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2005年12月16日對于中國工控行業(yè)來說,是一個不平凡的日子,因?yàn)檫@一天西門子隆重推出了200CN,這是針對中國市場小型自動化而精心打造的一款產(chǎn)品,以下是我在小型半自動車床上應(yīng)用的切身體驗(yàn).

概述：
JSD210K-N是用在小型圓柱形零件成批的大量生產(chǎn)中的一種半自動車床，該車床有自動定長進(jìn)料、車削速度可調(diào)、自動按照預(yù)先設(shè)定的工序進(jìn)行車削加工、零件計(jì)數(shù)等功能，完全去掉了老型號車床中的機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)，減少了車床運(yùn)行時的機(jī)械噪聲，延長了車床的使用壽命，使車床的使用和維護(hù)都變得非常方便。

硬件構(gòu)成：
該車床要求有自動定長進(jìn)料、自動斷料、可裝夾三把車削刀具（三把刀按照預(yù)先設(shè)定的工序依次使用）、自動進(jìn)刀等功能。

1、伺服驅(qū)動：主軸5.5KW,進(jìn)料0.75KW,進(jìn)刀0.5KW,走刀0.5KW共四套伺服系統(tǒng),伺服系統(tǒng)選用安川的伺服放大器和伺服電機(jī),轉(zhuǎn)速最高為3000r/min,自帶2000線的編碼器和速比為50:1的二級減速機(jī)(主軸為自制減速機(jī),分為四個速比,由PLC控制氣缸動作進(jìn)行檔位切換,速比為2.5:1、10:1、60:1和300:1)

2、系統(tǒng)中有四個編碼器信號需要采集，同時還有四路脈沖調(diào)制信號輸出，故在系統(tǒng)中選用了2只S7-226CN的PLC，2只PLC通過PPI方式組成一個網(wǎng)絡(luò)。一塊存儲卡,用于保存配方。

3、顯示屏選用K-TP178micro觸摸屏，通過PPI網(wǎng)絡(luò)與S7-200CN的PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
軟件構(gòu)成：
系統(tǒng)分兩種操作模式:一種為分步操作,另一種為同步操作.


分步操作原理:
在K-TP178micro觸摸屏上設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速,為保證主軸有足夠的扭矩,程序會選擇主軸齒輪箱采用合適的檔位(兩個數(shù)字量輸出點(diǎn)驅(qū)動兩只氣缸動作),以保證電機(jī)能在1800r/min_2500 r/min之間運(yùn)行.驅(qū)動器通過電機(jī)的編碼器反饋構(gòu)成閉環(huán)控制,以提高運(yùn)行精度.速度給定由PLC輸出端口的PTO脈沖調(diào)制來驅(qū)動,同時編碼器信號由PLC的高速記數(shù)端口采集,用于實(shí)際速度的顯示和在同步模式中的速度計(jì)算.

運(yùn)行時,主軸會按照一個恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行,可在K-TP178micro中設(shè)定刀具運(yùn)行的進(jìn)刀速度,進(jìn)給量,及刀具的進(jìn)刀次數(shù).

同步操作原理:

運(yùn)行模型


軟件構(gòu)成:

1、把凸輪旋轉(zhuǎn)一周360度分成24等份，平均每等份15度。運(yùn)行時，利用CPU226CN的配方功能，把凸輪的運(yùn)行速度和圈數(shù)用編碼器脈沖數(shù)的形式存入配方中，同時輸入對應(yīng)的系數(shù)，選擇主軸齒輪箱的速比。
2、把從軸（走刀和進(jìn)刀）對應(yīng)于主軸相對位置的旋轉(zhuǎn)量用編碼器脈沖數(shù)的形式也存入配方中，同時輸入對應(yīng)的系數(shù)，齒輪箱速比為50：1。
3、開機(jī)后，程序先把主軸、走刀和進(jìn)刀，三個運(yùn)行配方調(diào)入V存儲區(qū)，乘上他們各自的系數(shù)和速比后進(jìn)行對比，結(jié)果分別送入三個驅(qū)動器速度給定的脈沖調(diào)制PTO區(qū)。
4、一次走刀和進(jìn)刀周期結(jié)束后，進(jìn)入第二個循環(huán)周期，再次按三個運(yùn)行配方中的第2條配方，把對應(yīng)數(shù)值送入V存儲區(qū)，重復(fù)步驟3的內(nèi)容。在程序中共可設(shè)定60條配方條目。
5、運(yùn)行完所有的配方條目，把零件從棒料上切斷，同是程序計(jì)數(shù)，進(jìn)料驅(qū)動器運(yùn)行，進(jìn)入下一個零件的加工周期。如無料或數(shù)量達(dá)到，停機(jī)。

配方構(gòu)成

主程序構(gòu)成
結(jié)束語：
新型號的S7-200CN PLC,指示執(zhí)行速度更快,內(nèi)存更大,增加了配方的功能,完全能夠勝任車床對PLC的要求,也因?yàn)椴捎昧薙7-200CN的PLC,使車床加工零件的品種更多,更換程序更容易,也使對車床開發(fā)變得更加簡單,更新速度更快.實(shí)際使用中,可以達(dá)到0.005mm精度,基本滿足產(chǎn)品精度的要求.

相關(guān)鏈接：
西門子SIMATIC S7-200首頁