交流伺服器在四头钻床上的设计及应用

摘要：本文主要介绍台达PLC与交流伺服驱动器(ESDA)在数控四头钻床上设计和成功运用,以及维伦触摸屏在全伺服数控四头钻床控制系统的运用。对钻床PLC系统的配置、输入/输出接线图、梯形图作了具体的阐述。

关键词：台达EH32-DVP PLC; 维伦触摸屏;交流伺服驱动器(ESDA);数控四头钻床控制系统;梯形图

1 引言

传统的刹车片钻孔工艺流程包括放片、移动定位、钻孔、再移动定位、再钻孔等多次操作后，最后取片等组成。

我国的刹车片钻孔技术经过几十年的发展，不断的改进创新，特别是近几年高校和科研单位科研力量的注入，以及产学研的结合使我国的刹车片钻孔技术得到了迅猛发展，正逐步走向自动化。

传统的钻孔钻床多为手动钻床，由于其为人工主轴传动结构，没有导入电气传动，造成其以下缺点：钻孔速度慢，效率低，工人劳动量大; 由于钻孔排列的多样化，在快速准确可靠的情况下，传统的手工钻孔钻床不能满足越来越高的要求，

目前全伺服数控钻床机已在刹车片企业中渐渐得到应用。现在全伺服的钻床在产量，效率，劳动强度，产品质量上都有很好的优势，因此将成为未来刹车片钻孔的主流。在众多新开发的产品中四头数控钻床，精度高，批量大，而且能够自动送片，自动下片功能，一次同时加工两片，可以连续钻孔，大大降低了劳动强度。在同类产品中可数姣姣者，将来在刹车片行业中必受青睐，有着广阔的发展前景，在市场中将稳占一席之地。

2 四头数控钻床系统

2.1系统构成：控制部分采用PLC，并配以人机界面进行程序参数修改、设定以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面的内容。圆形转盘为全数字交流伺服系统，伺服电机带动减速机，减速机带动转盘，以移动转盘使其转过一定的角度，然后钻头开始钻设定的孔，伺服电机定位准确，速度快。根据钻头及刹车片和进给量，来设置伺服合理的转速，并在操作中设定它的启动停止。转盘设有原点限位器，伺服驱动器有异常检测，在人机界面中能够显示报警信息。为便于调试和检修，各项操作均设手动功能，如手动伺服电机正转和反转，钻头电机的启停，钻头的前进和后退等。在生产过程中，不断加新片，还可以自动连续生产。

2.2 PLC控制接线图

根据控制系统的功能要求，设计出四头数控伺服钻床控制系统PLC控制部分硬件接线图，如图1-1所示，此控制面板上的手动控制部分主要在调试系统时使用，调试完成后基本处于闲置状态。

图1-1 数控四头伺服钻床系统PLC控制部分硬件接线图

2.3总体流程设计

根据控制系统的功能要求，刹车片钻孔的控制过程分为手动控制模式和自动控制模式，在手动控制模式时，每个设备可通过面板和触摸屏操作进行单独运行，相互之间没有顺序，互不干扰，模式流程如图1-2所示。

图1-2 模式选择流程图

1. 手动控制模式

在手动控制模式下，可单独控制每个设备的运行，手动控制模式流程图如图1-3所示。

图1-3 手动控制模式流程图

在此模式下，转盘的正反运行可通过触摸屏上的按钮进行正转和反转(有片时禁止反转)的控制，对于钻头和送片缸则可以随意进行前进和后退的移动。通过对电磁阀的单独操作，可以检测钻头及缸的性能是否良好。

2. 自动控制模式

处于自动状态时，按下自动开按钮，系统开始自动运行，其工作过程包括以下几个方面。

1、 手动/自动旋钮旋到自动位置，转盘先回到原点，到原点后按下自动开按钮。

2、 转盘开始转过一设定的角度后到达送片位置后停止。

3、 送片缸开始送片，达到一定的压力后，由前进变为后退，送片计数并后退一定时间后停止。送片计数到，跳至步骤5、

4、 转盘转过60度(一周分为6等分)后停止，然后跳至步骤3、

5、 转盘继续转过一设定角度后停止。

6、 头开始前进钻孔，钻完后后

7、经过一段时间后，检测一片是否钻完，没钻完跳至步骤5、;钻完后转盘转过一定角度后，检测自动停按钮是否被按下，没按下跳至步骤3、，按下则停止。

自动控制模式工作流程图如图1-4所示。

3.各个模块梯形图设计

3.1 手动程序

在系统上电后，将手动/自动旋钮置于手动状态，可通过面板上的触摸屏上的按钮控制每个设备的运行。触摸屏上的手动设计 如图1-5-1所示，手动控制系统主要是便于在生产初装时和换不同类型刹车片时进行调试，检测各个设备是否能正常运行，手动控制梯形图程序如图1-5-2所示。