍爾刀架換刀監(jiān)控時間潤滑間隔時間一次潤滑持續(xù)時間機(jī)床數(shù)據(jù)14512機(jī)床數(shù)據(jù)-整數(shù)功能位7位6位5位4位3位2位1位0選擇Z軸旋轉(zhuǎn)監(jiān)控轉(zhuǎn)監(jiān)控安全門生效手持單元做軸選擇液壓尾架功能有效液壓卡盤功能有效霍爾刀架功能有效每個進(jìn)給軸只有一個硬限位觸發(fā)硬限位開關(guān)無效主軸單向運行主軸停止信號為外部首次上電自動潤滑手動車床功能有效上電取消系統(tǒng)密碼主軸制動生效SBR42數(shù)控系統(tǒng)在默認(rèn)情況下即不會產(chǎn)生輸出至驅(qū)動端的指令也不會從電機(jī)端讀取位置表5.3使能位置控制參數(shù)設(shè)置編號單位設(shè)定值說明2控制設(shè)定值輸出類型3編碼器反饋類型編號單位設(shè)定值說明絲桿螺距1電機(jī)端齒輪齒數(shù)1絲桿端齒輪齒數(shù)電機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)表5.5軸速度和加速度參數(shù)設(shè)置編號單位設(shè)定值說明XZY最大軸速度JOG快速JOG速度軸速度極限11最大加速度西門子808D數(shù)控系統(tǒng)能控制一個模擬量主軸，通過下面的表格進(jìn)行設(shè)表5.6機(jī)床主軸單/雙級設(shè)定值輸出參數(shù)設(shè)置編號單位設(shè)定值說明0設(shè)定值輸出為雙極編號單位設(shè)定值說明0不帶編碼器主軸1模擬軸的軸信號輸出0直接測量系統(tǒng)表5.8參考點相關(guān)參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)號單位設(shè)定值說明XZ00返回參考點方法+尋找參考點擋塊的速度尋找零脈沖的速度00尋找零脈沖的方向+檢查距離參考點擋塊的最大距離返回參考點定位速度參考點距離00參考點擋塊偏移00增量系統(tǒng)的參考點位置22回參考點模式5.2PLC程序的傳輸與調(diào)試為了將數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床聯(lián)結(jié)，必須利用PLC編程工具ProgrammingToolPLC808V4.4或者更高版本，來設(shè)計機(jī)床的電器邏輯。通過PLC編程工具你可以：PLC程序的創(chuàng)建PLC程序的編輯建立編程工具與系統(tǒng)的連接PLC程序的編譯PLC程序的下載PLC程序的上載PLC狀態(tài)的監(jiān)控(1)雙擊桌面ProgrammingTool的圖標(biāo)就可以啟動軟件(2)打開PLC程序后將其保存在其他路徑下，以避免對原有實例程序的改動(5)要確保PLC編程工具可以連接至PP