可編程序控制器在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用探討
| 點(diǎn)。永宏P(guān)LC FBs系列的定位功能將市面上專用NC定位控制器整合在PLC內(nèi)，使PLC與NC控制器能共享相同的數(shù)據(jù)區(qū)，而不需要作兩個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換與同步控制等復(fù)雜的工作，但仍可用一般常用的NC 定位控制指令(例如DRV、SPD…等)。PLC控制4軸的定位工作，并可作多軸同動(dòng)控制，除了提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的定位速度控制，還提供了各軸間直線插補(bǔ)功能。當(dāng)系統(tǒng)應(yīng)用超過(guò)4軸時(shí)還可利用永宏P(guān)LC的CPU LINK功能達(dá)到更多的定位運(yùn)動(dòng)控制。數(shù)控機(jī)床對(duì)位置系統(tǒng)要求的伺服性能包括:定位速度和輪廓切削進(jìn)給速度;定位精度和輪廓切削精度;精加工的表面粗糙度;在外界干擾下的穩(wěn)定性。這些要求主要取決于伺服系統(tǒng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性。對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，總希望系統(tǒng)有較高的動(dòng)態(tài)精度，即當(dāng)系統(tǒng)有一個(gè)較小的位置誤差時(shí)，機(jī)床移動(dòng)部件會(huì)迅速反應(yīng)。在數(shù)控機(jī)床的加工中，伺服系統(tǒng)為了同時(shí)滿足高速快移和單步點(diǎn)動(dòng)，要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍。 單步點(diǎn)動(dòng)作為一種輔助工作方式常常在工作臺(tái)的調(diào)整中使用。伺服系統(tǒng)最高速度的選擇要考慮到機(jī)床的機(jī)械允許界限和實(shí)際加工要求，高速度固然能提高生產(chǎn)率，但對(duì)驅(qū)動(dòng)要求也就更高。此外，從系統(tǒng)控制角度看也有一個(gè)檢測(cè)與反饋的問(wèn)題，尤其是在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，必須考慮軟件處理的時(shí)間是否足夠。全閉環(huán)伺服系統(tǒng)是將位置檢測(cè)元件置于被測(cè)坐標(biāo)軸的終端移動(dòng)部件上，以檢測(cè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中螺距誤差、間隙及各種干擾所造成的傳動(dòng)誤差，并進(jìn)行反饋補(bǔ)償控制，從而提高機(jī)床的位置控制精度。在全閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)中，對(duì)位置檢測(cè)元件和反饋元件的選擇很關(guān)鍵。感應(yīng)同步器具有精度高、重復(fù)性好、抗干擾能力強(qiáng)，耐油耐污及維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于高精度全閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的工作場(chǎng)合。數(shù)控機(jī)床要求具備穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性，而大型數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，固有頻率低，要使其大大高于系統(tǒng)截止頻率很困難，全閉環(huán)包括了該進(jìn)給系統(tǒng)軸幾乎所有不穩(wěn)定的非線性因素，調(diào)整不當(dāng)很容易使機(jī)床產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象。 因此數(shù)控機(jī)床全閉環(huán)伺服系統(tǒng)在保證快速性的基礎(chǔ)上主要是解決機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性而獲得比半閉環(huán)伺服系統(tǒng)高的位置精度。伺服電機(jī)的編碼器將位移檢測(cè)信號(hào)反饋到伺服驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器將輸入信號(hào)的脈沖頻率和脈沖數(shù)與回饋信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，經(jīng)內(nèi)部的偏差計(jì)數(shù)器與頻率轉(zhuǎn)電壓電路處理后，得到脈沖偏差值與轉(zhuǎn)速誤差值，這樣使控制伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)高速、精密的速度與位置閉環(huán)回路處理系統(tǒng)。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入信號(hào)的脈沖頻率成正比，而電機(jī)的移動(dòng)量則由脈沖數(shù)決定。圖4是PLC控制下的伺服電機(jī)工作示意圖。 
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