——伺服电机控制轴定位
◆杨敏山东省齐河县职业中专学校251114
摘要：针对现有普通车床中CA6140车床存在的缺点提出PLC改造方案和基于控制系的统设计，提高了机床的加工精度，扩大了机床的使用范围，并提高了生产率。本文主要介绍普通车床中CA6140车床设计以及普通车床的数控化改造的设计过程。如PLC的选型、存储器和I/O扩展电路设计、其它辅助电路设计、系统管理程序、零件加工源程序的输入处理程序、插补程序、伺服控制程序、诊断以及键盘操作和显示处理程序的设计。
关键词：数控钻床PLC轴定位
PLC又称可编程序控制器，是1969年美国数字设备公司研制出最早应用于汽车自动装配生产线上，它具有：灵活性、实用性、抗干扰能力强、编程语言简单易学、体积小、重量轻、易于实现机电一体化的特点。目前使用情况大致可归纳为如下几类:开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理和通信及联网。
PLC基本组成包括：中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口(缩写为I/O，包括输入接口、输出接口、外部设备接口、扩展接口等)、外部设备编程器及电源模块组成。PLC内部各组成单元之间通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接，外部则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成PLC控制系统。常用类型主要有：西门子、三菱、欧姆龙等。
PLC硬件设计步骤主要是：根据可编程序控制器及CA6140型主电路三台电机的作用和控制电路的要求，依次进行如下步骤：PLC的选型、输入输出点的估算、主机型号选择、输入输出端子分配、画出I/O接线图。
PLC的选型:FX1N-MT系列是功能很强大的内置晶体管型PLC，可扩展到多达128I/O点，并且能增加特殊功能模块或扩展板。通信和数据链接功能选项使得FX1N在体积、通信和特殊功能模块等重要的应用方面非常完美。它最大特点是Y0，Y1可作为高速脉冲输出，采用DRVI相对定位指令、DRVA绝对定位指令和ZRN回原点指令可实现对伺服驱动器的位置控制，从而在根本上解决了继电器——接触器的缺陷。
CPU的选型：要想选择合适的点数达到控制的要求，必须通过分析原理图或者按照设计要求来确定，本课题的目的是通过伺服电机来达到数控平面钻床轴定位，所以选择输入/输出点数为36/24的FX1N-60MT系列的PLC，Y0，Y2控制X轴，Y1，Y3控制Y轴，配合松下A5系列伺服驱动器进行加工孔点位定位，而Z轴采用液压方式进给，主轴采用变频器调速。
通过VB上位机程序生成的控制程序对PLC进行通信，同时运算X,Y定位点及参数补偿，以实现自动化定位加工由此得出下表的IO规划：
总之，科技用可编程控制器的轴定位控制，在现有企业里是非常现实的技术方案，并且三菱伺服电机不但可以用于工作机械和一般工业机械等需要高精度位置控制和平稳速度控制的应用，也可用于速度控制和张力控制的领域，为准确定位、判断电器故障点节省了时间。
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