臺達PLC和伺服在軸承超精機上應用

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1、臺達PLC和伺服在軸承超精機上的應用ApplicationofDeltaPLCandServo-DriverinBearingUltra-PrecisionMachine北京中科恒業(yè)中自技術(shù)有限公司趙培慶ZhaoPeiqing摘要：本文應用PLC的SFC指令對超精機的控制程序進行優(yōu)化，使PLC的編程實現(xiàn)了模塊化、簡單化、可讀性強、更改方便；采用了臺達伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠帶動油石工作臺移動，保證了油石頭準確定位?？梢允馆S承的直母線超精后變?yōu)橛型苟饶妇€，使軸承的壽命增長，減少了噪音。關(guān)鍵詞：超精機SFC指令定位指令1引言目前，國內(nèi)軸承行業(yè)對軸承的內(nèi)套、外套的超精技術(shù)日趨完善，因而對影響軸承運轉(zhuǎn)的球

2、面滾子的超精加工提出了更高的要求。為此我公司針對內(nèi)外套超精對傳統(tǒng)PLC梯形圖編程方式進行改進，采用臺達PLC的SFC指令來控制每個超精動作。內(nèi)外套超精機主軸和振蕩電機均采用臺達變頻器無級調(diào)速。粗精超時間和變頻器頻率可通過臺達觸摸屏由操作者任意調(diào)整。為了滿足圓柱滾子軸承加工的要求，采用了臺達伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠帶動油石工作臺移動，保證了油石頭準確定位。調(diào)整方便、迅速、準確。這樣可以使軸承的直母線超精后變?yōu)橛型苟饶妇€，使軸承的壽命增長，減少噪音。2控制系統(tǒng)組成超精機電氣控制部分包括：DVP-32EH2系列PLC、DOP-B系列觸摸屏、VFD-M系列變頻器、ASDA-AB系列伺服。控制系統(tǒng)組成圖：圖

3、1控制系統(tǒng)組成圖3軟件設(shè)計超精機是以較低的壓力，把油石壓向旋轉(zhuǎn)著的工件上，形成面接觸狀態(tài)，同時，油石作較高頻率的軸向振動。其主要特點：在短時間內(nèi)極大地改善粗糙度；由于在低壓下加工，所以工件的表面組織不產(chǎn)生異常變化，并可去除或大部分去除工序（磨加工或切削加工）產(chǎn)生的表面變質(zhì)層；由于油石與工件是面接觸方式，自動仿行，所以能夠去除磨加工中易出現(xiàn)的表面波紋（棱圓），從而提高圓度。超精機加工工藝：上料→上料到位→下料→下料到位→壓輪壓→壓輪壓到位→主軸啟動、支撐架進→支撐架進到位→油石壓→擺頭啟動、伺服往復啟動、粗超計時開始→粗超計時到→精超開始計時→精超計時到→伺服往復回退到原位→油石抬、主軸停、擺頭

4、?！渭芡瞬⒌轿弧鷫狠喭瞬⒌轿弧乱粋€循環(huán)根據(jù)該工藝特點利用臺達PLC的SFC圖編程功能，在SFC中，將每個狀態(tài)看作一個微控工序，將輸入條件與輸出控制按順序編程，這種控制最大的特點是在當前工序運行時，前一工序不接通，各道工序順次運行，達到步進控制的目的。另外PLC的IST指令，可進行手動模式、自動模式（周模式、連續(xù)運轉(zhuǎn)）的選擇，可以很方便的手動、自動模式的切換。通過利用PLC的SFC圖，該系統(tǒng)控制部分PLC的編程實現(xiàn)了模塊化、簡單化、可讀性強、更改方便等。當轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至“手動”狀態(tài)時，自動不起作用，系統(tǒng)通過操作面板上不同的手動控制按鈕來完成各道工序的調(diào)試以及參數(shù)設(shè)定；當轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至“自動”狀

5、態(tài)時，按下啟動信號，PLC則按預先設(shè)計的符合工藝要求的程序連續(xù)運行；當轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至“預?！睜顟B(tài)時，按下啟動信號，PLC則按預先設(shè)計的符合工藝要求的程序運行一次。臺達PLC定位指令：臺達DVP-EH2型PLC共有四路高速脈沖輸出，其中兩組為AB相脈沖，兩點為單脈沖輸出端。四路脈沖輸出端口分別為：CH0（Y0，Y1），CH1（Y2，Y3），CH2（Y4），CH3（Y6），輸出頻率都達到200KHz。脈沖定位速度為：V=Fmax×δ×60（1）如果采用0.001mm/P脈沖當量進行控制，那么，根據(jù)式1，PLC的定位速度最快為：即定位的最高速度為12米每分鐘。完全可以達到控制要求。超精機在定位控制中，

6、需要用到單步方式、連續(xù)方式、自動加工定位。單步方式主要用于調(diào)試超精機時的精確定位，即按動一次正向定位或反向定位的控制按鈕，即進給一定量值（PLC發(fā)出指令數(shù)量的脈沖值）。單步方式一般采用脈沖相對定位指令[D]DRVI，脈沖定位數(shù)量可以在觸摸屏人機界面中設(shè)置。故障處理：當系統(tǒng)在加工過程中，按下“程序復位”按鈕或者轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至“手動”狀態(tài)，或者按下“急?！卑粹o再啟動油泵時，系統(tǒng)會按照加工完成時的工藝順序復位。當在系統(tǒng)在運行的過程中，某個閥未到位，系統(tǒng)會在設(shè)定的時間內(nèi)停止等待并報警提示，當超過該設(shè)定的時間時，系統(tǒng)會自動復位。臺達伺服：為了提高伺服的定位精度，需要將伺服參數(shù)中跟增益有關(guān)的2-00(位置控

7、制增益)，2-02(位置前饋增益)，2-03(位置前饋增益平滑常量)，2-04(速度控制增益)，2-06(速度積分補償)，以及跟共振有關(guān)的2-25(共振抑制低通濾波)，2-23(共振抑制Notchfilter)，2-24(共振抑制Notchfilter衰減率)進行試驗設(shè)置和運行測試，2-00主要作用是保持位置環(huán)控制響應水平的，2-04主要作用是保持速度環(huán)控制響應水平的，這兩個值是伺服響應的基礎(chǔ)，而