西门子模块6ES7513-1FL02-0AB0详细说明
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台达PLC控制方案
3.1PLC双轴伺服
由于使用了双轴伺服控制，所以方案中使用的是32EH00T2型PLC主机做定位控制，同时利用中断方式来实现轴向定位的切换。由于使用的是接触式传感器（X0）外部中断来做脉冲禁止，然后切换到长度定位，同时使用的是丝杆传导，所以精度问题可以保证（0.1mm以内），具体的PLC系统如图2所示；控制工艺流程如图3所示。
图2PLC系统结构图
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图3PLC控制工艺流程
：本文主要介绍了双轴伺服切管机的设计原理，同时介绍了利用我们台达的PLC、伺服、TP04G在轴承切管机上的整体解决方案，并且相比之前的切管机比较在自动化水平、加工效率、废料率等均有显著的提升。
关键词：双轴伺服切管、A系列伺服、32EH00T2、中断脉冲禁止
1 引言
轴承切管机是轴承加工领域的初工序加工机械，它主要是把空心管按照轴承高度的需要，切成等长尺寸的小圈，通常机器在一个轴承加工厂里面需要很多台机床连续工作。以往的切管机是在机械上调整切管的长度，也就是送一次料到平头，然后伺服或者步进控制的刀头切一次料，然后再送一次料，这样循环，但是往往这样的切管效率比较低下，而且送料部分经常因为送不到位，而导致机械定位不准确而切出来的圈不合格，增加报废率，针对此问题，设计了一种新型的双轴切管机，也就是圈的长度不是靠送料和平头来保证，而是通过伺服定位来确定圈长，同样一次送料可以连续切好多个产品，并且没有废料，可以做到真正的高效全自动切管，而且全方位的保护功能，可以保证一个工人可以同时管至少三台以上这样的机器，在人力成本不断增加的现在，此机器势必成为此领域的佼佼者。
2 双轴伺服切管机自动化系统设计
双轴伺服切管机核心的部分是两轴伺服的循环配合动作，一轴为拖板轴向轴，另一轴为切刀切向轴，拖板轴向轴主要是做圈长定位用的，（a）当轴向往管的方向走的时候，当定位传感器碰到管的头部的时候就确认管的位置，进PLC硬件中断，进行脉冲禁止，然后再根据切管的长度做一个补偿定位；（b）定位完毕切向切刀进行切管，切管完毕；轴向继续前进重复a,b的动作，直至切到管子送料的末端，也就是极限位置，轴向退回，然后送料，送料完毕，重复a,b动作，这就是双轴伺服切管的基本的动作流程。双轴伺服切管机与普通切管机的机械构架如图1所示。
图1双轴伺服切管机与原先普通切管机的机械构架示意
图1 机器完整外形图
2 工艺分析
多晶硅切断机床为多晶硅生产出来后，用于将两端头去掉或用于多晶硅坯料的锯段成指定长度产品的设备。
此设备的工艺过程分析如图2所示：
图2 多晶硅切断机床工艺过程分析框图
首先在工作台上用专用夹具装夹多晶硅坯料工件，然后调整好锯带张力，之后，启动锯带（锯带的速度由变频器控制），然后工作台会根据设好
的工艺参数进行送料，首先工作台带动坯料快速靠近锯带，然后转为慢速进行边缘切割，速度慢，是由于多晶硅坯料表皮较硬，速度过快容易损坏锯带；切完表皮后，接着转为匀速正常切割，此过程要求送料速度极其稳定，这样，切出来的料表面平整度才好。切到后，又转为边缘切割，直到把坯料切断，切断后，工作台快速返回原来的工作原点，等待操作人员将成品拿下，换上新坯料。
对于客户的工艺要求，我们在选型中，有三点要特别考虑：
（1）动锯带的轮子直径较大，设备负载属于恒转矩负载，切割时线速度较高，还要较快的停车速度，因此需要变频器有较大的容量和制动能力；
（2）作台进给是由伺服电机带动滚珠丝杠，切割时，为了保证光洁度，进给速度很慢，这就要求伺服低速稳定性能好。
（3）客户要求设备在参数设置后，能**显示此坯料的加工时间，并在工作中，实时显示当前状态和切割进度，还要求显示锯带的实时转速。
3 系统方案
3.1 电气配置清单：
根据以上工艺要求，我们为客户配置的系统硬件配置如下：
(1)PLC: DVP40ES200T*1
(2)人机界面： DOP-B07S201
(3)变频器: VFD075B43A+制动电阻
(4)开关电源：PMC-024V100W1AA
3.2 系统方案图如下：
系统的控制框图如图3所示：
主控部分采用台达新推出的ES2 PLC，该系列PLC是台达新型小型PLC，具有2路100K脉冲频率输出功能，利用台达运动控制指令控制台达ASDA-AB伺服，配合伺服合适的电子齿轮比，可以达到很高的控制精度。另外， ES2 PLC具有3个独立通讯口，COM1为RS232, COM2,COM3为RS485界面，锯带变频器的频率就是ES2 PLC 利用其COM2口通讯给的，并且将锯带变频器当前的实时速度读回来，显示在屏上。
此外，此PLC还具有以下特点：
16k steps大程序容量、数据存储器10k words
基本指令LD快执行时间0.54μs
大扩展IO点数—256点输入+16点输出 或 256点输出+16点输入
新增多种特殊运动指令—包括闭回路控制(DCLLM)、对标(Mark)、遮蔽(Mask)、立即变速度(DVSPO, DICF)(内含自动加减速)
多可达8个单相(2个100kHz、6个10kHz)或4组AB相高速输入
提供2点100kHz与2点10kHz高速输出
具有3个独立通讯口，COM1为RS232, COM2,COM3为RS485界面。具有变频器便利指令：包括正反转运行、停止等用于台达变频器。
显示部分为7寸台达触摸屏B07S201，此型号屏采用LED背光，画面清晰亮丽，对比度高，并且能耗小，使用寿命长。图4为显示屏在设备上实际应用的效果：
图4 显示屏在设备上的实际应用效果图
3.3 上位机画面说明：
首先在参数页设置好相关行程参数，如行程次数，距离和速度，低速度可达6um/sec。此处如图5所示：
图5 参数页设置画面
参数设置好手，将设备点动到合适位置，进入运行画面（如下图），设备就可正常工作了。此处如图6所示：
图6 系统运行画面
锯带选用的是台达通过型矢量变频器VFD-B系列460V，7.5KW机种，此款变频器启动力矩大，低速性能好，加配了制动电阻后（要将06-00参数设定为0），可快速停车，并能减少外部电网或负载回灌的能量对变频器的冲击。
送料机构均采用直线导轨加滚珠丝杆结构，由台达AB系列1.5KW伺服电机驱动，台达伺服具有PDFF控制构架，可在保证快速响应的同时，防止过冲，并且低速时速度平稳。
4 结语
本文介绍了台达自动化产品在数控多晶硅切断机床上的整合应用，整套方案提供了较为优异的控制性能及安全性，同时系统在提高准确控制的同时，也可提供校正及完善的报警自诊断功能。此设备今年5月调试完毕，设备厂对中达的快速OEM开发能力十分满意，觉得中达开发速度快，能贴近客户需求，并且产品性价比优异，性能也稳定可靠，让客户放心。设备交付终客户使用后，终客户也对此设备十分满意。。
