S5PLC在双轴平面磨床的应用.doc

S5 PLC在双轴平面磨床的应用 山东上汽汽车变速器有限公司 王昌永 摘要：文章以Supfina公司生产的双轴平面磨床为例，简要介绍了S5 PLC的一个应用实例。为了便于阐述，文中还比较详细的叙述了该机床的结构和工艺流程。 关键词：PLC 磨削 工艺 Abstract：The biaxial surface grinder produced by Supfina as an example, it introduces briefly the S5 PLC example of an application in the article. In order to facilitate, the paper also describes in more detail the structure of the machine tool and process. Key words: PLC grinding Technology 引言：S5 PLC是一种功能强大、性能可靠、抗干扰能力强、高度集成的可编程控制器，它被广泛应用于多种工业场合。接下来简要介绍它在Supfina公司生产的双轴平面磨床上的应用。 机床的功能： 此机床用来完成对齿轮上下两个端面进行磨削加工，第一轴用来完成一个面的磨削，第二轴用来完成另一个面的磨削，工件输送、装卸均为自动完成。 机床硬件系统组成： 机床硬件系统分为机械和电气两部分。 机械部分包括进料输送带、上下料机械手、两根砂轮上下轴、两根砂轮旋转轴、两根工件旋转轴、出料输送带、床身、液压系统、冷却系统以及其他辅助装置。详细见下图： 电气部分包括S5 PLC、在线检测系统、PLC定位模块、交流伺服电机、伺服电机放大驱动电路、西门子的WS400-22人机接口、各种监控检测开关以及其他辅助电气元件。两根砂轮上下轴、两根砂轮旋转轴、两根工件旋转轴均由交流伺服电机驱动，其中两根砂轮上下轴电机（数字的）由PLC定位模块和伺服电机放大驱动电路控制，其他伺服电机（模拟的）由PLC模拟输出模块和伺服电机放大驱动电路控制。详细见下图： 三、软件系统组成： 在介绍软件系统之前，我先叙述一下机床的工艺流程。 机床的工艺流程：本机床是用来对齿轮两个端面进行自动磨削加工的机器。它的整个工艺流程可以分为以下几个部分：进料输送带送料、上下料机械手装卸工件、磨削加工、下料输送带送料。下面详细说明每个部分的工艺流程。 １．进料输送带工艺： 手工把工件放到进料输送带上 → 进料输送带把工件送到进料口 → 进料阻挡器动作，保证上料口最多只有一个工件 → 工件到达上料口 。 ２．上下料机械手工艺： 工件到达上料口→机械手前进 → 机械手手指抓住工件 → 机械手上升抓起工件 → 机械手后退 → 下一个工件到达上料口 → 机械手转到上料位置 →机械手前进 → 机械手下降，放下工件 → 机械手手指松开 → 机械手后退 → 机械手回位，准备下次上料 。 ３．磨削加工工艺： 工件轴上有工件→ 压紧装置抬起 → 压紧装置前进 → 压紧装置下降，确认工件放到位 → 工件夹紧 → 压紧装置抬起 → 压紧装置后退 → 测头抬起 → 测头前进 → 测头下降在线检测工件加工余量 → 砂轮旋转，切削液打开 → 工件与砂轮逆向旋转 → 砂轮下降到粗磨点 → 粗磨工件 → 精磨工件 → 抛光工件 → 砂轮上升，关切削液 → 工件停止旋转 →测头抬起 → 测头后退 → 机械手装卸工件。 ４．下料输送带工艺： 工件到达下料输送带入口 → 下料输送带带着工件前进 → 工件到达下料阻挡器 → 下料阻挡器动作（保证下料气缸推杆前最多只有一个工件） → 工件到达下料气缸推杆前 → 下料气缸动作，把工件送到下一道工序。 详细了解机床加工工艺之后，接下来介绍机床的软件系统。软件系统分为PLC程序和人机接口组态画面数据两部分。 PLC程序用来实现机床的所有功能控制要求，包括上面所描述的所有工艺流程，还包括PLC定位模块的组态数据。 利用定位模块的组态数据和丝杠上端编码器，结合伺服电机控制放大驱动电路，实现对两根砂轮上下轴的精确定位控制。 由于该机床动作前后顺序有严格要求，PLC程序中使用了几个顺序块（SB），用来实现机床的各个顺序控制功能，包括两个输送带控制程序和上下料机械手控制程序以及磨削加工的各个动作控制程序。 利用在线检测测头反馈的数据计算磨削量，并且利用该数据和设定的加工工艺数据进行比较，从而实现机床的粗磨、精磨和抛光功能。 根据设定的加工工艺数据，PLC通过模拟量输出模块，计算输出模拟量到伺服电机放大驱动电路，控制电机的转速。 利用数据块（DB）保存机床设定的加工工艺数据，保证机床断电重启时不丢失加工工艺数据。 利用WF470 PLC通讯模块结合光纤，实