汇川PLC在水钻机控制系统上的应用

• 关键词： 五轴高速定位、实时脉冲修改、PLC、步进系统
• 摘要：本文主要介绍通过PLC控制多个步进电机对仿钻材料进行斜面磨削，抛光的系统方案，汇川H2U系列PLC强大的高速定位功能及产品的稳定性能，大大提高了水钻机的生产精度及速度

一、前言

   水钻是一种俗称，其主要成份是水晶玻璃，是将人造水晶玻璃切割成钻石刻面得到的一种饰品铺件，水钻一般用于中档的饰品设计中，这种材质因为较经济，同时视觉效果上又有钻石般的夺目感觉，在服装、鞋业、首饰、灯饰等各个行业得到广泛的应用，市场需求越来越大。

   目前市场上主要有滚筒式和平磨式两种机型。传统的滚筒式机型加工速度慢，精度不高，加工效率比较低，通过滚筒式的磨抛加工，生产的产品表面容易产生一定的弧度，从而使产品对光的折射有很大的影响，平磨式设备在原基础上，做了很大改动，克服原有缺点，使加工更加方便快捷稳定，得到了更广泛的应用。

   市场对水钻加工的速度及精度的要求越来越高。随着自动化技术的不断发展，通过触摸屏 PLC控制步进电机对水钻进行换面、摆角、磨削能大大提高水钻设备的精度及速度。

   本文介绍了通过汇川PLC控制五个步进电机对水钻产品的加工系统及流程。

二、系统介绍

   为提高生产效率，同一磨盘采用双铝排模式工作，使用5套步进系统，每一铝排都采用步进电机控制摆角角度及换面角度，同时使用步进电机控制磨盘或抛盘升降高低，以此控制磨削高度。通过HMI PLC的控制方式，可以方便地对摆角次数，换面次数进行设定，从而生产出不同形状的水钻产品。

   材料成型主要通过PLC控制步进电机转一定角度后，再通过磨盘上升一定角度，将材料一面磨平。以换面为例：如图一，铝排有步进电机带动旋转一周，则排针带着材料按一定方向转动一个角度（根据铝排的选型而有所不同），如图二，材料通过转一角度换面后，磨盘根据设定的高度，将材料抹去一平面。相同的原理，摆角通过另一步进电机控制整个铝排及换面电机一起转动，将材料转到另一个摆角，再重新换面。

   该系统主要分两道工序，先磨削，后通过抛盘抛亮水钻，每道工序都由PLC控制步进电机进行摆角、换面、主轴升降三大部分动作。收线对材料进行磨削：各个电机先寻原点，按设定的高度对材料进行磨边。换面次数达到设定次数后磨盘回归原点，同时进行下一个摆角，之后循环换面磨边，直到摆角次数达到设定次数后，电机全部回归原点 ，磨削工序借宿，材料通过磨削工序已经基本成型，再进入抛光工序，通过抛盘以相同的摆角与换面动作抛光后，材料表面更加平滑、晶莹剔透。动作流程图如下

三、汇川PLC方案优势

   1、目前一般PLC都是自带两路高速脉冲输出，对于多路高速脉冲输出，采用多台PLC联机控制，但这种控制方案响应速度慢，联动性差，同时通过通信联机容易受到现场干扰严重；汇川H2U系列PLC的H2U-3232MTQ，采用高性能CPU新片，自带5路高速脉冲输出，可以同时驱动5路步进电机独立运行，精确地控制电机转动的角度，极大提高了响应速度及抗干扰能力。

   2、汇川PLC通过修改特殊标志位（M8135、M8136等）以及特殊寄存器（D8104、D8165等）可以将各路高速脉冲输出的加减速时间独立设定，在控制步进电机时能更快速的实现定位控制。

   3、脉冲发送过程中可以实时修改。通过特殊标志性（M8135~M8139)可以在脉冲发送过程中，通过中断信号实时对脉冲发送量进行更改，在寻原点或脉冲补偿控制上得到广泛的应用。

四、结束语

   由于汇川H2U系列PLC HMI控制5轴步进的水钻级系统使用灵活，功能多样，同一设备生产的品种多样，同时大大提高了生产速度，也节省了人力资源。各种故障报警都可以通过HMI上显示查看，操作简单易懂，脉冲控制定位精准，调试效果得到了客户的肯定