翠欧运动控制器MC206在轧辊磨床中的应用

研磨者 发表于 2007-12-8 13:37:15

翠欧运动控制器MC206在轧辊磨床中的应用

无锡开源集团特种磨床制造有限公司邹宇锋李建荣英国翠欧运动技术公司上海代表处赵铁男大型轧辊磨床广泛应用于冶金、铝加工、造纸、塑料等行业，可磨削圆柱形平辊，中高（凹）曲线磨削和任意曲线，锥面磨削。通过英国翠欧运动控制器MC206，控制三个伺服轴，即砂轮架X轴、中高机构U轴、拖板Z轴。能够实现任意曲线的运动控制，很方便地控制轧辊磨床的磨削曲线。通过日本三菱触摸屏，设置和显示相关的图形和参数，实现了人机对话。通过日本欧姆龙PLC，控制机床所有的逻辑动作。由于采用了世界一流的轧辊磨床制造技术，产品性能和加工精度均达到了世界先进水平。一. 硬件连接<img src=\"http://www.gkzhan.com/WebEditor/uploadfile/2006-11-10-16-50-48370.gif\" border=\"0\" alt=\"\" /><shapetype id=\"_x0000_t75\" coordsize=\"21600,21600\" ospt=\"75\" opreferrelative=\"t\" path=\"m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe\" filled=\"f\" stroked=\"f\"><stroke joinstyle=\"miter\"></stroke><formulas><f eqn=\"if lineDrawn pixelLineWidth 0\"></f><f eqn=\"sum @0 1 0\"></f><f eqn=\"sum 0 0 @1\"></f><f eqn=\"prod @2 1 2\"></f><f eqn=\"prod @3 21600 pixelWidth\"></f><f eqn=\"prod @3 21600 pixelHeight\"></f><f eqn=\"sum @0 0 1\"></f><f eqn=\"prod @6 1 2\"></f><f eqn=\"prod @7 21600 pixelWidth\"></f><f eqn=\"sum @8 21600 0\"></f><f eqn=\"prod @7 21600 pixelHeight\"></f><f eqn=\"sum @10 21600 0\"></f></formulas><path gradientshapeok=\"t\"></path><lock vext=\"edit\" aspectratio=\"t\"></lock></shapetype> 图一：以MC206为控制核心的控制系统布线图图一中左下端是翠欧公司的MC206(带绿色端子)、它是整个系统的控制核心。上端的欧姆龙PLC实现简单的I/O控制、右下端的安川伺服驱动器和电机是系统地执行元件。MC206单元本身有16个输入输出点，我们用了9个输入信号分别连接三个轴的参考点信号和限位信号。MC206通过串口B和欧姆龙C200HE的RS232接口连接进行通讯，这样PLC的输入信号和触摸屏的控制信号可以直接与MC206进行连接。MC206有四路模拟量输出信号，我们用了其中的三路与安川伺服单元相连，控制其三个伺服电机，硬件连接如图一所示。我们选用了ε－II系列SGDM型的伺服单元和SGMGH型伺服电机，伺服电机的控制方式为速度控制方式。MC206的第3号连接端子中V－是输出信号的公共端，V－和V0的信号输出到轴0，即X轴的伺服单元；同样V―和V1输出到轴1，即U轴的伺服单元；V―和V2输出到轴2，即Z轴的伺服单元。MC206中对应轴的编码器反馈接口分别与三个伺服的PG分频输出相连，这样由MC206实现了对三个伺服轴位置环路的闭环控制。二. 软件编程要编的程序主要包括：轴参数设置、通讯程序、手动方式程序、回参考点设置、自动方式程序、曲线插补程序。轴参数设置的内容主要有：轴的类型、轴的反馈极性、比例增益、加速度、减速度、硬限位开关、回参考点开关、软限位等。将MC206的串行端口1设置为HOSTLINK的主站协议，可以用HLM_READ(……)指令来读取OMRON的PLC内部数据，用HLM_WRITE(……)指令来改写其PLC内部的数据，以供触摸屏显示。在多数轧钢厂，要求轧辊表面为一正弦曲线。如轧辊长度为变量VR(2)，中高量为变量VR(1)，以下简单的编程就能满足正弦曲线的磨削：主轴运动程序如下：BASE(0,1) ‘基准轴为零轴和一轴RUN \"CAM\", 6 ‘按优先级6，运行电子凸轮程序REPEAT ‘重复循环开始DEFPOS(0,0) ‘定义双轴原点SRAMP AXIS(1)=5 ‘设定平滑固定加减速过程MOVE(2) AXIS(1) ‘正方向转两个单位WAIT IDLE AXIS(1) ‘直到该轴运动停止WA(200) ‘等待200毫秒MOVE(-2) AXIS(1) ‘反方向转两个单位WAIT IDLE AXIS(1) ‘直到该轴运动停止WA(200) ‘等待200毫秒UNTIL FALSE ‘没有错循环就不停止下面这段程序就是计算并执行电子凸轮功能（砂轮轴）FOR i =0 to 7200 TABLE(i, SIN(i＊PI/7200)) ‘此循环做数组表NEXT iREPEATCAMBOX(0,7200,VR(1),VR(2),1) ‘0轴跟随1轴做正旋曲线运动UNTIL FALSE以上公式实现的曲线如下图所示：<img src=\"http://www.gkzhan.com/WebEditor/uploadfile/2006-11-10-16-52-35161.gif\" border=\"0\" alt=\"\" />图二：两轴运动轨迹图图中蓝线表示主轴的速度轨迹，红线表示砂轮轴的位置运动轨迹。以下是我们在客户使用现场拍摄的一张轧辊磨床实物图片。图中左方的金属辊子就是要被磨削的工件。紧挨着该辊子的就是砂轮。整个机器操作可以通过仪表盘上的按钮和人机界面实现。图三：大型轧辊磨床工作现场<img src=\"http://www.gkzhan.com/WebEditor/uploadfile/2006-11-10-16-53-45379.gif\" border=\"0\" alt=\"\" />三. 结论采用以上方案，我们已经先后生产了5台轧辊磨床，第一台使用至今已有近两年的时间，根据用户的实际使用情况，机床的性能非常稳定。实践证明：翠欧运动控制器MC206在轧辊磨床中不失为一种既经济又有效的控制系统。

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