參數(shù)的修改應(yīng)在線進(jìn)行。盡管使用編程器可以方便快速地改變原設(shè)定參數(shù)，但編程器一般不能交現(xiàn)場操作人員使用;所以，應(yīng)考慮開發(fā)其他簡便有效的方法實現(xiàn)PLC的可變控制參數(shù)的在線修改。另外為了防止電壓過高損壞PLC，電源輸入端加上壓敏電阻。為了防止過熱, PLC不許安裝在變壓器等發(fā)熱元件的正上方，變頻器與PLC、伺服驅(qū)動器等保持一定距離。在元件間留有適當(dāng)?shù)目障?，以便散熱，并且在配電箱上安裝風(fēng)扇降溫。此外，為保證控制系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運行，還應(yīng)解決控制系統(tǒng)的安全保護(hù)問題，如系統(tǒng)的行程保護(hù)、故障元件的自動檢測等。
4 永宏FBs系列PLC的NC機床定位伺服控制系統(tǒng)分析
數(shù)控機床是一種高精度、高效率的自動化設(shè)備，提高數(shù)控機床的可靠性就顯得尤為重要?？煽慷仁窃u價可靠性的主要定量指標(biāo)之一，其定義為:產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對數(shù)控機床來說，這里的功能主要指數(shù)控機床的使用功能，例如數(shù)控機床的各種機能，伺服性能等。數(shù)控機床的功能部件對機床的功能擴展和性能的提升起著極為重要的作用，因此，它不同于一般配套件和附件的選用，不僅須與數(shù)控機床的整體結(jié)構(gòu)諧和協(xié)調(diào)，融入整機系統(tǒng)具有******的匹配性能，而且還能很好地彰顯出該數(shù)控機床的個性化特征。用于高速化的數(shù)控系統(tǒng)不能僅是提高數(shù)據(jù)處理能力，而是應(yīng)具備熱誤差補償單元以及能實現(xiàn)速度前瞻控制、位置環(huán)前饋控制和加減速平穩(wěn)控制等先進(jìn)控制技術(shù)的功能。所以必須選擇穩(wěn)定可靠的控制單元才能保證數(shù)控機床正常高效運行。
鑒于以上各項要求，筆者采用臺灣永宏電機股份有限公司的FBs-44MN PLC作為該機床控制主單元，該型機具有較高的性價比，體積小，使用起來非常方便，接線簡捷。其編程軟件WinProladder有梯形圖大師之稱，易學(xué)易用且功能強大，編輯、監(jiān)視、除錯等操作非常順手，按鍵、鼠標(biāo)并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。同時配以人機界面進(jìn)行程序參數(shù)修改、設(shè)定以及運行狀態(tài)顯示監(jiān)控，可編程設(shè)置人機界面的內(nèi)容。該控制系統(tǒng)具有可靠性高，價格便宜，結(jié)構(gòu)緊湊等特點，非常適合機床的控制要求，具體控制思路如圖3所示。
圖3 采用永宏P(guān)LC FBs-44MN 的NC 機床定位電氣控制系統(tǒng)圖
可編程邏輯控制器是該機床各項功能的邏輯控制中心，集成于數(shù)控系統(tǒng)中，主要是指控制軟件的集成化，而PLC硬件則在規(guī)模較大的系統(tǒng)中往往采取分布式結(jié)構(gòu)。由圖3可以看出，系統(tǒng)控制中心采用永宏P(guān)LC FBs-44MN控制，并配以人機界面進(jìn)行程序參數(shù)修改、設(shè)定，以及運行狀態(tài)顯示監(jiān)控，可編程設(shè)置人機界面的內(nèi)容。三軸均為全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)，各軸伺服電機通過連軸器帶動滾珠絲杠，以移動配有直線導(dǎo)軌的工作臺和主軸銑頭，其定位準(zhǔn)確，速度快。主軸銑頭由變頻器控制，根據(jù)刀具及工件和進(jìn)給量，來設(shè)置主軸合理的轉(zhuǎn)速，并在程序中設(shè)定它的啟動停止。各軸均設(shè)二端極限傳感器和原點傳感器，冷卻和潤滑也都有異常檢測，在報警燈和人機界面處顯示報警信息由光柵、感應(yīng)同步器等位置檢測裝置測得的實際位置反饋信號，隨時與給定值進(jìn)行比較，將兩者的差值放大和變換，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，以給定的速度向著消除偏差的方向運動，直到給定位置與反饋的實際位置的差值等于零為止。閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上比開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)復(fù)雜，成本也高，對環(huán)境室溫要求嚴(yán)。設(shè)計和調(diào)試都比開環(huán)系統(tǒng)難。但是可以獲得比開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅(qū)動功率更大的特性指標(biāo)。早期使用一般電機作為定位控制，由于速度不快、或者精度要求不高，所以足夠應(yīng)對所需場合;當(dāng)機械運轉(zhuǎn)為了獲取效率而將速度加快時，當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量、精度要求越來越高時，電機停止位置的控制就不是一般電機所能達(dá)到的了。解決這一問題的******方法是采用NC定位控制配合步進(jìn)或伺服電機作定位控制。但在過去，由于它的價格很高，而限制了它使用的普遍性，近年來由于技術(shù)的發(fā)展及成本的降低，其價位已被用戶所接受，使用數(shù)量也越來越多。為配合這一趨勢，永宏P(guān)LC FBs系列將目前市面上專用的NC定位控制器功能整合在PLC內(nèi)部SoC芯片內(nèi)，除了免掉PLC與專用NC 定位控制器之間復(fù)雜的數(shù)據(jù)交換與連結(jié)程序外，更大幅降低整體成本，為用戶提供一種價廉物美、簡單方便的PLC整合NC定位控制的方案。永宏P(guān)LC FBs-44MN內(nèi)部的SoC芯片含有多軸高速脈沖輸出以及高速硬件計數(shù)器，并且提供簡易使用和設(shè)計的定位程序編輯，對于這方面的應(yīng)用，更是如虎添翼、如魚得水、得心應(yīng)手了。PLC結(jié)合伺服驅(qū)動器所構(gòu)成的NC閉環(huán)回路控制系統(tǒng)中，PLC負(fù)責(zé)發(fā)送高速脈沖命令給伺服驅(qū)動器，除了裝在伺服電機的位移檢測信號直接反饋到伺服驅(qū)動器外，外加位移檢測器裝在傳動機構(gòu)之后，真正反映實際位移量，并將此信號反饋到PLC 內(nèi)部的高速硬件計數(shù)器，這樣就可作更精確的控制，并且可避免上述半閉環(huán)回路的缺
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