摘要：本論文詳述永宏plc在替代原數(shù)控深孔鉆床的應(yīng)用，特別是伺服定位及通訊。
一、 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
1.項(xiàng)目位于深圳沙井創(chuàng)業(yè)工業(yè)區(qū)，為捷達(dá)機(jī)械公司開(kāi)發(fā)?？蛻糁饕獜氖略O(shè)備改造及非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)。
1.1數(shù)控三座標(biāo)深孔鉆床簡(jiǎn)介：
采用外排屑法（槍鉆法）進(jìn)行加工。適用于鋼、鑄鐵、有色金屬等材料的深孔加工。 工作臺(tái)垂直升降、水平平移及鉆桿進(jìn)給均為為數(shù)控控制?？杉庸は潴w、軸、及異型零件，加工零件范圍極廣。廣泛應(yīng)用在模具、汽車零件及礦山機(jī)械行業(yè)加工中。
2.項(xiàng)目簡(jiǎn)要工藝流程（如下圖）：
3．動(dòng)作說(shuō)明
3.31每個(gè)工件都會(huì)有不確定的孔數(shù)，且每個(gè)孔的孔距都有不一樣的情況。
3.32每次鉆孔完后需要回到原點(diǎn)再進(jìn)行下一次鉆孔。
3.33每次放的工件數(shù)量會(huì)不一樣
二、 控制系統(tǒng)構(gòu)成
1.可編程控制器部分
永宏 fbs-40mct+fbs-cb5組成，完成整機(jī)開(kāi)關(guān)量、位置控制、變頻器通訊控制和過(guò)程控制并對(duì)機(jī)器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
2.人機(jī)交互界面：
采用海泰克觸摸屏與永宏plc通訊，完成加工過(guò)程、工藝參數(shù)的顯示及設(shè)定。
3．執(zhí)行部分：
采用日本shinko（神鋼）伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)鉆桿刀具的無(wú)級(jí)進(jìn)給及定位。
4．通訊部分：
永宏 plc 的port2 通訊端口和變頻器的rs485 連接，以modbus 協(xié)議進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)主軸的無(wú)級(jí)調(diào)速控制。
5. 硬件方框圖如下：
三、 控制系統(tǒng)完成功能
1．軟件設(shè)計(jì)
2.功能說(shuō)明
2.1開(kāi)機(jī)進(jìn)入面板操作畫面，選擇手動(dòng)操作，即可對(duì)相應(yīng)項(xiàng)做手動(dòng)操作。
2.2開(kāi)機(jī)進(jìn)入面板操作畫面，選擇全自動(dòng)操作，在條件滿足的條件下，再按下啟動(dòng)按鈕即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。
2.3考慮到鉆桿易斷，且價(jià)格昂貴，數(shù)值輸入時(shí),必須要在停機(jī)狀態(tài)且在手動(dòng)狀態(tài)下才可以輸入,不可動(dòng)態(tài)更改，且輸入后要按確認(rèn)鍵才可輸入成功。
2.4在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，x軸必須要在原點(diǎn)處才可以啟動(dòng)，否則不動(dòng)作。
3．定位功能及通訊說(shuō)明
3.1回原點(diǎn)程序概述
永宏plc采用命令表格式編輯的回原點(diǎn)指令（f140+f141指令），使用戶一目了然。如下：
3.11程序說(shuō)明：
3.12命令表格說(shuō)明：
圖5.1-1（f140）指令
圖5.1-2（f141）
3.2 需要實(shí)現(xiàn)在各位置處速度可調(diào)。因?yàn)殂@孔深度不同，其速度需要作相應(yīng)調(diào)整，否則鉆桿容易斷掉。永宏plc支持nc定位的便利指令，且均以命令表格形式編輯，所以定位程序顯得直觀，可讀性強(qiáng)，大大減少編程、調(diào)試的工作量。如下圖所示：
3.3脈沖控制時(shí)序圖：
3.4通訊部分：
3.41通訊程序：
3.42命令表格說(shuō)明：
通過(guò) rs485 硬件接口，由plc 以modbus 協(xié)議與變頻器進(jìn)行通訊，控制鉆桿主軸實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。永宏plc 在modbus 通訊方面有的便利指令fun150.m_bus，也是通過(guò)表格形式編輯，使得眾多的參數(shù)一目了然，如下表即為讀寫變頻器數(shù)據(jù)的通訊命令表格：
4.修改后用永宏plc控制的深孔鉆床：
四、 項(xiàng)目運(yùn)行
由于控制精度高、性能穩(wěn)定、抗干擾性好，機(jī)床投入使用后得到用戶好評(píng)，目前已服役半年，尚未反映有不良狀況。
五、 應(yīng)用體會(huì)
在本例中體現(xiàn)了永宏plc單機(jī)四軸的優(yōu)勢(shì)，200khz的脈沖頻率可充分實(shí)現(xiàn)在空刀位的快速進(jìn)給，簡(jiǎn)單易用的定位指令和通訊便利指令較它牌更好，大大減少了程序開(kāi)發(fā)周期，而且大大降低了客戶系統(tǒng)成本。
參考文獻(xiàn)
1.永宏可編程控制器使用手冊(cè)i 和使用手冊(cè)ii.中國(guó)臺(tái)灣永宏電機(jī)股份有限公司。
2.vfd-m變頻器手冊(cè)/中達(dá)電通。
3.松下伺服手冊(cè)。
（文章作者：范堤商貿(mào)華南辦 高福財(cái)）