西门子S7-200在钻床精度控制系统中的应用.docx

经验交流

《自动化技术与应用》2010年第29卷第6期

TechnicalCommunications

西门子S7-200在钻床精度控制系统中的应用

车延东，刘彩霞

(鞍山技师学院电气工程系，辽宁鞍山114014)

摘要：本系统采用西门子S7-200来控制钻床加工深度，解决了传统钻床精度和效率低，操作者劳动强度大等问题。本文较详细的介绍了系统原理和硬件接线图及梯形图编程。

关键词：西门子；S7-200;数控钻床

中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1003-7241(2010)06-0087-03

TheApplicationofSiemensS7-200intheDrillPrecisionControlSystem

CHEYan-dong,LIUCai-xia

(SchoolofElectricalEngineering,AnshanTechniciansCollege,Anshan114014China)

Abstract:ThesystemusesSiemensS7-200tocontrolthedepthofdrillingprocess.Itcansolvetheproblemsoftraditionaldrllingaccuracy,lowefficiencyandintensivelaborofoperators.Thispaperdescribesthesystemprinciple,hardwarewiringdiagramandLadderProgrammingindetail.

Keywords:Siemens;S7-200;CNCdrillingmachine

1引言

传统的普通钻床钻孔的精度和效率受到人工的熟练程度、疲劳程度等人为因素影响较大，要想达到高精度和高效率就十分不容易。基于此问题，我们开发了数控钻床，它可以按照输入的进刀曲线连续工作，钻孔精度可达0.01mm.采用PLC定时器编程可定时自动循环加工，以提高工作效率。本系统是为岫岩玉器加工厂原有钻床的改造而设计，造价不高，精度远远满足加工需求，具有很高的性价比。

2系统控制要求及原理

钻床主要由进给电机M1、切削电机M2、进给丝杠、上限位行程开关SQ1、下限位行程开关SQ2、旋转编码器MD、光电开关SPH组成。钻床结构示意图如图1所示。M1转动，通过进给丝杠转动，使M2和钻头产生位移，M1正传为进刀，反转为退刀。SQ1、SQ2之间

的距离即为钻头的移动范围，并且SQ2提供下限位的超行程保护。旋转编码器MD将进给丝杠的进给转数转换成电脉冲个数，可对钻头进给量进行精确控制。光电开关SPH是钻头的检测元件，从SPH光轴线(图中虚线所示)至工件表面的距离称为位移值，工件上的钻孔深度与位移值之和就是脉冲数的控制值。如进给丝杠的螺距是10mm,MD的转盘每转一周产生1000脉冲，可知对应一个脉冲的进给量是10/1000=0.01mm。如果要求孔深15.75mm,又已知工件表面到SPH光轴线的距离为10mm,那么将控制值设为(15.75+10)/0.01=2575个脉冲数就可以了。可见该钻床钻孔深度的精度可达0.01mm。该钻床的工作方式为自动控制并设置手动控制环节，手动控制为点动，以便调整或PLC故障时手动操作。电源的引入使用电源接触器KM1。在紧急情况下，按紧急停车按钮就可以将PLC控制系统切除电源。

收稿日期：2010-01-12

—TechniquesofAutomationApplications|87

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图1钻床结构示意图

3确定输入/输出设备及分配表

在此系统中，手动控制只是要求点动，且只是在PLC故障时使用，所以将手动控制按钮SB2、SB3、SB4直接与负载相连，不在PLC输入端接入。需接入PLC的输入/输出设备如表1。其中输入信号7个，输出信号4个。

表1输入/输出分配表

编程元件

编程地址

说明

输入元件

I0.0

旋转编码器MD

I0.1

启动按钮SB1

I0.2

上限位行程开关SQ1

I0.3