宏程序在实现模拟主轴与插补轴应用..docx

宏程序在实现模拟主轴与插补轴应用　　1.特殊工作机械的工作要求　　某客户生产的PVC彩带点印机其控制系统采用三菱E60数控系统，其中彩带放卷部分采用变频器+三相电机，定长控制和点印采用2伺服轴控制。该机械的动作要求是：　　（1）以“放卷速度”为基准速度，“定长控制轴”和“点印轴”做插补运行。要求“定长控制轴运行速度“与“放卷速度”相同。　　（2）以下运行参数可以在显示屏上任意设置：　　（a.）放卷速度；在操作面板上还可以可以随时调节放卷速度；　　（b）定长长度；（根据产品型号可修改定长长度）　　（c）点印头个数；（根据产品型号可修改装在点印轴上的点印头个数）　　2.控制系统的解决方案　　针对客户工作机械的要求，经过综合分析E60数控系统的功能决定采用以下解决方案：　　（1）将“放卷变频器”作为数控系统的模拟主轴。E60数控系统自带一“模拟输出”接口,可以控制变频主轴。这样可以在加工程序中直接发出主轴运行S指令设定变频主轴的转速。E60系统在手动方式下也可以发出S指令。　　（2）在程序中发出S指令后，还可以通过操作面板上的旋钮调节主轴速度，调节的精度可以通过PLC程序预先设定。　　（3）主轴S指令通过变量进行设置。插补轴的运行速度也通过变量计算。通过变量计算使主轴运行速度与定长控制轴的速度相等。这可以满足工作机械的主要要求。　　（4）定长长度，点印头个数也设置为变量。满足客户可以随时修改这些数值的要求。　　（5）将所有这些变量计算编制为宏程序。在主程序运行时调用宏程序以满足运行要求。　　3.对模拟主轴速度的计算：　　（1）主轴S指令　　在机械结构中，放卷压轮的驱动链为“变频器---普通三相电机---减速箱---放卷压轮“其中变频器可作为“模拟主轴”，其转速可在加工程序中由S指令发出如下：　　N10S1000M3　　在以上程序段中，S1000就是主轴转速指令，在加工程序中发出该指令后，系统经过计算，（特别是需要计算主轴倍率调节等因素）发出模拟量信号电压给变频器。变频器根据模拟量信号调节频率驱动电机运行。（2）与主轴运行相关的参数　　与主轴运行相关的参数如下：　　#1039-----是否有主轴　　#1024----模拟主轴连接　　#1001-----主轴最大转速　　参数#1001与模拟量信号有重要关系。其意义是“在模拟信号=10V时的转速”。因此，必须将该参数设置成为主轴电机在50HZ时的额定转速。如果主轴电机在50HZ时的额定转速=1480R/M,则设置#1001=1480；　　这样，在写S指令时，写入S1000,就可以获得变频驱动主轴电机=1000R/M。　　（3）主轴倍率的影响。　　NC系统还提供了主轴速度调节功能。即在设定了S指令后还可以通过外部旋纽调节主轴速度。这需要在PLC程序中处理。主轴倍率寄存器=R148。通过宏程序接口R74将主轴倍率设为#1033，则主轴最终实际速度（#2000）　　#2000=S指令速度*主轴倍率　　#2000=#100*#1033—————（1）　　（变量定义及设置见5.1表1）　　图1.主轴倍率的变量处理　　图1.是将主轴倍率的数据通过宏程序接口转变为宏程序变量#1033的PLC程序。这是在进行宏程序计算时必须的变量。　　（4）放卷电机压轮实际线速度　　#105=k*#2000--------------（2）　　#105---放卷压轮实际线速度　　#2000=实际主轴转速指令　　K=(3.14*#102)/#101　　#101=主轴减速比　　#102=放卷压轮直径　　K=(3.14*放卷压轮直径)/减速比　　(当机械系统确定后，K是个定值)　　在进行主轴压轮线速度计算之前：必须设定　　#101=主轴减速比　　#102=放卷压轮直径4.插补轴的合成速度和分量速度　　4.1牵引电机的线速度计算　　主轴线速度是整条生产线的基准速度，牵引电机轴的速度必须与主轴线速度相等。这是设定插补轴线速度的原则：　　图2插补运行各轴速度计算　　在如下程序中　　N10S#100M3G91G01XA.YBF#115　　F----指定的是插补运行的合成速度。合成速度在X和Y轴上的分解速度,如下式所示：　　A----X轴移动距离　　B---Y轴移动距离　　F---联动速度　　Fx----X轴速度　　插补运行的合成速度如下式：　　而Fx必须与主轴压轮线速度相等　　Fx=K*#2000，则　　(4)-----是用变量表示的合成速度计算公式　　5变量设置及宏程序编制　　5.1变量的设置　　在宏程序运行前必须设置下列变量：序号变量号变量功能设置样例备注1*#100主轴S 指令转速#100=12002#2000实际主轴转速指令计算经主轴倍率调节3*#101主轴减速比#101=254*#102主轴压轮直径#102=1005#105