6ES7222-1BD22-0XA0质量保障

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 1 引言

现代制造业正从降低劳动力成本、产品成本，提高企业整体效率和质量的竟争，发展到全面满足顾客要求、积极开发新产品的竟争。知识——技术——产品的升级周期越来越短，产品批量越来越小，对质量、性能的要求更高，同时社会对环境保护、绿色制造的意识不断加强。因此敏捷**的制造技术将成为企业赢得竟争的重要途径。计算机信息技术和制造自动化技术的结合越来越紧密，作为自动化柔性生产重要基础的数控机床在生产机床中所占比例将越来越多。

2 数控平面磨床现状及数控系统

2.1 行业概览

平面磨床相对于车床、铣床等采用数控系统较晚，是因为它对数控系统的特殊要求。近十几年来，借助CNC技术，磨床上砂轮的连续修整，自动补偿，自动交换砂轮，多工作台，自动传送和装夹工件等操作功能得以实现，数控技术在平面磨床上逐步普及。近来国内大型机床展览会上，CNC磨床在整个磨床展品中已占大多数，全功能CNC平磨，已经成主流，在开发高档数控平磨的同时，开始积极发展中、低档数控平磨。

2.2 数控磨床*特需求

数控磨床行业*特需求，机床生产厂也积极开发机械部分，对磨床的数控系统，提出*特控制要求。主要有：

（1）斜轴控制：在轴向倾斜时，也可进行直线和圆弧插补。

（2）主轴摆动：在磨削中经常出现的运行循环，用外部信号中断执行程序，砂轮切入，砂轮修整等专用准备功能，编制固定循环程序。其不仅能使用外部测量装置，还能当连接上一个合适的测量头时能直接去控制装置与较终尺寸进行比较。

（3）强化固定磨削方法：根据磨削零件不同形状，有四种不同的磨削方法，具有砂轮轴角度倾斜控制功能，荒磨、粗磨、精磨、无火花磨削一整套磨削循环，砂轮修整补偿功能，修整器相对于被修整轮法线方向控制功能，修整滚轮外缘圆弧半径补偿功能，系统分辨率可设定为0.1μm，属于紧凑型数控系统。

（4）平面和成型磨削机床数控系统，对轴控扩展要求灵活;较多可控制9个坐标，其中6个坐标可联动，较小脉冲当量、移动当量和检测当量均为0.1μm，平磨上还采用了线性位置传感器[光栅尺，感应同步器]的全闭环方式。

（5）平磨制造厂自行开发软件，使用之更适合平面和成型磨削，如德国JUNG公司，采用该公司专用软件，用JUNGKONTUR编程语言对砂轮进行成型修整，并有图形辅助操作功能。日本冈本公司开发了OPL语言用于磨削加工，等等。

（6）直线电机、动平衡等技术、工艺的日益发展，又大大提高了机床的工效，适宜的测量技术应用对数控系统的开发利用，

2.3 坐标CNC成型磨床

坐标CNC成型磨床，其垂直和横向为数控轴，纵向为液压控制，砂轮修整采用安装在工作台上的金刚石滚轮，适用范围较广;三坐标CNC平面和成型磨床，床身用天然花岗岩制成，几何精度高，导轨用直线滚动导轨，机械驱动无反冲，从而保证工件有较好的表面光洁度;改进产品，床身选用人造花岗岩制作，纵向用静压导轨传动，垂直和横向导轨为预加荷直线滚动导轨，滚珠丝杠传动，三轴CNC控制及全数字AC伺服电机，0.5μm的分辩率。当代较新技术的磨床产品，发展为多种专用磨床，且具有可倾斜磨头，连续修整，斜切入磨削功能。

2.4 新技术瞭望

目前，随半导体集成度的不断提高，新推出的系统在结构上越来越紧凑，功能上增加了高速通讯，远程诊断，多机联网等等;操作界面向简单化发展，系统结构向紧凑型进步。执行速度快，单节预读处理数可达1000块，具有AART（预适应调节技术）及参数优化学习功能，可使跟随误差趋近于零，软件加工路径滤波器可降低切削过程中，因加速度变化过大所产生的机械共振，从而改善表面粗糙度;配用数字伺服，具备+、-10V类比伺服界面，PLC程序设计有梯形图、结构语句、功能块、指令码、流程图等五种语法，便于设计和维护;具有计算机远程通讯，即时远程维护功能。

3 结束语

对于数控系统的提供者，就采用灵活，开放的机构，较大程度的满足行业需求，融合多种技术应用，为加强机床的自动控制功能如虎添翼。同时也是中达数控在磨床行业的发展方向。

    两大阵营的分立

    市场细分之下，折页设备呈现出多样化的发展趋势，设备供应商会提供一系列的折页机，或是具有多个可选件的一种折页机，以满足市场细分下用户的诸多需求。在我国的折页机市场，国产品牌占有相当大的市场份额，北人、上海紫宏、湖南新邵和胜利伟业等一大批国产品牌制造商市场，他们中的一些甚至已经携折页机走出**，将产品推向世界。另一方面，一些**凭借良好的技术、过硬的产品、丰富的产品线及个性化的解决方案稳踞高端市场，如大家熟悉的海德堡斯塔尔、MBO、日本正荣等，他们不仅代表了现今折页技术发展的高端水平，也是目前国内应用较多的**。

    王淮珠：我国折页机制造业从20世纪50年代发展至今，从较初的式低速机发展到栅混合式及全栅栏式高速机，从手工输纸发展到自动输纸，折页速度、质量水平不断提升，折页功能不断完善。折页是印后加工的关键工序，其效率制约着印刷与印后环节的生产效率。伴随近年来书刊印后加工工艺的多样化、页张折叠式样的复杂化，以及出版周期缩短、加工速度加快的新形势，市场对折页机的功能与使用又提出了新要求。为满足用户的各类需求，各折页设备制造商仍在积极研发各种具有优异性能的折页机。

    李永强：从某种意义上讲，折页机折射出了折页技术的发展历程。目前，国内市场上的折页机主要有栅混合式和全栅栏式两个类型。栅混合式折页机通常用于批量较大、常规开本的普遍书刊折页；全栅栏式折页机主要用于加工商业、包装印刷品，如宣传册等各种规格的折页产品，小到包装内的小型说明书，大到地图、海报，全栅栏式折页机由此得名“**折页机”，是市场上公认的性能稳定的**折页设备，而且，目前市场上的高端折页设备大都采用全栅栏式折页方式。

    目前，国产折页机的主流是栅混合式折页机。现在国产高档栅混合式折页机和全栅栏式折页机都有了很大进步，主要表现为：普遍采用PLC和变频调速控制、人机界面显示等新技术，并适时推出了电控折页机。生产中，机械折页机应用越来越少，电控折页机开始取而代之。

    消费心理的剖析

    经过多年的发展和积累，印刷企业形成了自己的经营特色，同时积累了资本。无论是印前、印刷设备还是印后设备，一旦印刷企业有了切实的设备购置需求，似乎都秉承着这样一条“法则”——“适合的才是较好的”，映射到折页机上，也是同样的道理。

    刘先生：以市场为先导，市场需求是大多数印刷企业购置折页机的主导因素。对于他们而言，印后加工设备处于辅助地位，基本上不会直接产生利润，加之与印刷机搭配生产，所以折页机等后道设备的购置主要依据的是市场需求，并结合企业自身的业务结构、资金储备等实际情况，选购适合的设备。

    在现阶段，以书刊装订为主的小型印刷企业很多，由于资金有限，再加上利润微薄，企业不愿意花重金或者没有足够的资金用于购置自动化程度较高的折页机。

PLC的用户程序，是设计人员根据控制系统的工艺控制要求，通过PLC编程语言的编制规范，按照实际需要使用的功能来设计的。只要用户能够掌握某种标准编程语言，就能够使用PLC在控制系统中，实现各种自动化控制功能。

根据**电工**制定的工业控制编程语言标准（IEC1131-3），PLC有五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言

PLC编程语言较常用的两种编程语言，一是梯形图，二是助记符语言表。下面就分别来介绍五种标准化编程语言：

1、梯形图语言（LD）

梯形图语言是PLC程序设计中较常用的编程语言。它是与继电器线路类似的一种编程语言。由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉，因此，梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。

梯形图编程语言的特点是：与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有继电器控制相一致，电气设计人员易于掌握。

梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，应用时，需要与原有继电器控制的概念区别对待。

2、指令表语言（IL）

指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言，和汇编语言一样由操作码和操作数组成。在无计算机的情况下，适合采用PLC手持编程器对用户程序进行编制。同时，指令表编程语言与梯形图编程语言图一一对应，在PLC编程软件下可以相互转换。图3就是与图2PLC梯形图对应的指令表。

指令表表编程语言的特点是：采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于掌握；在手持编程器的键盘上采用助记符表示，便于操作，可在无计算机的场合进行编程设计；与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本一致。

3、功能模块图语言（FBD）

功能模块图语言是与数字逻辑电路类似的一种PLC编程语言。采用功能模块图的形式来表示模块所具有的功能，不同的功能模块有不同的功能。

功能模块图编程语言的特点：功能模块图程序设计语言的特点是：以功能模块为单位，分析理解控制方案简单容易；功能模块是用图形的形式表达功能，直观性强，对于具有数字逻辑电路基础的设计人员很容易掌握的编程；对规模大、控制逻辑关系复杂的控制系统，由于功能模块图能够清楚表达功能关系，使编程调试时间大大减少。

4、顺序功能流程图语言（SFC）

顺序功能流程图语言是为了满足顺序逻辑控制而设计的编程语言。编程时将顺序流程动作的过程分成步和转换条件，根据转移条件对控制系统的功能流程顺序进行分配，一步一步的按照顺序动作。每一步代表一个控制功能任务，用方框表示。在方框内含有用于完成相应控制功能任务的梯形图逻辑。这种编程语言使程序结构清晰，易于阅读及维护，大大减轻编程的工作量，缩短编程和调试时间。用于系统的规模校大，程序关系较复杂的场合。图5是一个简单的功能流程编程语言的示意图。

顺序功能流程图编程语言的特点：以功能为主线，按照功能流程的顺序分配，条理清楚，便于对用户程序理解；避免梯形图或其他语言不能顺序动作的缺陷，同时也避免了用梯形图语言对顺序动作编程时，由于机械互锁造成用户程序结构复杂、难以理解的缺陷；用户程序扫描时间也大大缩短。

5、结构化文本语言（ST）

结构化文本语言是用结构化的描述文本来描述程序的一种编程语言。它是类似于高级语言的一种编程语言。在大中型的PLC系统中，常采用结构化文本来描述控制系统中各个变量的关系。主要用于其他编程语言较难实现的用户程序编制。

结构化文本编程语言采用计算机的描述方式来描述系统中各种变量之间的各种运算关系，完成所需的功能或操作。大多数PLC制造商采用的结构化文本编程语言与BASIC语言、Pascal语言或C语言等高级语言相类似，但为了应用方便，在语句的表达方法及语句的种类等方面都进行了简化。

结构化文本编程语言的特点：采用高级语言进行编程，可以完成较复杂的控制运算；需要有一定的计算机高级语言的知识和编程技巧，对工程设计人员要求较高。直观性和操作性较差。

PLC适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。

1.在安装PLC时，要避开下列场所：

（1）环境温度**过0~50℃的范围；

（2）相对湿度**过85%或者存在露水凝聚（由温度突变或其他因素所引起的）；

（3）太阳光直接照射；

（4）有腐蚀和易燃的气体，例如、等；

（5）有打量铁屑及灰尘；

（6）频繁或连续的振动，振动频率为10~55Hz、幅度为0.5mm（峰-峰）；

（7）**过10g（重力加速度）的冲击。

小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法，一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准）轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境**过55C，要安装电风扇，强迫通风。

为了避免其他外围设备的电干扰，可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备，可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。

当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至*损坏。

2.电源接线

PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。

FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。

如果电源发生故障，中断时间少于10ms，PLC工作不受影响。若电源中断**过10ms或电源下降**过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均同时断开。当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行。

对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的抵制能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。

3.接地

良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接上专用地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能*近PLC。

4.直流24V接线端

使用无源触点的输入器件时，PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。

PLC上的24V接线端子，还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V端子作传感器电源时，COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员，则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外，任何外部电源不能接到这个端子。

如果发生过载现象，电压将自动跌落，该点输入对可编程控制器不起作用。

每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，因此在这种情况下，24V电源端子向外供电流的能力可以增加。

FX系列PLC的空位端子，在任何情况下都不能使用。

5.输入接线

PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线，一般指外部传感器与输入端口的接线。

输入器件可以是任何无源的触点或集电极开路的NPN管。输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，同时输入指示的发光二极管亮。

输入端的一次电路与二次电路之间，采用光电耦合隔离。二次电路带RC滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起PLC误动作。

若在输入触点电路串联二极管，在串联二极管上的电压应小于4V。若使用带发光二极管的舌簧开关，串联二极管的数目不能**过两只。

另外，输入接线还应特别注意以下几点：

（1）输入接线一般不要**过30m。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。

（2）输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开。

（3）可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度，应大于扫描周期的时间。

6.输出接线

（1）可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。

（2）输出端接线分为独立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。

（3）由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。

（4）采用继电器输出时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，因此继电器工作寿命要求长。

（5）PLC的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以控制。

此外，对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得可编程控制器发生故障时，能将引起伤害的负载电源切断。

交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。