摘要：本文主要介紹了臺(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品在雙柱式立式車床電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中的完美整合應(yīng)用晌箍。著重介紹了臺(tái)達(dá)DVP-20PM系列運(yùn)動(dòng)控制器卓越的運(yùn)動(dòng)控制性能和良好的性價(jià)比抬虽，同時(shí)也說(shuō)明臺(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品理應(yīng)成為眾多機(jī)床行業(yè)OEM客戶系統(tǒng)集成應(yīng)用的首選品牌夏伊。

1.前言

立式車床，顧名思義刻肄，就是主軸豎直布置瓤球，工作臺(tái)在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，刀架作垂直或斜向進(jìn)給的車床敏弃，屬于切削加工工藝設(shè)備中的金屬切削機(jī)床卦羡。

立式車床一般可分為單柱式和雙柱式。小型立式車床一般做成單柱式权她，大型立式車床做成雙柱式虹茶。立式車床結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：主軸處于垂直位置，工作臺(tái)在水平面內(nèi)隅要，工件的安裝調(diào)整比較方便蝴罪。工作臺(tái)由導(dǎo)軌支撐，剛性好讥啤，切削平穩(wěn)驱糜。有幾個(gè)刀架，并能快速換刀睬仿，立式車床的加工精度可達(dá)到IT9-IT8喧弦，表面粗糙度Ra可達(dá)3.2-1.6um。

2.方案

立式車床屬于大型機(jī)械設(shè)備竹小，用于加工徑向尺寸大而軸向尺寸相對(duì)較小吕迁，形狀復(fù)雜的大型和重型工件。如各種盤傲钳、輪和套類工件的圓柱面肿圾、端面、圓錐面棺昵、圓柱孔簇戳、圓錐孔等润申。也可借助附加裝置進(jìn)行車螺紋、車球面樊展、仿形呻纹、銑削或磨削等加工。立式車床主軸軸線為垂直布局专缠，工作臺(tái)臺(tái)面處于水平平面內(nèi)雷酪，因此工件的夾裝與找正比較方便。這種布局還可減輕主軸及軸承的荷載藤肢，因此立式車床能夠較長(zhǎng)期地保持工作精度太闺。

通常情況下糯景，設(shè)備制造商和設(shè)備使用終端客戶認(rèn)同并且指定數(shù)控系統(tǒng)作為立式車床主控設(shè)備嘁圈。但是雙柱式立式車床的機(jī)床工藝動(dòng)作不像數(shù)控車床、數(shù)控銑床或者數(shù)控加工中心等設(shè)備那么復(fù)雜蟀淮，相對(duì)比較簡(jiǎn)單最住，使用數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用于此顯得大材小用，系統(tǒng)軟件資源嚴(yán)重浪費(fèi)怠惶，集成應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)床制造OEM客戶來(lái)說(shuō)涨缚，經(jīng)濟(jì)成本較高，適合高端客戶;那么對(duì)于中低端客戶來(lái)說(shuō)策治，應(yīng)用具有運(yùn)動(dòng)控制功能的PLC成為一種成熟可靠的技術(shù)解決方案脓魏。

本文中的雙柱式立式車床采用臺(tái)達(dá)運(yùn)動(dòng)控制器DVP-20PM作為主控制器，DVP-20PM內(nèi)建雙軸AB相差分形式高速脈沖輸出肄埠，最高頻率可達(dá)500kHz妄舅，而且具有二軸直線和圓弧插補(bǔ)功能，支持二軸手搖輪MPG信號(hào)輸入搓胯，支持通用數(shù)控系統(tǒng)編程語(yǔ)言G代碼和绳、M代碼。

2.1臺(tái)達(dá)控制系統(tǒng)技術(shù)方案配置

臺(tái)達(dá)控制系統(tǒng)技術(shù)方案配置臂沽，我們?cè)诖颂巸H僅羅列出雙柱式立式車床電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)部分的主要電氣元件及其選配件挺教，此外還包括低壓電器(低壓斷路器、交流接觸器橡戈、中間繼電器阎肌、主令按鈕、指示燈等)掷雪、位置傳感器(光電傳感器将遮、行程開(kāi)關(guān)等)，此處不予贅述害切。

2.2電氣自動(dòng)控制技術(shù)方案詳細(xì)介紹

雙柱式立式車床具有豎直安裝的兩個(gè)刀架旅急，主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下逢勾，每個(gè)刀架上的刀具都能對(duì)工件進(jìn)行切削加工。每個(gè)刀架包含二軸運(yùn)動(dòng)控制藐吮，左刀架X軸溺拱、Z軸，右刀架U軸谣辞、W軸迫摔，由于Z軸和W軸為垂直安裝，要求伺服電機(jī)具有抱閘功能泥从，防止軸向運(yùn)動(dòng)停止時(shí)句占，負(fù)載受重力作用，導(dǎo)致伺服電機(jī)報(bào)警或者溜車躯嫉。左右刀架上的二軸運(yùn)動(dòng)分別各由一臺(tái)DVP20PM00D負(fù)責(zé)控制;主軸電機(jī)為直流調(diào)速系統(tǒng)纱烘，轉(zhuǎn)速由PLC模擬量擴(kuò)展單元DVP-06XA-H2輸出0-10V控制;PLC主機(jī)DVP64EH00R2以及其他數(shù)字量擴(kuò)展單元主要負(fù)責(zé)機(jī)床輔助機(jī)構(gòu)工藝動(dòng)作邏輯控制。值得注意的是祈餐，在這個(gè)方案中擂啥，兩臺(tái)DVP20PM00D均作為主機(jī)DVP64EH00R2的擴(kuò)展單元，和主機(jī)連接采用排線直接連接萤翔，其他的數(shù)字量擴(kuò)展單元和模擬量擴(kuò)展單元也作為主機(jī)的擴(kuò)展單元俺乓，直接采用排線按照順序連接。限于篇幅讼谅，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖未繪制出數(shù)字量和模擬量擴(kuò)展單元連接方式檀丝。

2.3關(guān)鍵控制程序介紹

主機(jī)DVP64EH00R2和兩臺(tái)DVP20PM00D雙軸插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)控制器之間交換數(shù)據(jù)的控制程序在主機(jī)內(nèi)編程，主機(jī)負(fù)責(zé)組織挟晒、協(xié)調(diào)残神、控制上位機(jī)命令、擴(kuò)展單元運(yùn)行動(dòng)作以及機(jī)床各部分運(yùn)行狀態(tài)電氣信號(hào)等摹搂。主機(jī)和DVP20PM采用FROM和TO指令進(jìn)行實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)(包括運(yùn)動(dòng)命令和運(yùn)行狀態(tài)等)锦是。

X軸、Z軸指佳、U軸漓琢、W軸的運(yùn)動(dòng)控制命令均在DVP20PM00D內(nèi)部編程實(shí)現(xiàn)，JOG捏梯、MDI稿施、循環(huán)等運(yùn)動(dòng)命令均在20PM主程序內(nèi)完成。

人機(jī)界面主要畫面如圖4所示培他。采用臺(tái)達(dá)人機(jī)畫面可以根據(jù)客戶機(jī)床工藝技術(shù)特點(diǎn)鹃两，編程組態(tài)各種人性化、方便操控的畫面和功能軟元件舀凛，相比數(shù)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)俊扳，畫面更加簡(jiǎn)約途蒋、直觀，操控更加便利馋记、高效号坡。

2.4 調(diào)試心得

由于主機(jī)PLC后面掛了若干臺(tái)擴(kuò)展單元，包括兩臺(tái)DVP20PM00D運(yùn)動(dòng)控制器梯醒、若干臺(tái)數(shù)字量輸入輸出擴(kuò)展單元宽堆、模擬量輸入輸出擴(kuò)展單元等部件，主機(jī)DVP64EH00R2內(nèi)的程序大量使用了FROM茸习、TO指令畜隶，客戶起初使用M1000作為FROM、TO指令的調(diào)用條件号胚，結(jié)果發(fā)現(xiàn)20PM在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)動(dòng)作過(guò)程中出現(xiàn)一些莫名其妙的“誤動(dòng)作”籽慢，調(diào)試20PM控制程序始終未發(fā)現(xiàn)異常程序，調(diào)試程序也未找到徹底解決問(wèn)題的辦法蔬澜。后來(lái)觀察主機(jī)64EH2內(nèi)控制程序人薯，發(fā)現(xiàn)掃描周期偏長(zhǎng)芜既，達(dá)到近30ms阶糖，懷疑可能是主機(jī)掃描周期偏長(zhǎng)，20PM的運(yùn)行動(dòng)作和狀態(tài)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)未得到存儲(chǔ)庵锰，導(dǎo)致一些怪異的誤動(dòng)作和誤信號(hào)秃练。將主程序內(nèi)FROM和TO指令前面的調(diào)用條件M1000改為M1012(100ms脈沖信號(hào))后，故障消除陪孩，整個(gè)系統(tǒng)正常工作雁痪。

3.結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)客戶設(shè)備技術(shù)要求，中達(dá)電通可以提供給客戶成熟可靠的系統(tǒng)解決方案盅妹，憑借著臺(tái)達(dá)優(yōu)秀的DVP20PM運(yùn)動(dòng)控制器強(qiáng)大的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制功能猴襟，再加上提供給客戶完善的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等技術(shù)服務(wù)，幫助客戶開(kāi)發(fā)出具備更高技術(shù)含量和更高附加值的產(chǎn)品羔俭，臺(tái)達(dá)產(chǎn)品和服務(wù)均獲得了客戶的極大認(rèn)可曼庆，實(shí)踐反復(fù)證明，中達(dá)電通是設(shè)備制造客戶良好的合作伙伴阁吝。

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