成都永宏PLC加工 永宏触摸屏

引言：在新开发的产品中有一个型号为Q7的长条铝基台，要在上面加工两个φ3.7×1.65的平底盲孔，由于要求精度高， 批量大，故无法用传统的钻模在钻床上加工，也很难在传统铣床上面加工，即使能加工效率也很低，并且设备损耗和电力损耗也很大。此工件的加工有着非常广泛的 代表性，生产的很多产品有着类似的要求，为此，我们设计制做了一台用于此类产品加工的设备——通用型数控钻铣床。
一、系统概述
系统构成如图1所示，控制部分采用PLC，并配以人机界面进行程序参数修改、设定，
以及运行状态显示，可编程设置人机界面的内容。三轴均为全数字交流伺服系统，各轴伺服电机通过连轴器带动滚珠丝杠，以移动配有直线导轨的工作台和主轴 铣头，其定位准确，速度快。主轴铣头由变频器控制，根据及工件和进给量，来设置主轴合理的转速，并在程序中设定它的启动停止。各轴均设二端极限传感器 和原点传感器，冷却和润滑也都有异常检测，在报和人机界面处显示报警信息。为便于调试和检修，各项操作均设手动功能，如手动各轴快慢移动、主轴高低速 旋转、切削液及润滑开关等。此机床整体虽为半闭环控制，只要选件、装配、程序编制及操作合理，精度和稳定性还是能满足使用要求的。
二、硬件配置
PLC选用永宏的FBS-40MCT，该型机具有较高的性价比，体积小，功能强，24点输入，其中有16点高速计数器，频率可达120K，16点输出，其 中有4轴步进或伺服输出整合在里面，输出频率可达120K，使应用起来非常方便，接线简捷。编程软件WinProladder有梯形图之称，易学易用 且功能强大，编辑、监视、除错等操作非常顺手，按键、鼠标并用及在线即时指令功能查询与操作指引，使编辑、输入效率倍增。
接点分配：取各轴伺服电机的Z相信号作原点开关，要分接在几个高速输入点上，用中断进行机床原点复归，其余限位开关、操作开关、液位检知等常规接点可按顺序依次接入。X、Y、Z三轴伺服电机连在前3轴伺服输出点，主轴高低速、冷却、报警等接在其余输出点上。
X、Y、Z3轴伺服系统均选用相同的，和利时的ES系列全数字交流伺服驱动器0040E-CBCEE-02，和60系列小惯量的伺服电机 60CB040C-2DE6E。该伺服系统功能比较完善，如能耗制动、电子齿轮、自动加减速等，具备多种脉冲串输入，保护功能也比较完备，有欠压、过压、 过流、过载、堵转、失速、位置**差、编码器异常等。在此设备中按集电极开路驱动方式连接至PLC，高脉冲输入频率为200K,伺服ON、Z相信号等也做 相应连接。
变频器选用富凌的DZB70B0015L2A，规格为单相1500W，400Hz，有多步速供编辑使用。由于正常使用时不频繁变速，故速度调节设定不引 出，只在变频器操作面板上调节，设定两个速度，高速用于加工，低速用于对刀。调节相关参数与主轴匹配，如基频、基压、运行频率上限、载频等，并改动相应跳 线。
主轴没有采用传统方式，而是根据加工需要，采用了雕刻机用的电主轴，莱必泰的ADX80-24Z/1型，其体积小、噪音低，直径只有80mm,这样使 整个主轴箱便于整体密封，可有效地防止加工中的碎屑飞溅到Z轴的丝杠和导轨上造成损害，也使主轴箱外表显得美观。它的高转速为24000转/分，使正常 工作转速6000-14000转有一个合适的余量范围。
人机界面选用人机电子的通用可编程文本显示器MD204L，它可以以文字或指示灯等形式监视、修改PLC内部寄存器或继电器的数值及状态。
三、软件设计
机床工作的流程图如图2所示，开机后先检测手动开关是否有效，若手动开关有效
即利用各手动控制开关执行手动操作的项目。若手动开关无效，则启动原点复归程序，各轴进行机床原点复归，先回Z轴再回其它两轴，当所有轴都原点复归成功后 才能进行到下一步。若和工装夹具、工件程序均没有变动，可复位到加工预备状态而不进行对刀，若需对刀，则打开对刀开关启动对刀程序，3轴分别对刀，即 找工件原点，利用手动各轴移动开关快慢移动各轴，使工件的三个面分别碰触低速旋转的，刚好碰上为止。对好后，按对刀OK确认，再输入刀补，经过程序处 理，即形成工件原点也就是编程0点，编程时根据此0点按照图纸计算路径，可使操作者思路清晰，编辑运算简单。操作者编辑的是用户程序，可以编辑轨 迹，就是各轴移动坐标，还有移动速度、循环加工时的循环次数等。编好程序后或使用当前程序时，即复位到预备状态：各轴移动到初始位—一个合适的位置，装卸 工件方便、不易碰触时，装上工件，按启动即可开始加工，主轴运转，冷却液开，各轴按程序设定坐标移动。当加工结束时，机床复位，即各轴又移动到初始 位，主轴停，冷却关，这时可卸下工件，完成加工过程。
工件的加工流程图如图3所示，以Q7产品为例，胎具上一次装夹15只工件，那么
就有30个φ3.7的平底盲孔需要加工，选用φ3.7的2刃钨钢立铣刀，钻削加工，钻削深度1.65mm。在预备状态时紧靠工作台上的定位固定好胎 具，按启动后，主轴旋转，待主轴即将达到额定转速时，X、Y轴同时运转到加工工位，也就是个孔的X、Y工件坐标值，此时冷却液打开、Z轴快速下降 到加工区，即铣刀端面即将触及工件加工面，迅速变用缓慢的工进速度开始钻削加工。当加工深度到达设定深度（1.65mm）时，Z轴带动铣刀迅速抬起，抬起 的高度为铣刀端面水平方向上碰触不到工件及胎具为准。计数器加1后程序进行比较运算，判断加工是否完了，如否，则X、Y轴继续运转到下一加工工位，再重复 Z轴下降加工动作。如加工完了，产量计数器加数、主轴停转、冷却液关闭，同时发出5s声光报讯，用以提醒操作者，各轴移动到初始位：Z轴到上端；X轴到左 端；Y轴到外端。卸下胎具后，一个加工周期完成，装上胎具再按启动即开始进行下一轮加工。
四、一些着重的电气措施
1.主回路加装漏电断路器，相应回路都安装合适的断路器。
2.PLC和伺服系统的电源处都分别加有电源滤波器。
3.各直流继电器线圈都并接反峰二极管，交流接触器线圈并接阻容吸收回路。
4.润滑、主轴冷却都设液位低报警器。
5.伺服控制线、人机界面通讯线等使用屏蔽线，并远离电源线。
6.在拖链内走线，使用耐折的柔性电缆，并尽量拖链的弯曲半径。
7.变频器与PLC、伺服驱动器等保持一定距离。

(FATEK)永宏PLC-FBS小型机主要机型有:MA / MC / MN三种机型,主要型号有: 
重要通知：FBS-PLC系列型号较变通知!!! 
MA(经济型主机):FBS-14MAR、FBS-20MAR、FBS-24MAR、FBS-32MAR、FBS-40MAR、FBS-60MAR、
              FBS-14MAT、FBS-20MAT、FBS-24MAT、FBS-32MAT、FBS-40MAT、FBS-60MAT. 
MC(高功能主机):FBS-14MCR、FBS-20MCR、FBS-24MCR、FBS-32MCR、FBS-40MCR、FBS-60MCR、
              FBS-14MCT、FBS-20MCT、FBS-24MCT、FBS-32MCT、FBS-40MCT、FBS-60MCT. 
MN(经济型主机):FBS-20MNR、FBS-32MNR、FBS-44MNR. 
永宏PLC的主要特点:
(1) 体积**小--小体积90mm(W)*60mm(L)*80mm(H).
(2) 机型齐全--10点、14点、20点、24点、32点、40点、44点及60点主机及多种扩充机/模块.
(3) 功能**强--整合各种功能于一晶片，功能媲美中大型PLC.
(4) 价格具竞争力--采用SoC设计，大幅降低体积与成本，竞争力佳.
(5) 10多年研发生産技术积累造就了今日的高可靠、高稳定性，使用者遍布**
(6) **高速的脉冲输出是同步,定位,飞剪佳的解决方案(单机大4轴控制,单点20k,200k,920k高速脉冲灵活选择)
(7) 功能强大的通讯语言可轻易达到与智能型外围设备...(可与变频器/温控仪/触摸屏/微型打印机/步进电机等通讯)
(8) **业界的通讯功能,速度可达921.6kbps,单机多可达5个通讯口,支持多样化通讯接口(RS232,RS485,USB,Ethernet等)
(9) 单机多4点高速脉冲宽度调变（HSPWM）输出，高频率达184KHz
(10) 平均执行时间0.33u S /顺序指令，开关量大512点，模拟量大128点    

1 引言
可编程控制器(PLC)，是集自动控制技术、计算机技术、和通讯技术为一体的高科技产品。具有可靠性高，功能齐全，使用灵活方便等优点。
本文介绍的是应用可编程控制器(永宏PLC)、人机界面(日本Digital触摸屏)、伺服系统(松下伺服)来实现磨床的自动化改造。
传统的普通磨床在一定的使用年限以后，其定位系统会受到很大程度的损坏，将会影响加工的精度，基于此问题，对其进行改造时其定位控制装置的选择就显得 尤为重要，永宏PLC的NC定位功能较其它PLC较精准(本例精度可达0.01mm)，且程序的设计和调试相当方便。因此，我公司选用永宏PLC作为磨床 自动化改造的定位控制部分。
2 控制系统简介
系统的结构框图如图1所示，整个系统由三部分组成:(1)操作部分(人机界面):用于操作、设置磨削参数、显示磨床运行状况、故障报警;(2)控制部分(永宏PLC):主要控制磨床的定位;(3)执行部分(伺服电机及伺服驱动器)。
图1
图1 系统的结构框图
3 系统示意图
具体功能及动作要求如下:
(1) 初始(开机瞬时):当伺服放大器主电源接通2ms后，伺服放大器回馈一信号至PLC(X4)[S-RDY 伺服准备]，此时如果没有:伺服ALM(X5)、上**程LS1(X10)或下**程LS2(X11)，则PLC延时1s输出一信号[SRV-ON(Y4)] 给伺服放大器。也就是说只有当没有:伺服报警ALM(X5)、上**程LS1(X10)或下**程LS2(X11)时，伺服系统才可做下面的动作。
(2) 点进与点退:点进、点退的速度(120.000mm/min~180.mm/min)，行程(0.001mm~500.000mm)均由人机界面设定;当 在LS3~LS1行程内时,如图2所示.。点进、点退只能以0.120mm/min的速度运动，当点退至LS3时，点退以0.100mm/min的速度运 动，利用Z相脉冲作高速计数，计数到，点退停;当按点进时，正向向下慢行，利用A相脉冲高速计数，计数到，点进停;此时可用人机界面上的清除键清除偏差计 数器，并将此时位置设为原点。
图2
图2 系统示意图
(3) 回原点(SB4旋至手动[MAN]时有效):回原点速度在人机界面上设定，当回原点到LS3时，磨头主轴继续作慢速反向向上运动，计Z相脉冲，计数到，处 理中断子程序:正向向下慢行，同时计A相脉冲，计数到，停止脉冲输出;同时发出清零信号，伺服之CL有效。
(4) 自动(SB4打到自动时有效):按人机界面上的启动键，磨头主轴以设定的快进速度、快进行程正向向下运动。当完成快进行程后，转为慢进，此时LS4每发1 个脉冲，磨头以设定的慢进速度、慢进行程向下进给一次;此时若按人机界面上的暂停键，可停止输出脉冲，再按暂停键，恢复输出脉冲。当完成工作行程时，停止 输出脉冲。按人机界面上的返回键(或自动返回设定为ON时)，此时磨头以快速回原点，过程与手动回原点类似。
(5) 报警:人机界面上的报警信号灯闪烁，历史报警表将会记下每次报警的时间，同时蜂鸣器"嘟…嘟…"作响，且伺服自动停;只有故障消除后，方可消除报警信号，再按报警识别键，即可在历史报警表中将该报警记录。
4 定位功能说明
三段速度图如图3所示,伺服命令如图4所示,伺服命令表格如图5所示。
图5中的第1步:脉冲频率=10kHz，正转20000个单位，动作完成GOTO NEXT。
第2步:脉冲频率=50kHz，正转60000个单位, 动作完成GOTO NEXT。
第3步:脉冲频率=3kHz，正转5000个单位, 等待X0 ON，重新由第1步开始。
图3
图3 三段速度图图4
图4 伺服命令图5
图5 生成的表格
5 结束语
PLC系统的NC定位功能在本例中占有重要的地位，只有选择合适的PLC才能使定位达到预期的效果。
 

永宏PLC FBS系列
MA经济型型主机
主机自带一个RS232或USB通讯口，可扩展2个通讯口（Port1~Port2），高速计数器（软件型）SHSC：内建4点，频率总和5KHz，高速脉冲输出HSPSO：内建4点，单点输出，每点频率10KHz
MC高功能型主机
主机自带一个RS232或USB通讯口，可扩展4个通讯口（Port1~Port4），硬件高速计数器HHSC：标准2点，可扩增到8点，单点输入，每点频率200KHz，高速脉冲输出：标准4点，可扩增到8点，单点输出，每点频率200KHz，中断输入16点，信号捕抓36点，内建万年历，活动端子台。
MN定位型主机
主机自带一个RS232或USB通讯口，可扩展4个通讯口（Port1~Port4），高速计数器（硬件器）HHSC：2~8点，采用差动输入，每点频率920KHz，高速脉冲输出HSPSO：2~8点，差动输出，每点频率920KHz，中断输入16点，信号捕抓28点，内建万年历，活动端子台。
永宏PLC FBS系列主机选型：
品 名
型 号
规 格
经济型
主机
FBs-10MA□◇△-◎
固定端子台，6点24VDC输入(4点10KHz)，4点(R/T/S)输出(4点10KHz)，RS232或USB，不可扩充通讯模组，I/O不可扩充
FBs-14MA□◇△-◎
固定端子台，8点24VDC输入(4点10KHz)，6点(R/T/S)输出(4点10KHz)，RS232或USB，不可扩充通讯模组，I/O不可扩充
FBs-20MA□◇△-◎
固定端子台，12点24VDC输入(4点10KHz)，8点(R/T/S)输出(4点10KHz)，RS232或USB，不可扩充通讯模组
FBs-24MA□◇△-◎
固定端子台，14点24VDC输入(4点10KHz)，10点(R/T/S)输出(4点10KHz)，RS232或USB，不可扩充通讯模组
FBs-32MA□◇△-◎
固定端子台，20点24VDC输入(4点10KHz)，12点(R/T/S)输出(4点10KHz)，RS232或USB，不可扩充通讯模组
FBs-40MA□◇△-◎
固定端子台，24点24VDC输入(4点10KHz)，16点(R/T/S)输出(4点10KHz)，RS232或USB，不可扩充通讯模组
FBs-60MA□◇△-◎
固定端子台，36点24VDC输入(4点10KHz)，24点(R/T/S)输出(4点10KHz)，RS232或USB，不可扩充通讯模组
FBS-60MAR2-AC
活动端子台，36点24VDC输入(2点120KHz+14点20KHz)，24点(R/T/S)输出(2点120KHz+6点20KHz),RS232或USB，含RTC
高功能 
主机
FBs-10MC□◇△-◎-XY
固定端子台，6点24VDC输入(2点120KHz+4点20KHz)，4点(R/T/S)输出(2点120KHz+2点20KHz),RS232或USB，含RTC ，I/O不可扩充
FBs-14MC□◇△-◎-XY
固定端子台，8点24VDC输入(2点120KHz+6点20KHz)，6点(R/T/S)输出(2点120KHz+4点20KHz),RS232或USB，含RTC ，I/O不可扩充
FBs-20MC□◇△-◎-XY
活动端子台，12点24VDC输入(2点120KHz+10点20KHz)，8点(R/T/S)输出(2点120KHz+6点20KHz),RS232或USB，含RTC(万年历)  
FBs-24MC□◇△-◎-XY
活动端子台，14点24VDC输入(2点120KHz+12点20KHz)，10点(R/T/S)输出(2点120KHz+6点20KHz),RS232或USB，含RTC  
FBs-32MC□◇△-◎-XY
活动端子台，20点24VDC输入(2点120KHz+14点20KHz)，12点(R/T/S)输出(2点120KHz+6点20KHz),RS232或USB，含RTC  
FBs-40MC□◇△-◎-XY
活动端子台，24点24VDC输入(2点120KHz+14点20KHz)，16点(R/T/S)输出(2点120KHz+6点20KHz),RS232或USB，含RTC  
FBs-60MC□◇△-◎-XY
活动端子台，36点24VDC输入(2点120KHz+14点20KHz)，24点(R/T/S)输出(2点120KHz+6点20KHz),RS232或USB，含RTC
NC定位主机
FBs-20MN□◇△-◎
活动端子台，2点920KHz 5VDC差动,10点24VDC输入(10点20KHz)，2点920KHz 5VDC差动，6点(R/T/S)输出(6点20KHz)，RS232或USB，含RTC
FBs-32MN□◇△-◎
活动端子台，4点920KHz 5VDC差动,16点24VDC输入(12点20KHz)，4点920KHz 5VDC差动，8点(R/T/S)输出(4点20KHz)，RS232或USB，含RTC
FBs-44MN□◇△-◎
活动端子台，8点920KHz 5VDC差动,20点24VDC输入(8点20KHz)，8点920KHz 5VDC差动，8点(R/T/S)输出(4点20KHz)，RS232或USB，含RTC
数位扩充机
FBs-24EAP□◇-◎
14点24VDC数位输入，10点(R/T/S)数位输出，内建电源供应器
FBs-40EAP□◇-◎
24点24VDC数位输入，16点(R/T/S)数位输出，内建电源供应器
FBs-60EAP□◇-◎
36点24VDC数位输入，24点(R/T/S)数位输出，内建电源供应器
数位模组
FBs-8EA□◇,FBS-8XYR(较新型号)
4点24VDC数位输入，4点(R/T/S)数位输出
FBs-8EX,FBS-8X(较新型号)
8点24VDC数位输入
FBs-8EY□◇,FBS-8YR(较新型号)
8点(R/T/S)数位输出
FBs-16EA□◇,FBS-16XYR(较新型号)
8点DC24V数位输入，8点(R/T/S)数位输出
FBs-16EY□◇,FBS-16YR(较新型号)
6点(R/T/S)数位输出
FBs-16YT
FBs-20EX,FBS-20X(较新型号)
20点24VDC数位输入
FBs-24EA□◇FBS-24XYR(较新型号)
14点24VDC数位输入，10点(R/T/S)数位输出
FBs-40EA□◇FBS-40XYR(较新型号)
24点24VDC数位输入，16点(R/T/S)数位输出
FBs-60EA□◇
36点24VDC数位输入，24点(R/T/S)数位输出
FBs-24EX，FBS-24X(较新型号)
24点高密度24VDC数位输入，30-Pin牛角座连接器
FBs-24EYT，FBS-24YT(较新型号)
24点高密度晶体管Sink型数位输出(0.1A max.)，30-Pin牛角座连接器
模组
FBs-7SG1
1组(8位数)7段LED显示器(64点LED)输出之显示模组，16-Pin牛角座连接器
FBs-7SG2
2组(16位数)7段LED显示器(128点LED)输出之显示模组，16-Pin牛角座连接器
FBs-32DGI
8组4位数(共32位数)之指拔开关(或128点立开关)之多工输入模组，30-Pin牛角座连接器
模拟量模组
FBs-2DA
2通道之14位元模拟量输出模组(-10V~0V~+10V或-20mA~0mA~+20mA)
FBs-4DA
4通道之14位元模拟量输出模组(-10V~0V~+10V或-20mA~0mA~+20mA)
FBs-4A2D
4通道之14位元模拟量输入+2通道14位元之模拟量输出之模拟量混合模组(-10V~0V~+10V或-20mA~0mA~+20mA)
FBs-6AD
6通道之14位元模拟量输入模组(-10V~0V~+10V或-20mA~0mA~+20mA)
FBS-2ARTD4
FBS-2ATC4
FBS-B2DA
FBS-B2A1D
FBS-B4AD
FBS-BDAP
FBS-BPEP
温度模组
FBs-TC2
2通道之14位元热电偶温度输入模组，0.1℃解析度
FBs-RTD2
2通道之14位元RTD温度输入模组，0.1℃解析度
FBs-TC6
6通道之14位元热电偶温度输入模组，0.1℃解析度
FBs-RTD6
6通道之14位元RTD温度输入模组，0.1℃解析度
FBs-TC16
16通道之14位元热电偶温度输入模组，0.1℃解析度
FBs-RTD16
16通道之14位元RTD温度输入模组，0.1℃解析度
FBS-4PT
电源
FBs-EPOW-◎
扩充模组用电源供应器，有5VDC，24VDC，24VDC三组输出电源，容量20VA
通讯模组
FBs-CM22
2个RS232(Port3+Port4)之扩充通讯模组
FBs-CM55
2个RS485(Port3+Port4)之扩充通讯模组
FBs-CM25
1个RS232(Port3)+1个RS485(Port4)之扩充通讯模组
FBs-CM25E
1个RS232(Port3)+1个RS485(Port4)+(Ethernet)网络界面扩充通讯模组
FBs-CM55E
1个RS485(Port3)+1个RS485(Port4)+(Ethernet)网络界面扩充通讯模组
FBs-CM25C
光隔离之泛用RS232←→RS485转换器(Converter)
FBs-CM5R
光隔离之泛用RS485中继器(Repeater)
FBs-CM5H
光隔离之泛用4个RS485集线器(HUB)
通讯扩充板
FBs-CB2
1个RS232(Port2)之扩充通讯板
FBs-CB22
2个RS232(Port1+Port2)之扩充通讯板
FBs-CB5
1个RS485(Port2)之扩充通讯板
FBs-CB55
2个RS485(Port1+Port2)之扩充通讯板
FBs-CB25
1个RS232(Port1)+1个RS485(Port2)之扩充通讯板
FBs-CBE
1个(Ethernet)网络界面(Port1)之扩充通讯板
称重模块
FBs-1LC
称重模块
FBs-1HLC
精密称重模块
连接器件
FBs-232P0-9F-150
FBs主机port0 RS232转9PinD-Sub母座之通讯线,长度150cm
FBs-USBP0-150
FBs主机port0 USB通讯连接线(市售USB A←→B标准品),长度150cm
HD30-22AWG-200
30-pin牛角座排线，长度200cm，(FBs-24EX、-24EYT、-32DGI用)
FBs-XTNR
I/O扩充排线延长用排线转换盒
记忆匣
FBs-PACK
FBs-PLC程式记忆匣20Kword程序， 20Kword存储器，具写入保护开关
FB-DAP-B/C
FD101

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???厦门晶鼎自动化科技有限公司坐落于美丽的厦门岛，是一家具有法人资格的**企业。公司拥有一批**、服务周到，具有开拓精神的销售人员和技术人员。服务面向各行业领域，涵盖冶金、造纸、机械、塑料、**、啤酒、包装机械、供水设备、饮料、石化、橡胶、电力、纺织、玻璃、陶瓷、汽车、水泥、船舶制造、电子、污水处理等行业，可直接为贵公司引进各类成套设备、设备配件、设备技术改造及技术咨询。
??? 我公司在工业控制设备及设备配件方面的优势是产品类别全、价格合理、技术力量强大、服务快速。能够提供不同国别、厂商的设备配件，解决用户多处寻找的麻烦和对产品质量的担心等。
??? 代理销售的产品有威纶触摸屏，魏德米勒全系列,永宏PLC，图儿克总线，,施耐德，欧姆龙,西门子,ABB,AB,奥地利K&N蓝系列 普洛菲斯，施迈赛，明纬电源MW，，普洛菲斯，霍尼韦尔HONEYWELL,富士变频，K&N蓝系列， BUSSMANN，松下变频器，丹佛斯变频器，
?? 公司文化
?
?我们的****观：以人为本、为客户增值、为员工增值、为社会增值
?我们的目标：成为电气自动化行业优秀、专业的公司
?我们的经营理念：诚信、共赢、创新、发展
?我们的经营战略：建班子、带团队、上规模、创品牌
?我们的品牌战略：用专业、贴心的服务打造享有美誉度和**度品牌
?管理之意识
?客户满意——是我们的荣誉
?服务至上——是我们的承诺
?创新效率——是我们的目标
?和睦协调——是我们的**
?加强沟通——是我们的保证
?人才培育——是我们的希望