基于变频与PLC控制的车床主轴数控系统设计（上）

    3．2主轴外部I／O开关量PLC控制原理与设计

    主轴电气系统开关量输入信号与工作原理有：主轴机械一档启动信号X2．0、二档启动信号X2．1，常开触点，闭合有效，启动机械变档；主轴外部运行允许信号X2．4，常开触点，闭合有效，主要检测变频器使能；主轴过载报警信号X3．0，常闭触点，断开有效，主要监控变频器是否异常；主轴速度到达信号X3．1，常开触点，闭合有效，检测主轴稳定速度；卡盘松开信号X0．7、常开触点，闭合有效，启动卡盘松开；卡盘夹紧信号X0．6，常开触点，闭合有效，启动卡盘夹紧。卡盘夹紧驱动信号Y1．6，数控系统内部低电平有效，由数控系统送出该信号，控制卡盘夹紧；主轴制动信号Y1．2，低电平有效，由数控系统送出该信号，控制电机制动；卡盘松开驱动信号Y1．3，低电平有效，由数控系统送出该信号，控制卡盘松开；主轴机械一档驱动信号Y1．4，低电平有效，由数控系统送出该信号，控制机械部分换到一挡；主轴机械二档驱动信号Y1．5，低电平有效，由数控系统送出该信号，控制机械部分换到二挡。数控系统采用华中数控系统，该数控系统采用内置式PLC，可根据车床设计要求进行PLC程序的二次开发，开发源程序语言为C语言，前期设计可用梯形图语言。主轴系统PLC控制电气原理如图3所示。

图3 主轴系统PLC控制电气原理图

    3．3数控系统与变频器组合控制

    数控系统与变频器的组合控制时主要参数有：主轴过载X3．0，主轴速度到达X3．1，主轴运行允许X2．4，正转启动X0．0，反转启动X0．1，外部停止X0．2，变频高速启动X4．0，变频中速启动X4．1，变频低速启动X4．2，制动解除X4．3，主轴正转控制Y1．0，主轴反转控制Y1．1，高速控制Y2．0，中速控制Y2．1，低速控制Y2．2，停止控制Y2．3，变频器STF为正转启动端，变频器STR为反转启动端，变频器RH为高速启动端，变频器RM为中速启动端，变频器RL为低速启动端，变频器MRS为变频停止端，变频器OL为过载报警端，变频器SU为频率到达端，变频器无级凋速电流为AOUT2／4—20mA，无级调速控制端Y2．4，变频模拟调速端4与AU为ON，变频器公共端SD。变频器工作时需根据要求设置好主要参数。主轴数控系统与变频器控制电气原理图如图4所示。

图4 主轴数控系统与变频器控制电气原理图