本论文详述永宏PLC在替代原数控深孔钻床的应用，特别是伺服定位及通讯。
关键词： 永宏PLC高功能主机 人机界面 伺服系统 变频器
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、 项目简介
1.项目位于深圳沙井创业工业区，为捷达机械公司开发。客户主要从事设备改造及非标设备设计。
1.1数控三座标深孔钻床简介：
采用外排屑法（枪钻法）进行加工。适用于钢、铸铁、有色金属等材料的深孔加工。 工作台垂直升降、水平平移及钻杆进给均为为数控控制。可加工箱体、轴、及异型零件，加工零件范围极广。广泛应用在模具、汽车零件及矿山机械行业加工中。
2.项目简要工艺流程（如下图）： 

3．动作说明
3.31每个工件都会有不确定的孔数，且每个孔的孔距都有不一样的情况。
3.32每次钻孔完后需要回到原点再进行下一次钻孔。
3.33每次放的工件数量会不一样 

二、 控制系统构成

1.可编程控制器部分
永宏 FBs-40MCT+FBs-CB5组成，完成整机开关量、位置控制、变频器通讯控制和
过程控制并对机器状态进行监控。

2.人机交互界面：
采用海泰克触摸屏与永宏PLC通讯，完成加工过程、工艺参数的显示及设定。

3．执行部分：
采用日本SHINKO（神钢）伺服电机，实现钻杆刀具的无级进给及精确定位。

4．通讯部分：
永宏 PLC 的PORT2 通讯端口和变频器的RS485 连接，以MODBUS 协议进行通讯，实
现主轴的无级调速控制。

5. 硬件方框图如下： 

三、 控制系统完成功能

1．软件设计

2.功能说明

2.1开机进入面板操作画面，选择手动操作，即可对相应项做手动操作。
2.2开机进入面板操作画面，选择全自动操作，在条件满足的条件下，再按下启动按钮即可实现自动运行。
2.3考虑到钻杆易断，且价格昂贵，数值输入时,必须要在停机状态且在手动状态下才可以输入,不可动态更改，且输入后要按确认键才可输入成功。
2.4在自动运行时，X轴必须要在原点处才可以启动，否则不动作。



3．定位功能及通讯说明

3.1回原点程序概述

永宏PLC采用命令表格式编辑的回原点专用指令（F140+F141指令），使用户一目了然。如下：

3.11程序说明： 

3.12命令表格说明：

图5.1-1（F140）指令

图5.1-2(F141)

3.2 需要实现在各位置处速度可调。因为钻孔深度不同，其速度需要作相应调整，否则钻杆容易断掉。永宏PLC支持NC定位的便利指令，且均以命令表格形式编辑，所以定位程序显得直观，可读性强，大大减少编程、调试的工作量。如下图所示： 

3.3脉冲控制时序图： 

3.4通讯部分：
3.41通讯程序：

3.42命令表格说明：


通过 RS485 硬件接口，由PLC 以ModBus 协议与变频器进行通讯，控制钻杆主轴实现无级调速。永宏PLC 在ModBUS 通讯方面有专用的便利指令FUN150.M_BUS，也是通过表格形式编辑，使得众多的参数一目了然，如下表即为读写变频器数据的通讯命令表格：

4.修改后用永宏PLC控制的深孔钻床：

图6－1 

图6－2

四、 项目运行
由于控制精度高、性能稳定、抗干扰性好，机床投入使用后得到用户好评，目前已服役半年，尚未反映有不良状况。
五、 应用体会
在本例中体现了永宏PLC单机四轴的优势，200KHz的脉冲频率可充分实现在空刀位的快速进给，简单易用的定位指令和通讯便利指令较它牌更好，大大减少了程序开发周期，而且大大降低了客户系统成本。
六、 参考文献
1.永宏可编程控制器使用手册I 和使用手册II.台湾永宏电机股份有限公司。
2.VFD-M变频器手册/中达电通。
3.松下伺服手册。