中文摘要：本論文詳述永宏PLC在替代原數控深孔鉆床的應用，特別是伺服定位及通訊。
關鍵詞： 永宏PLC高功能主機 人機界面 伺服系統 變頻器
Abstract: This paper described in the original and FATEK FBs-PLC control instead of the deep hole drilling, especially the servo positioning and communication.
Key Words：FBs-PLC、 HMI、 Servo system、Frequency converter

一、 項目簡介

1.項目位于深圳沙井創業工業區，為捷達機械公司開發。客戶主要從事設備改造及非標設備設計。

1.1數控三座標深孔鉆床簡介：

采用外排屑法（槍鉆法）進行加工。適用于鋼、鑄鐵、有色金屬等材料的深孔加工。 工作臺垂直升降、水平平移及鉆桿進給均為為數控控制。可加工箱體、軸、及異型零件，加工零件范圍極廣。廣泛應用在模具、汽車零件及礦山機械行業加工中。

2.項目簡要工藝流程（如下圖）：

3．動作說明

3.31每個工件都會有不確定的孔數，且每個孔的孔距都有不一樣的情況。
3.32每次鉆孔完后需要回到原點再進行下一次鉆孔。
3.33每次放的工件數量會不一樣

二、 控制系統構成

1.可編程控制器部分

永宏 FBs-40MCT+FBs-CB5組成，完成整機開關量、位置控制、變頻器通訊控制和過程控制并對機器狀態進行監控。

2.人機交互界面：

采用海泰克觸摸屏與永宏PLC通訊，完成加工過程、工藝參數的顯示及設定。

3．執行部分：

采用日本SHINKO（神鋼）伺服電機，實現鉆桿刀具的無級進給及精確定位。

4．通訊部分：

永宏 PLC 的PORT2 通訊端口和變頻器的RS485 連接，以MODBUS 協議進行通訊，實現主軸的無級調速控制。

5. 硬件方框圖如下：

三、 控制系統完成功能

1．軟件設計

2.功能說明

2.1開機進入面板操作畫面，選擇手動操作，即可對相應項做手動操作。

2.2開機進入面板操作畫面，選擇全自動操作，在條件滿足的條件下，再按下啟動按鈕即可實現自動運行。

2.3考慮到鉆桿易斷，且價格昂貴，數值輸入時,必須要在停機狀態且在手動狀態下才可以輸入,不可動態更改，且輸入后要按確認鍵才可輸入成功。

2.4在自動運行時，X軸必須要在原點處才可以啟動，否則不動作。

3．定位功能及通訊說明

3.1回原點程序概述

永宏PLC采用命令表格式編輯的回原點專用指令（F140+F141指令），使用戶一目了然。如下：

3.11程序說明：

3.12命令表格說明：

圖5.1-1（F140）指令

圖5.1-2(F141)

3.2 需要實現在各位置處速度可調。因為鉆孔深度不同，其速度需要作相應調整，否則鉆桿容易斷掉。永宏PLC支持NC定位的便利指令，且均以命令表格形式編輯，所以定位程序顯得直觀，可讀性強，大大減少編程、調試的工作量。如下圖所示：

3.3脈沖控制時序圖：

3.4通訊部分：

3.41通訊程序：

3.42命令表格說明：

通過 RS485 硬件接口，由PLC 以ModBus 協議與變頻器進行通訊，控制鉆桿主軸實現無級調速。永宏PLC 在ModBUS 通訊方面有專用的便利指令FUN150.M_BUS，也是通過表格形式編輯，使得眾多的參數一目了然，如下表即為讀寫變頻器數據的通訊命令表格：

4.修改后用永宏PLC控制的深孔鉆床：

四、 項目運行

由于控制精度高、性能穩定、抗干擾性好，機床投入使用后得到用戶好評，目前已服役半年，尚未反映有不良狀況。

五、 應用體會

在本例中體現了永宏PLC單機四軸的優勢，200KHz的脈沖頻率可充分實現在空刀位的快速進給，簡單易用的定位指令和通訊便利指令較它牌更好，大大減少了程序開發周期，而且大大降低了客戶系統成本。

參考文獻
1.永宏可編程控制器使用手冊I 和使用手冊II.臺灣永宏電機股份有限公司。
2.VFD-M變頻器手冊/中達電通。
3.松下伺服手冊。