基於 PLC 和（hé）觸（chù）摸屏的數控（kòng）鑽床（chuáng）控製（zhì）係統
2018-12-14 來源： 廣東石油化工學院 機電工程學（xué）院 作者：黃伯誌 鄧昌奇
摘 要：根據鑽床加工的需求，設計一種數控鑽床控製（zhì）係統，係統（tǒng）采用 PLC 與觸摸屏結合的（de）自控製。 介紹鑽床的加（jiā）工要求與工作原理，控（kòng）製係統的軟件設計，以及人機界麵的設計實現過程。
關（guān）鍵（jiàn）詞：PLC；觸摸屏；數（shù）控鑽床；設計；實現
傳統的普（pǔ）通（tōng）鑽床鑽孔的精度和效率受到工人的熟練程度、疲勞程度等人力（lì）因素影響較大，滿足不了（le）現代工業（yè）的發展（zhǎn）需求,影響到（dào）企業的生存、發展和（hé）經濟效益，因此大多數生產廠家（jiā）都采用高度自（zì）動化的生產線。
為了使工（gōng）業控製更加簡單化、具體化，介紹一種基於 PLC 與觸摸屏的人機界麵數控鑽（zuàn）床控製係統的設計，以方便操（cāo）作者的操作與監控，來提（tí）高傳（chuán）統普（pǔ）通鑽床（chuáng）控製精度和生（shēng）產（chǎn）效率。
1 、控製（zhì）要求（qiú）
PLC 與觸摸屏控製鑽床的加（jiā）工要求 ： 在觸摸屏 ，操（cāo）作者可輕輕地接觸界麵的圖形與符（fú）號 ，實現自動、手動、啟動、停止、急停等控製功能；在觸摸屏可設定工件鑽孔的孔數、進給量、進給循環次數；可在觸摸屏顯（xiǎn）示鑽頭運行、工件旋轉狀態以及已鑽孔的孔數。
2 、硬件設計
工作鑽削時，工件（jiàn）固定（dìng）在工作台上，鑽頭旋轉為主運動，鑽頭軸向移（yí）動為進（jìn）給運動。 數控鑽（zuàn）床的刀（dāo）具的進給和工件的旋轉分別由兩台步進電動（dòng）機拖動，鑽頭（tóu）的進給由（yóu）步進電（diàn）機控製上下移動，鑽（zuàn）頭主軸（設為Z軸）旋（xuán）轉（zhuǎn）由三相交流電機驅（qū）動，轉速（sù）由變頻器調節控製，工（gōng）件的旋轉軸（設為 B 軸）由步進電機驅動,采用PLC 為控製核心。 係統（tǒng）硬件結構設計如圖 1 所示。
圖1係統硬件結構
3 、軟件設計
3.1 PLC控製係統的 I/O 分配
根據係統設計方案要求（qiú），PLC 的輸入元件（jiàn）包括啟（qǐ）動、停止按鈕（niǔ）,手（shǒu）動、自動工作（zuò）方式選擇切換（huàn）開關,Z 軸主軸點（diǎn）動、B 軸點動按鈕，B 軸清零（líng）按鈕、 行程（chéng）控製開關，Z 軸清零按鈕，B 軸清（qīng）零按鈕, 控製 Z 軸正向和負向的行程限位（wèi）開關等。 PLC 的輸出元（yuán）件包括 Z 軸步進電機三相繞組、B 軸步進電機三相繞組、 冷卻液電機接觸器線圈（quān）、鑽頭主軸電機接觸（chù）器（qì）線（xiàn）圈。
觸摸屏畫麵上的按鈕產生的信號不能送給 PLC 的輸入繼電器（如X000）， 必須用輔助繼電器 M 來傳遞 ， 因 為它們的ON ／ OFF 狀態惟 一地取決於外部輸入電路的通斷狀態，不能用觸摸屏上的按鈕來改變。 PLC 的地址分配如表 1 所示。
表 1PLC 的地址分配
3.2 程序（xù）流程係統（tǒng）
控製流程如圖 2 所示。 初始化是檢（jiǎn）測所輸入信（xìn）號是否滿足條件要求,如啟動、過載的要求。 程序有（yǒu）手動控製程序和自動控製程（chéng）序，手（shǒu）動控（kòng）製程序包括（kuò）主軸鑽（zuàn）頭（tóu）上升或下降
、工作台旋轉（zhuǎn）等；自動控製程序包括冷卻液開、主軸鑽頭旋（xuán）轉、自動上升或下降等。
圖 2係統控（kòng）製流程
3.3 程序邏輯
PLC 是自動線控製係統的關鍵設備, 自動線在（zài）各種工作方式下（xià）的全部工作過程都是在 PLC 和觸摸屏的監控下進行的（de）。 選擇 FX1N-24MT 型 PLC， 24VDC 穩壓電源。 用 PLC 提供有關的指令編寫（xiě）梯形圖，如（rú）圖（tú） 3所示。
圖 3 程序梯形圖
4 、觸摸屏畫麵設計
選用MT506T(320×240)觸摸屏來實現係統（tǒng）控製。根據係統要求，觸（chù）摸屏需要設（shè）置如下畫麵：
（1）開（kāi）機顯示的首頁畫（huà）麵、如圖 4 所示。
（2）功能畫麵，如（rú）圖 5 所（suǒ）示（shì）。
圖 4首頁畫麵圖（tú） 圖5 功能畫麵
（3）設定參數畫麵，如（rú）圖（tú） 6 所示（shì）。在按下“自動”前提下，單擊“設定參數（shù）”按鈕，畫麵將切換到（dào）設（shè）定參數畫麵，用戶（hù）可以在此設定（dìng）係統的相關參數。
（4）手動設定畫麵，如圖 7 所示。
圖6 設定參數畫麵 圖 7 手動設定畫麵
在按下“手動”前提下，單擊“手動設（shè）定（dìng）”按鈕，畫麵（miàn）將切換到手動設定畫麵， 用戶可以在此手動控製相關操作。
（5）數據顯示畫（huà）麵，如圖 8 所示。單擊“數據顯示”按鈕，畫麵將切換到數據顯示畫麵，用戶可以觀（guān）察自動運行的狀態。
（6）操（cāo）作說明畫麵，如圖 9 所示。
圖 8數據顯示（shì）畫麵 圖 9 操作說明畫麵
在首頁畫麵，觸控“操作說（shuō）明”按鈕，畫麵將切換到操作說明畫麵，用（yòng）戶可以在此查看係統的相（xiàng）關（guān）操作（zuò）說明。閱讀完後（hòu），任意觸控其畫麵，畫麵將切換到首頁畫麵。組態軟件采用 Easy Builder500 。 編程好觸摸屏畫麵後，即可進行（háng）編譯：執行（háng）“工具”菜單（dān）命令，選擇（zé）“編譯”；編譯通過後，將畫麵（miàn）下載到觸摸屏。 在（zài）下（xià）載屏幕文件之前，應使用規（guī）定的通信電纜連接觸摸屏的通信接口與計算機的 RS-232C 接口，將觸摸屏切換到下載模式，設置好通信參數，然後執行組態軟件的下載命令，將（jiāng）屏（píng）幕文件寫入到觸摸（mō）屏的存儲器
。
5 、結語
由於運用 PLC 與（yǔ）觸摸屏的結合控（kòng）製,因此 PLC 的（de）I/O 點數較少（shǎo），接線較為簡單（dān） 。 經過安（ān）裝與調試 ，係統運行（háng）後，人機界麵顯示清晰，使（shǐ）用方便，更加人性化，運行安全可靠，大大提高了（le）生產效率，降（jiàng）低了勞動強度。
投稿箱：
如果您有機床行業（yè）、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係（xì）本網編輯部， 郵（yóu）箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床行業（yè）、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係（xì）本網編輯部， 郵（yóu）箱：skjcsc@vip.sina.com
更（gèng）多相關信息
業界視點
| 更多
行業數據
| 更多
- 2024年11月 金屬（shǔ）切削機床產量數據（jù）
- 2024年11月 分地區金屬切削機床產量數據
- 2024年11月（yuè） 軸承出（chū）口情況
- 2024年11月 基本型（xíng）乘用車（轎車）產量數據
- 2024年11月 新能源汽（qì）車（chē）產量數據
- 2024年11月 新能源汽車（chē）銷量情況
- 2024年10月 新能源汽車產量數據
- 2024年10月 軸承（chéng）出（chū）口情況
- 2024年10月 分地區金屬切削機床產量數據
- 2024年10月 金屬切削機床產量數據
- 2024年9月 新能源汽車銷（xiāo）量情（qíng）況
- 2024年8月 新能源汽車產量（liàng）數據
- 2028年8月 基本（běn）型（xíng）乘用車（轎車）產量數據
博文選萃（cuì）
| 更多