引言： 自動(dòng)化行業(yè)在對(duì)高速度/高精度要求不斷提高的同時(shí)，對(duì)操作的親和性與方便性的要求也不斷提升。下面借壓模沖孔機(jī)的應(yīng)用介紹中達(dá)數(shù)控與臺(tái)達(dá)伺服在該方面應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)與之供享。
一、規(guī)格與技術(shù)要求
壓模沖頭由液壓驅(qū)動(dòng)，工作速度: 200次/分鐘 X，Y工作臺(tái)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 傳動(dòng)為滾珠絲杠，直徑D=25mm 螺距:T=10mm X軸滾珠絲杠長(zhǎng)度 L=1100mm Y軸滾珠絲杠長(zhǎng)度 L=1100mm 快速定位:20000mm/min 定位精度: 0.02mm 重復(fù)定位精度:0.005mm 機(jī)械原點(diǎn)返回精度:0.005mm 工件存儲(chǔ)能力:1000組 工件個(gè)數(shù)記憶能力 優(yōu)化工件密排
二、系統(tǒng)方案比較與確定
原方案采用PLC+步進(jìn)馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此方案速度低沖壓速度80—100次/分鐘，定位精度差，且為單一工件程序存儲(chǔ)能力，不能完全滿足上述的要求。 現(xiàn)方案采用CNC數(shù)控系統(tǒng)+2套ASDA伺服馬達(dá)，完全滿足上述的技術(shù)要求。
三、可行性分析
1.伺服馬達(dá)的選型 a)快速定位 滾珠絲杠的螺矩=10mm 本機(jī)械采用直連方式;伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分鐘;直線速度 F= T*n =10*2000=20000mm/min 滿足快速要求。 b)負(fù)載慣量計(jì)算 計(jì)算JL之公式
計(jì)算得知負(fù)載慣量：30.05 Kg.c㎡
伺服馬達(dá)的慣量為: 6kg. c㎡
Tl=(F*L/2πμ)+T0
式中:Tl—折算到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩(N.M)
F—軸向移動(dòng)工作臺(tái)時(shí)所需要的力
L—電機(jī)軸每轉(zhuǎn)的機(jī)械位移量(M)
To—滾珠絲杠螺母，軸承部分摩擦轉(zhuǎn)矩折算到伺服電機(jī)軸上的值(N.M)
Μ—驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率
計(jì)算得知負(fù)載轉(zhuǎn)矩:4.29N.M
故此選用ASDA 1kw中慣量的伺服電機(jī)。
額定轉(zhuǎn)矩4.8N.M 轉(zhuǎn)子慣量:5.98Kg. c㎡
2.控制系統(tǒng)
A)TNC 快速I(mǎi)/O指令，滿足高速壓模沖頭的快速需求。
B)電壓命令型伺服指令接口，閉回路位置控制，分辨率0.001，滿足定位精度/重復(fù)定位精度需求。 500kpps編碼器的采集能力滿足快速定 20000mm/min的需求。
C)TNC具有強(qiáng)大的MACRO功能，完成復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算。
D)128k的存儲(chǔ)容量 可以存儲(chǔ)1000個(gè)宏程序。
E)內(nèi)藏式plc滿足機(jī)床輔助功能的需求。例如:板材的夾緊與放松;自動(dòng)上下料，機(jī)床的行程保護(hù);油壓頭的動(dòng)作與保護(hù);模具的夾緊/放松及保護(hù)。
緊急復(fù)歸按鍵：當(dāng)馬達(dá)撞到極限開(kāi)關(guān)時(shí)，由于安全因素所以會(huì)由硬體線路來(lái)切斷SERVO ON信號(hào)，所以此時(shí)無(wú)法使用手動(dòng)或自動(dòng)方式來(lái)回到正常工作范圍內(nèi)，這時(shí)只要按下緊急復(fù)歸鍵，強(qiáng)制馬達(dá)SERVO ON，就可以用手動(dòng)(JOG)來(lái)將馬達(dá)回到正常工作范圍內(nèi)。
沖孔動(dòng)作分析：當(dāng)軸向移動(dòng)到定點(diǎn)時(shí)，會(huì)先確認(rèn)沖床是否在上位，如果在上位，送出沖孔命令，再等待沖床下定位回授信號(hào)，才把沖孔命令取消。
再等待沖床上定位命令進(jìn)來(lái)，軸向再繼續(xù)移動(dòng)。 緊急停止線路建議接法： 例：ASDA伺服驅(qū)動(dòng)SERVO ON信號(hào)為干節(jié)點(diǎn)。
四、系統(tǒng)控制方案規(guī)劃
設(shè)定操作頁(yè):【板寬】、【板長(zhǎng)】、【起始坐標(biāo)】、【工作間距】、【行間距】、【行偏移量】
程序動(dòng)作圖解
3.用戶宏程序
變數(shù):#10=每行孔數(shù)
#14=最后一行孔數(shù)
#15=總行數(shù)
#16=前執(zhí)行【孔數(shù)】
#17=前執(zhí)行【行數(shù)】
#18=移動(dòng)方向反向
#20=每行孔數(shù)-1
五、結(jié)束語(yǔ)
利用中達(dá)電通開(kāi)放式、全功能通用數(shù)控系統(tǒng)可以靈活地整合出專(zhuān)用控制系統(tǒng)，以滿足不同客戶與行業(yè)的特殊需求。同時(shí)方案體現(xiàn)了臺(tái)達(dá)伺服急加減速運(yùn)動(dòng)控制的優(yōu)秀品質(zhì)。
