基于触摸屏和PLC的数控钻床研究

申屠振涛

摘  要：本文讲述了基于触摸屏和PLC的数控钻床研究，他们是组成本次所研究的数控钻床的关键，介绍了伺服电机、PLC以及触摸屏的选用以及电气原理图的设计。

关键词：数控钻床;西门子PLC;西门子触摸屏

中图分类号：TP273

中国制造2025是现阶段我国工业发展的战略，而数控技术则是中国制造2025中不可或缺的一部分。现阶段我国数控技术对数控生产设备也有更高的需求，要求数控设备更加的智能化，人性化，当然我国的数控生产厂家也研发出了各种不同的数控机床。但是，对于一些对产品有特殊要求的生产设备，这样的设备通常界面复杂，操作困难，而且价格也是相对较贵，使得一些中小型企业没有这样的设备。所以界面简单易懂，操作简洁明了，而且价格又不贵的数控系统就很有必要出现。我采用触摸屏和PLC的控制作为数控钻床的核心来进行研究改造数控钻床。

1伺服电机选用以及PLC、触摸屏的选用，连接伺服电机的图

伺服电机需要三台（X，Y，Z轴）以及一台主轴电机，因为是小型台钻，所以选用的是750W的西门子S-1FL6伺服电机以及1500W的主轴电机。接下来是PLC的选择，因所需的要求，此次研究采用的的PLC是西门子S7-200 PLC 此PLC应用领域极为广泛，集成的24V负载电源，可直接连接到传感器和变送器，拥有4个不同的基本型号的8种CPU可应对各种不同的场合。然后选择了可以与之相配合西门子smart-700触摸屏，800x480dpi宽屏显示设计与传统屏幕相比具有更大的可视面积，使单个画面中可以显示更多的信息。拥有高端的arm处理器，主频能够达到400MHZ，集成的RS 422/485通讯口可以和市场主流的小型PLC建立稳定可靠的通讯连接。伺服驱动器则采用了西门子的SINAMICS V90驱动器，可以实现内部定位块功能，同时具有脉冲位置控制，速度控制，力矩控制模式。V90 支持即插即用式调试，伺服性能充分优化，与 SIMATIC PLC 快速集成，具有更好的可靠性。伺服电机采用SIMOTICS S-1FL6伺服电机，电机为自然冷却的永磁同步电机，能够支持3倍过载，可根据实际应用选配增量式或绝对值编码器，能够充分满足对动态性能、速度设定范围要求。俩者配套使用，形成更好的伺服系统。主轴变频器也是采用了西门子SINAMICS V20。

图1为连接伺服电机的简图。

2数控钻床电气原理图的设计

图2为电气原理图的简要设计，它是由西门子S7-200 PLC控制伺服电机，西门子smart-700触摸屏连接PLC，来控制西门子S7-200 PLC的运行，然后来完成数控钻床的X、Y、Z轴的移动，以及主轴的转速的调整。

3数控钻床PLC程序的编写

数控钻床的PLC程序的编写包括数控主轴模块PLC的编写以及数控机床控制系统的辅助功能模块PLC的编写。（包括主轴转速的调整，冷却液的开关，归零位的设置，X、Y、Z轴的工进、快进、快退、停止）。PLC与触摸屏控制钻床的加工要求：在触摸屏上，操作者可以简单明了的来实现自动、手动、启动、停止、急停等控制功能，并且还可以实现各辅助功能。下面是一个程序的截图

4工作原理以及具体能力

该设备的工作原理是由触摸屏发送指令给PLC，然后PLC来控制伺服驱动电路完成的，这些指令通过驅动电路的转换和放大，来驱动伺服电机以及主轴电机。触摸屏与PLC的合作极大地提高了数控钻床的工作效率，简单化了传统数控钻床的操作，更好的控制钻多个孔的位置精度，更快的完成钻孔，还能记录孔的参数。并且采用触摸屏和PLC组成的数控钻床也能够有效提升机器的性能，提升工作的精度和流畅性，改善工作效率。

5结语

运用了PLC与触摸屏的结合控制，界面显示简单，使用更加方便，更加人性化，运行更加安全可靠，提高了生产效率，功能精简，操作简单易懂，经济实用的一个数控系统就具有很大的发展优势。在以后触摸屏和PLC的组成的数控钻床不断的完善，将进一步体现其功能价值，会有更多的拓展性，会在更多的机床上得到采用。

参考文献

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