基于PLC的滚齿机数控系统改造设计论文.pdf

2 0 1 3年第 9期 农 机 使 用 与 维 修 l 9 基于 p l c的滚齿机数控系统改造设计 辽宁职业学院赵德奇 摘要利用滚齿机进行滚齿加工是齿轮加工中的一种重要切齿方式 本文采用三轴联动方式 利用台达 d v p一 4 0 e s o o r 2型 p l c对 y 3 1 5 0型滚齿机进行数控 系统改造设计 系统选 用 a s mt 0 7 l 2 5 0 b k伺服 电机 a s d a 0 7 2 1 2 a 伺服驱动 台达 d o p b o 5 s 1 0 0触摸屏 k h p一 0 1 d b磁 电式传感器 经实践证明 系统改造后齿轮的加工精度和 加 工效率大为提 高 关键 词滚齿机p l c 伺服 系统 系统改造 0 引 言 齿轮是机械设备 中的重要传动部件 而滚齿是齿轮 加工的重要切齿方式 本文采用台达 d v p一 4 0 e s作为 y 3 1 5 0型滚齿机 数控 系统改造 的核心部 分 同时利用 p l c的高速计数模块完成对伺服电机的转速控制 选用 r s一 2 3 2接 口与台达 d o p b o 5 s 1 0 0触摸屏 实现人机 交互 通过 p l c处理传感器采集 到的数据 完成对伺服 系统及伺服电机 的控制 从而实现 了数控滚齿机 的自动 控制系统改造 系统总体设计框架如图 1 所示 图 1 总体 设计 框架示意 图 图 2 伺服驱动 与伺服 电机连接示意图 1 系统的硬件设计 本系统主要针对 p l c 伺服系统 触摸屏 传感器和 电源电路的硬件设计 1 1 p l c的 选用 系统选用台达 d v p一4 0 e s 0 0 r 2型 p l c为控制器 d v p一 4 0 e s 0 0 r 2型 p l c采用 2 4点输入和 1 6点输 出 运行速度 1 6 s 步 内部继 电器 1 0 0 8点 基本指令数 8 0 定时器 计数器为 1 4 4点 充分满足系统要求 1 2伺服 系统 的 选用 系 统 选 用 a s mt 0 7 l 2 5 0 b k 伺 服 电 机 a s d a 0 7 2 1 2 a伺服驱动 满足负载惯量低于电机转子惯量 的 要求 伺服驱动与伺服电机连接如图2 所示 1 3触摸 屏 的选 用 系统选用 台达 d o p b o 5 s 1 0 0触摸屏 台达 d o p b o 5 s 1 0 0触摸屏为高彩 6 5 5 3 6色 4 8 0 x 2 3 4分辨率 支持 u s b下载 提供预览画面及多种蜂呜音调模式 满 足系统要求 qm1 图 3 p l c电源 电路 服 l1c n p 3 i j 墓 s服 t 驱 m 动l h 驱 c n 2 编 码电 缆 动 闩 卜 0 图4 伺服系统电源电路 1 4传感器的选用 传感器是实现系统 自动化控制的重要组成部分 本 设计选 取 k h p一0 1 d b磁 电式传感 器 完成对横 向进 给 退 刀极 限 工 件 主轴 原点 刀具 主轴 原点 的位 置 控制 1 5 电源 电路 电源电路设计是 y 3 1 5 0型滚齿机数控改造的重要 2 0 农 机 使 用 与 维 修 2 0 1 3年第 9期 组成部分 p l c电源电路如图 3 所示 伺服系统 电源 电 路如图 4所示 1 6硬 件 连接 p l c利用 r s 2 3 2完成 与触摸屏 的数据通讯 p l c 与伺服驱动系统的 c n 1端 口连接 p l c与传感器连接 如图 5所示 图 5 p l c与传感器连接示意图 2 系统的软件设计 2 1 i o设 置 系统 i 0 设 置如 表 1所 示 i o接 线 图如 图 6 所 示 表 1 系统 i o设置 输入 输出 输入信号 输出信号 端子号 端子号 转 换开关 s a 1 x 0 主轴 m1 位置符号 y 0 制动开关 s a 2 x 1 主轴 mi 位置脉冲 y 1 启动按钮 s b 1 x 2 刀具 m 2位置符号 y 2 停止按钮 s b 2 x 3 刀具 m 2位置脉冲 y 3 原点位置传感器 1 x 4 进给 m 3位置符号 y 4 原点位置传感器 2 x 5 进给 m 3位置脉冲 y 5 左行极限传感器 3 x 6 右行极 限传感器 4 x 7 上行程开关 s q 1 x 1 0 下行程开关 s q 2 x 1 1 左行极限行程开关 s q 3 x 1 2 右行极限行程开关 s q 4 x l 3 2 2程序 基本 结构 p l c控制程序流程图如图7所示 3结束语 本文利用 p l c对 y 3 1 5 0型滚齿机进行了电气系统 改造 分别进行了 p l c 伺服系统 触摸屏 传感器的选 用 完成 了电源电路及硬件连接 设计了系统 i 0分配 和 p l c控制程序流程图 系统经改造后可准确判断系 统 电气故障发生部位 且维修方便 极大地提高了齿轮 的加工精度和系统运行可靠性 图 6 i o接线图 m 1 图 7 p l c控制程序流程图 参考文献 1 林春方 可编程控制器及其应用 m 上海 上海交通大学 出版社 2 0 0 3 2 路林 吉 王 坚 江龙 康 可编程序控 制 器原理及 应 用 m 北京 清华