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SIEMENS S7-200CN 在小型半自動車床上模擬電子凸輪的應用

發布時間:2020-03-28 09:11:17  瀏覽次數:

2005年12月16日對於中國工控行業來說,是一個不平凡的日子,因為這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品,以下是我在小型半自動車床上應用的切身體驗.概述:
JSD210K-N是用在小型圓柱形零件成批的大量生產中的一種半自動車床,該車床有自動定長進料、車削速度可調、自動按照預先設定的工序進行車削加工、零件計數等功能,完全去掉了老型號車床中的機械凸輪機構,減少了車床運行時的機械噪聲,延長了車床的使用壽命,使車床的使用和維護都變得非常方便。硬件構成:
       該車床要求有自動定長進料、自動斷料、可裝夾三把車削刀具(三把刀按照預先設定的工序依次使用)、自動進刀等功能。1、伺服驅動:主軸5.5KW,進料0.75KW,進刀0.5KW,走刀0.5KW共四套伺服係統,伺服係統選用安川的伺服放大器和伺服電機,轉速最高為3000r/min,自帶2000線的編碼器和速比為50:1的二級減速機(主軸為自製減速機,分為四個速比,由PLC控製氣缸動作進行檔位切換,速比為2.5:1、10:1、60:1和300:1)2、係統中有四個編碼器信號需要采集,同時還有四路脈衝調製信號輸出,故在係統中選用了2隻S7-226CN的PLC,2隻PLC通過PPI方式組成一個網絡。一塊存儲卡,用於保存配方。3、顯示屏選用K-TP178micro觸摸屏,通過PPI網絡與S7-200CN的PLC進行數據交換。

係統結構示意圖
係統結構示意圖


軟件構成:
       係統分兩種操作模式:一種為分步操作,另一種為同步操作.



分步操作原理:
在K-TP178micro觸摸屏上設定主軸轉速,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(兩個數字量輸出點驅動兩隻氣缸動作),以保證電機能在1800r/min_2500 r/min之間運行.驅動器通過電機的編碼器反饋構成閉環控製,以提高運行精度.速度給定由PLC輸出端口的PTO脈衝調製來驅動,同時編碼器信號由PLC的高速記數端口采集,用於實際速度的顯示和在同步模式中的速度計算.        運行時,主軸會按照一個恒定的轉速運行,可在K-TP178micro中設定刀具運行的進刀速度,進給量,及刀具的進刀次數.同步操作原理:運行模型



軟件構成:1、把凸輪旋轉一周360度分成24等份,平均每等份15度。運行時,利用CPU226CN的配方功能,把凸輪的運行速度和圈數用編碼器脈衝數的形式存入配方中,同時輸入對應的係數,選擇主軸齒輪箱的速比。
2、把從軸(走刀和進刀)對應於主軸相對位置的旋轉量用編碼器脈衝數的形式也存入配方中,同時輸入對應的係數,齒輪箱速比為50:1。
3、開機後,程序先把主軸、走刀和進刀,三個運行配方調入V存儲區,乘上他們各自的係數和速比後進行對比,結果分別送入三個驅動器速度給定的脈衝調製PTO區。
4、一次走刀和進刀周期結束後,進入第二個循環周期,再次按三個運行配方中的第2條配方,把對應數值送入V存儲區,重複步驟3的內容。在程序中共可設定60條配方條目。
5、運行完所有的配方條目,把零件從棒料上切斷,同是程序計數,進料驅動器運行,進入下一個零件的加工周期。如無料或數量達到,停機。

配方構成
配方構成


主程序構成
主程序構成


結束語:
       新型號的S7-200CN PLC,指示執行速度更快,內存更大,增加了配方的功能,完全能夠勝任車床對PLC的要求,也因為采用了S7-200CN的PLC,使車床加工零件的品種更多,更換程序更容易,也使對車床開發變得更加簡單,更新速度更快.實際使用中,可以達到0.005mm精度,基本滿足產品精度的要求

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