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基于PLC與伺服實(shí)現(xiàn)的七頭鑰匙機(jī)系統(tǒng)配置及控制方案

電子設(shè)計(jì) ? 來源:中國傳動(dòng)網(wǎng) ? 作者:佚名 ? 2020-04-04 11:04 ? 次閱讀
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七頭鑰匙機(jī)是一種同時(shí)加工七把鑰匙的設(shè)備。鑰匙形狀如圖1所示,該鑰匙有兩面,每一面都有18個(gè)孔, 孔的排列如圖2所示。這種類型的鑰匙,孔的深度有三個(gè)規(guī)格,按照排列組合可產(chǎn)生出3億把不同的鑰匙,這使得鑰匙重復(fù)率非常低。

基于PLC與伺服實(shí)現(xiàn)的七頭鑰匙機(jī)系統(tǒng)配置及控制方案

一、系統(tǒng)配置及控制方案

系統(tǒng)具體配置見表一:

表一

名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量

1工控機(jī)研祥1

2力控上位軟件力控6.01

3PLCK406CN-24AR1

4伺服驅(qū)動(dòng)器ED430-0157-AA2

5伺服驅(qū)動(dòng)器ED200-AA7

6伺服驅(qū)動(dòng)器ED430-0040-AA7

7伺服電機(jī)130D-0157-20AAA2

8伺服電機(jī)23S41-0650-803J7-AA7

9伺服電機(jī)60S-0040-30AAA7

10變頻器SV32027

本系統(tǒng)用工控機(jī)通過MODBUS RTU協(xié)議分別跟Kinco PLC和臺(tái)安變頻器通訊,Kinco PLC則通過CAN總線控制Kinco伺服。該系統(tǒng)利用CAN總線的高通訊速率,從而可以快速地控制多臺(tái)伺服的聯(lián)動(dòng),達(dá)到了系統(tǒng)快速性的要求。系統(tǒng)控制方框圖如圖3所示:

基于PLC與伺服實(shí)現(xiàn)的七頭鑰匙機(jī)系統(tǒng)配置及控制方案

在本系統(tǒng)中,工控機(jī)主要起到設(shè)置變頻器頻率,鑰匙編碼的生成和傳輸,通過PLC設(shè)置伺服的速度,并顯示各伺服的實(shí)時(shí)坐標(biāo);PLC主要是通過CAN控制伺服的動(dòng)作,同時(shí)也通過I/O點(diǎn)控制變頻器的啟停。

二、工藝流程與要求

1)工藝流程

基于PLC與伺服實(shí)現(xiàn)的七頭鑰匙機(jī)系統(tǒng)配置及控制方案

圖4

工作流程解析:首先啟動(dòng)有兩個(gè)按鈕,一個(gè)是藍(lán)色的,一個(gè)是綠色的。藍(lán)色按鈕是按同一個(gè)序號(hào)編碼加工鑰匙;綠色是按下一個(gè)序號(hào)編碼加工鑰匙。按了啟動(dòng)之后,Z軸開始回到工作零點(diǎn)(自定義的),到位后,X、Y軸也開始定位到第一個(gè)孔的位置,定位完成,旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)設(shè)定的角度,完成后,Z軸開始鉆孔,鉆完一個(gè)孔后,X、Y軸繼續(xù)定位,一直到鉆完18個(gè)孔后,旋轉(zhuǎn)軸將鑰匙翻轉(zhuǎn)180°,然后再重復(fù)之前打孔的流程,直到鑰匙兩面都打了18個(gè)孔,X、Y、Z軸回工作零點(diǎn),旋轉(zhuǎn)軸回到0°位置,鑰匙加工完成。

2)工藝要求

1. 工控機(jī)方面:能實(shí)時(shí)顯示X、Y、Z的坐標(biāo),可以自由設(shè)定孔間距、孔排距、孔深級(jí)差、各軸的速度,能從外部導(dǎo)入編碼文件,并從組態(tài)畫面自由的選擇某個(gè)編碼傳輸?shù)较挛粰C(jī)。實(shí)現(xiàn)多用戶操作,分三個(gè)等級(jí),分別有不同的操作權(quán)限。

2.定位功能:用戶任意選定工作原點(diǎn)后,系統(tǒng)自動(dòng)校正,以后運(yùn)行時(shí)可以自動(dòng)找原點(diǎn);

3. 斷電保護(hù):上電后程序沿著斷點(diǎn)繼續(xù)向下運(yùn)行;

4.同時(shí)控制功能:能夠同時(shí)控制所有16套伺服按照工藝流程運(yùn)行;

5.分別調(diào)整功能:每套伺服可分別單獨(dú)手動(dòng)校準(zhǔn);

6.每分鐘可生產(chǎn)七把鑰匙,其中X、Y、Z方向精度為正負(fù)0.02mm,旋轉(zhuǎn)方向±20o旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)精度±0.05o,可重復(fù)加工同一把鑰匙;

三、實(shí)現(xiàn)方法

1.伺服系統(tǒng): X、Y軸采用1.57KW的三相伺服(ED430-0157-AA和130D-0157-20AAA);

Z軸采用7套兩相伺服(ED200-AA和23S41-0650-803J7-AA);

旋轉(zhuǎn)軸采用7套400W的三相伺服(ED430-0040-AA和60S-0040-30AAA);

2.工控機(jī):工控機(jī)通過PLC設(shè)置各個(gè)伺服的速度,顯示伺服的當(dāng)前位置和伺服報(bào)警信息,手動(dòng)控制伺服和變頻器的啟停。利用數(shù)據(jù)庫鏈接功能,通過導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫文件,從而可以從畫面上直接讀取數(shù)據(jù)庫里面的數(shù)據(jù),并且根據(jù)PLC的信號(hào)來傳輸?shù)絇LC。

3.伺服的聯(lián)動(dòng):本系統(tǒng)最主要的動(dòng)作就是要實(shí)現(xiàn)16個(gè)伺服的聯(lián)動(dòng),而本方案采用了CAN總線,利用我們的智能型伺服不需要脈沖/方向控制的特點(diǎn)和它的總線功能,用PLC通過CAN通訊中的PDO報(bào)文來設(shè)置伺服的操作模式、控制字、速度、位置等參數(shù),從而啟動(dòng)伺服的定位模式控制,同時(shí)也通過讀取伺服的狀態(tài)字來判斷伺服是否定位到位,從而以該到位條件來互鎖每個(gè)動(dòng)作的執(zhí)行,使得每個(gè)伺服能夠很好的完成彼此之間的聯(lián)動(dòng)。

4.本方案做出的效果完全達(dá)到了客戶的要求,精度達(dá)到了正負(fù)0.01mm以內(nèi),并且速度達(dá)每分鐘7把鑰匙。

四、總結(jié)

在本方案中,PLC與伺服之間采用了CAN總線通訊,這就大大提高了伺服的響應(yīng)速度,比起采用脈沖加方向的控制方案,CAN總線方案大大減少了布線,提高了速度,簡化了PLC的程序。

責(zé)任編輯:gt


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