3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.1硬件配置
兩軸數(shù)控批花機(jī)的系統(tǒng)硬件由永宏B1-24MT2-D24PLC控制器、永宏HU070L-00HMI觸摸屏、永宏A3400W伺服驅(qū)動(dòng)器及其電機(jī)和外圍輸入輸出線路（包括按鈕和指示燈等）組成。兩軸數(shù)控批花機(jī)系統(tǒng)硬件清單如表3-1；兩軸數(shù)控批花機(jī)系統(tǒng)硬件配置如圖3-1。
硬件明細(xì)表硬件配置圖
永宏P(guān)LC1臺(tái)
永宏觸摸屏1臺(tái)
永宏伺服2套
主軸電機(jī)1套
真空吸料閥1套
真空吹氣閥1套
傳感器若干
電氣部件若干
機(jī)械部件若干
表3-1兩軸數(shù)控批花機(jī)硬件明細(xì)表圖3-1兩軸數(shù)控批花機(jī)硬件配置圖
3.2機(jī)械結(jié)構(gòu)
兩軸數(shù)控批花機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由三部分組成：XZ兩軸（對(duì)刀、進(jìn)刀和退刀），主軸電機(jī)（旋轉(zhuǎn)刀盤）和批花平臺(tái)（放置待加工產(chǎn)品）。兩軸數(shù)控批花機(jī)整體結(jié)構(gòu)解析如圖3-2。
圖3-2兩軸數(shù)控批花機(jī)整體結(jié)構(gòu)解析圖
3.3電氣控制
兩軸數(shù)控批花機(jī)的電氣控制采用永宏P(guān)LC作為設(shè)備核心控制單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)XZ軸伺服、主軸電機(jī)和氣動(dòng)元件等執(zhí)行單元的控制。兩軸數(shù)控批花機(jī)PLC接線原理如圖3-3，PLC電氣控制柜接線如圖3-4。
圖3-3兩軸數(shù)控批花機(jī)電氣控制原理圖
圖3-4兩軸數(shù)控批花機(jī)電氣控制柜接線圖
4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1工藝流程
兩軸數(shù)控批花機(jī)的工藝流程主要包括三部分：XZ軸快速對(duì)刀、X軸慢速進(jìn)刀和XZ軸快速退刀，這三個(gè)部分的動(dòng)作為一個(gè)加工周期。兩軸數(shù)控批花機(jī)工藝流程如圖4-1。
4.2控制流程
兩軸數(shù)控批花機(jī)的控制流程如圖4-2。
圖4-2兩軸數(shù)控批花機(jī)控制流程圖
4.3PLCI/O點(diǎn)配置
根據(jù)兩軸數(shù)控批花機(jī)工藝流程和控制流程要求，進(jìn)行了永宏P(guān)LC程序I/O點(diǎn)配置；永宏P(guān)LC輸入點(diǎn)配置如表4-1，輸出點(diǎn)配置表如表4-2。
PLC輸入點(diǎn)配置
編號(hào)批注編號(hào)批注
X0X軸原點(diǎn)感應(yīng)X4啟動(dòng)（按鈕）
X1Z軸原點(diǎn)感應(yīng)X5停止（按鈕）
X2復(fù)位（按鈕）X6X軸伺服報(bào)警
X3手動(dòng)/自動(dòng)（按鈕）X7Z軸伺服報(bào)警
…………
表4-1PLC輸入點(diǎn)配置表
PLC輸出點(diǎn)配置
編號(hào)批注編號(hào)批注
Y0X軸脈沖信號(hào)Y4主軸電機(jī)
Y1X軸方向信號(hào)Y5Z軸方向信號(hào)
Y2Z軸脈沖信號(hào)Y6吹氣
Y3Z軸方向信號(hào)Y7伺服剎車信號(hào)
…………
表4-2PLC輸出點(diǎn)配置表
4.4PLC功能指令應(yīng)用
4.4.1參數(shù)設(shè)置指令
永宏P(guān)LC脈沖輸出的參數(shù)設(shè)置有專門的參數(shù)設(shè)置指令（FUN141），永宏FUN141指令的參數(shù)設(shè)置方式采用表格的形式進(jìn)行參數(shù)編輯。永宏P(guān)LC設(shè)置參數(shù)如表4-3，永宏P(guān)LC設(shè)置參數(shù)程序如圖4-3
永宏P(guān)LC參數(shù)設(shè)置
名稱數(shù)值名稱數(shù)值
每圈脈沖數(shù)1600ps/r起始結(jié)束設(shè)定141Hz
每圈移動(dòng)量22160um/r一般加減速150ms
最高速度設(shè)定200KHz補(bǔ)間加減速200ms
4.4.2脈沖輸出指令
永宏P(guān)LC脈沖輸出控制有專門的命令設(shè)置指令（FUN140），永宏FUN140指令的命令設(shè)置方式同樣是采用表格的形式進(jìn)行命令編輯；使用永宏脈沖輸出指令可以很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)XZ軸的單軸高速定位控制。永宏P(guān)LC脈沖輸出控制程序如圖4-4，永宏P(guān)LC脈沖輸出控制設(shè)置表格如圖4-5。
圖4-4脈沖輸出控制程序圖4-5脈沖輸出控制表格
同時(shí)還可以采用該指令中的衍生指令多段速指令（DRVC）,來(lái)進(jìn)行X軸的3段速度進(jìn)刀控制；只需要在伺服命令表格上進(jìn)行簡(jiǎn)單的編輯之后，便可以實(shí)現(xiàn)3段速度控制；采用3段速度控制來(lái)取代傳統(tǒng)的單段速度控制，從而提高了產(chǎn)品的整體質(zhì)量。永宏P(guān)LC3段速度脈沖輸出控制程序如圖4-6，永宏P(guān)LC3段速度脈沖輸出控制設(shè)置表格如圖4-7。
圖4-63段速度控制程序圖4-73段速度控制表格
4.5HMI畫面設(shè)計(jì)
4.5.1功能選擇畫面
兩軸數(shù)控批花機(jī)的功能選擇畫面主要用于操作畫面、參數(shù)畫面、手動(dòng)畫面和廠家設(shè)置畫面的自由切換。兩軸數(shù)控批花機(jī)的功能選擇面如圖4-8。
圖4-8自動(dòng)控制畫面
4.5.2自動(dòng)操作畫面
兩軸數(shù)控批花機(jī)的自動(dòng)控制畫面主要用于顯示生產(chǎn)產(chǎn)量、XZ兩軸當(dāng)前坐標(biāo)和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)等相關(guān)信息；同時(shí)還可以切換到功能選擇畫面。兩軸數(shù)控批花機(jī)的自動(dòng)操作畫面如圖4-9。
圖4-9自動(dòng)操作畫面
4.5.3手動(dòng)調(diào)試畫面
兩軸數(shù)控批花機(jī)的手動(dòng)調(diào)試畫面主要用于XZ兩軸坐標(biāo)的調(diào)試。兩軸數(shù)控批花機(jī)的XZ軸手動(dòng)調(diào)試畫面如圖4-10。
圖4-10XZ軸手動(dòng)調(diào)試畫面
4.5.4參數(shù)設(shè)置畫面
兩軸數(shù)控批花機(jī)的參數(shù)設(shè)置畫面主要用于XZ兩軸軸坐標(biāo)的設(shè)置和主軸電機(jī)的參數(shù)設(shè)置。兩軸數(shù)控批花機(jī)參數(shù)設(shè)置畫面如圖4-11。
圖4-11參數(shù)設(shè)置畫面
4.5.5廠家設(shè)置畫面
兩軸數(shù)控批花機(jī)的廠家設(shè)置畫面主要用于設(shè)置XZ軸的相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)。兩軸數(shù)控批花機(jī)廠家設(shè)置畫面如圖4-12。
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