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      中達(dá)自動(dòng)化方案在外圓磨床上的高效應(yīng)用

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      廠商性質(zhì)經(jīng)銷(xiāo)商

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      更新時(shí)間:2022-02-24 11:14:53瀏覽次數(shù):419次

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      1引言外圓磨床是對(duì)胚件外圓進(jìn)行研磨,并對(duì)胚件尺寸精加工、同時(shí)通過(guò)精加工實(shí)現(xiàn)胚件表面光潔度

      1 引言

      外圓磨床是對(duì)胚件外圓進(jìn)行研磨,并對(duì)胚件尺寸精加工、同時(shí)通過(guò)精加工實(shí)現(xiàn)胚件表面光潔度。因此,外圓磨床是加工精度很高的機(jī)床。而其加工的工件也相對(duì)固定,這就給中達(dá)通用型數(shù)控系統(tǒng)提供了展現(xiàn)高開(kāi)放性的很好平臺(tái)。
         中達(dá)通用型數(shù)控系統(tǒng)的顯示畫(huà)面、內(nèi)部PLC、I/O點(diǎn)規(guī)劃、內(nèi)部參數(shù)規(guī)劃都是開(kāi)放的,可依照需求修改和規(guī)劃,能實(shí)現(xiàn)對(duì)相對(duì)固定工件加工數(shù)據(jù)的直觀輸入,不需修改G代碼程序,使操作者的工作簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)化,提高效率。
        
        

      2 外圓磨床工作原理

         外圓磨床使用兩個(gè)伺服軸X、Y。電機(jī)帶動(dòng)夾頭和工件旋轉(zhuǎn),同時(shí),砂輪也旋轉(zhuǎn),工件和砂輪旋轉(zhuǎn)軸心是平行于X軸的兩個(gè)軸,旋轉(zhuǎn)方向相反,通過(guò)砂輪和工件表面的摩擦加工工件。兩個(gè)伺服軸X軸、Y軸的移動(dòng),改變工件的直徑和形狀。外圓磨床屬于精度較高的機(jī)床,對(duì)基臺(tái)、絲杠、數(shù)控系統(tǒng)、伺服的要求都比較高。傳統(tǒng)外圓磨床是用液壓帶動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng),這使加工工件受到很大限制。使用數(shù)控之后,Y軸的位置和速度的可控性、NC程序的自動(dòng)修整砂輪,使加工工件的范圍大大增大。
        
        

      3 基于臺(tái)達(dá)自動(dòng)化平臺(tái)的數(shù)控外圓磨床解決方案

         由于使用需求和設(shè)計(jì)的不同,不同機(jī)床的機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)也不盡同,中達(dá)通用型數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)放性,能滿(mǎn)足每臺(tái)機(jī)床的特殊要求。
         依托母公司臺(tái)達(dá)系列齊全的自動(dòng)化產(chǎn)品,中達(dá)能以、簡(jiǎn)便、高效的方式,為機(jī)床客戶(hù)量制解決方案。采用由中達(dá)高開(kāi)放性PUTNC-H4C-2數(shù)控系統(tǒng)、臺(tái)達(dá)ASDA-B伺服系統(tǒng)、VE系列變頻器組成的數(shù)控磨床整體解決方案,能使機(jī)床制造商、最終客戶(hù)都得到滿(mǎn)意服務(wù)與效益。
        3.1 PUTNC-H4C-2數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)
         臺(tái)達(dá)PUTNC-H4C-2數(shù)控系統(tǒng)如圖1所示。工件定義畫(huà)面如圖2——圖5所示。
       ?。?)開(kāi)放式的系統(tǒng)架構(gòu),內(nèi)含嵌入式PLC,能滿(mǎn)足各類(lèi)制造商的不同要求。
       ?。?)高清晰LCD液晶顯示,用戶(hù)可自行規(guī)劃畫(huà)面內(nèi)容。
       ?。?)最多驅(qū)動(dòng)3路伺服軸(X、Y、A)。
        (4)配合PLC開(kāi)發(fā),可自定義按鍵功能,使操作更靈活。
        (5)提供標(biāo)準(zhǔn)24點(diǎn)輸入和16點(diǎn)輸出,可選配I/O擴(kuò)展單元,56點(diǎn)輸入,64點(diǎn)輸出。

      1 PUTNC-H4C-2數(shù)控系統(tǒng)

      2 工件選擇畫(huà)面

      圖3 1號(hào)工件設(shè)置畫(huà)面
      圖4 2號(hào)工件設(shè)置畫(huà)面
      5 砂輪修整畫(huà)面
      3.2 MCM數(shù)控參數(shù)修改
         ;022 Tool #1 radius compensation
         ;058 X-axis,Backlash compensation,0~255
         ;059 Y-axis,Backlash compensation,0~255
         ;061 X-axis,JOG Feed-rate & power-on G01 speed
         ;062 Y-axis,JOG Feed-rate speed
         ;064 X-axis,Resolution Denominator,(Encoder pulse)
         ;065 X-axis,Resolution Numerator,(Ball-screw pitc
         ;066 Y-axis,Resolution Denominator,(Encoder pulse)
         ;067 Y-axis,Resolution Numerator,(Ball-screw pitc
         ;079 X-axis,G00 Traverse speed limit
         ;080 Y-axis,G00 Traverse speed limit
         ;082 X-axis,Direction of motor rotation,0=CW,1=CCW
         ;083 Y-axis,Direction of motor rotation,0=CW,1=CCW
         ;093 X-axis,Software OT limit,(+) direction
         ;094 Y-axis,Software OT limit,(+) direction
        - ;096 X-axis,Software OT limit,(-) direction
        - ;097 Y-axis,Software OT limit,(-) direction
         ;136 X-axis,Home grid direction during HOME executio
         ;137 Y-axis,Home grid direction during HOME executio
         ;141 X-axis,Denominator,MPG resolution calc.
         ;142 X-axis,Numerator,MPG resolution calc.
         ;143 Y-axis,Denominator,MPG resolution calc.
         ;144 Y-axis,Numerator,MPG resolution calc.
        - ;161 X-axis Pitch Error mode
        - ;162 Y-axis Pitch Error mode
         ;164 X-軸導(dǎo)螺桿螺距誤差補(bǔ)償每段長(zhǎng)度設(shè)定
         ;165 Y-軸導(dǎo)螺桿螺距誤差補(bǔ)償每段長(zhǎng)度設(shè)定
         ;167 X-軸 40 段補(bǔ)償量設(shè)定-1
        - ;168 X-軸 40 段補(bǔ)償量設(shè)定-2
        - ;169 X-軸 40 段補(bǔ)償量設(shè)定-3
         ;207 Y-軸 40 段補(bǔ)償量設(shè)定-1
         ;208 Y-軸 40 段補(bǔ)償量設(shè)定-2
        - ;209 Y-軸 40 段補(bǔ)償量設(shè)定-3
        - ;210 Y-軸 40 段補(bǔ)償量設(shè)定-4
         ;211 Y-軸 40 段補(bǔ)償量設(shè)定-5
        - ;212 Y-軸 40 段補(bǔ)償量設(shè)定-6
        - ;213 Y-軸 40 段補(bǔ)償量設(shè)定-7
        
        3.3 加工變量定義

      3.4 NC程序范例
        (1)新砂輪修整程序:新砂輪修整是要把一個(gè)新的平砂輪,修整成如圖4所示的砂輪,一側(cè)是一個(gè)一定半徑、一定弧度的圓弧。這個(gè)圓弧的半徑和弧度是根據(jù)待加工工件的圓弧的半徑和弧度計(jì)算所得,待加工工件如圖4中所示。
        o0005
        G65 P#460 L3 A#342 B2.
        G65 P#464 L31 A12.5 B4200
        G65 P#465 L32 A12.5 B4200
        G65 P#466 L03 A12.5 B#465
        G65 L1 P#461 A0
        G00 Y-#460
        X-#341
        G01 V-2. F#345
        N10
        G03 U-#466 V#464 R12.5
        G02 U#466 V-#464 R12.5
        V-16.
        V15.960
        G65 L2 P#461 A#461 B1
        G65 P10 L84 A#461 B250
        G01 V-0.01
        G03 U-#466 V#464 R12.5
        G02 U#466 V-#464 R12.5
        V-10.
        V10.
        G01 V0.005
        G03 U-#466 V#464 R12.5
        G02 U#466 V-#464 R12.5
        V-10.
         V10.
         M02

       ?。?)工件2加工程序: 因?yàn)榧庸すぜ纳拜喴粋?cè)有圓弧型,所以需使用刀具半徑補(bǔ)償?shù)闹噶頖40、G41、G42。需要在MCM參數(shù)中做出設(shè)定: ;022 Tool #1 radius compensation(組R刀具半徑補(bǔ)正值設(shè)定)。
        o0002
        G65 P#430 L3 A#322 B20.
        G65 P#431 L2 A#321 B12.5
        G65 P#432 L3 A#431 B#326
        G65 L1 P#433 A0
        N20
        G00 Y-#430
        X-#321
        G41 X-#431 Y-#430 D1
        U-#328 V-#328
        G01 V-35. F#331
        G03 U#326 V-#326 R#326
        G01 V#326
        G40 X-#432 Y-#430
        G65 L2 P#433 A#433 B1
        G65 L84 P20 A#433 B#332
        U-#329 V-#329
        G01 V-35. F#331
        G03 U#326 V-#326 R#326
        G01 V#326
        G40 X-#432 Y-#430
        U-#330 V-#330
        G01 V-35. F#331
        G03 U#326 V-#326 R#326
        G01 V#326
        G40 X-#432 Y-#430
        M02
        
        

      4 臺(tái)達(dá)伺服系統(tǒng)與變頻器


        4.1 ASDA-A系列交流伺服系統(tǒng)
         ASDA-A系列進(jìn)階型交流伺服系統(tǒng)和ASDA-B標(biāo)準(zhǔn)型交流伺服系統(tǒng)是臺(tái)達(dá)電子集團(tuán)分別于03年和05年推出的2款主流伺服產(chǎn)品,能夠滿(mǎn)足工業(yè)用戶(hù)的需求,特別在CNC機(jī)床的應(yīng)用上,性能表現(xiàn)更加優(yōu)異。臺(tái)達(dá)伺服針對(duì)于CNC機(jī)床領(lǐng)域特點(diǎn):
       ?。?)內(nèi)建完整的三種(位置/速度/轉(zhuǎn)矩模式)基本控制機(jī)能,可以方便的和上位控制器連接。
       ?。?)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性好,伺服整定時(shí)間1ms、空載狀態(tài)下-3000RPM~3000RPM的加速時(shí)間10ms。
       ?。?)PDFF(Pseudo-Derivative Feedback and Feedforward)強(qiáng)健式控制架構(gòu)相應(yīng)更快速、對(duì)外部干擾有更強(qiáng)的抑制補(bǔ)償能力,從而能夠保證車(chē)刀切削瞬間,或其它外力突然介入時(shí),伺服定位或定速被影響很少,如圖5所示。
       ?。?)伺服的自動(dòng)增益調(diào)整功能,能自動(dòng)評(píng)估負(fù)載情況并合理設(shè)置伺服增益,從而使伺服調(diào)試更簡(jiǎn)單、更快捷,且伺服定位更精準(zhǔn),無(wú)超越量和加速度過(guò)沖。
       ?。?)提供共振抑制功能和低通濾波器功能,能有效彌補(bǔ)機(jī)械的不足和缺陷。
       ?。?)臺(tái)達(dá)ASDA-A系列進(jìn)階型交流伺服系統(tǒng)更具有分度定位功能,配合CNC系統(tǒng)PLC的I/O規(guī)劃,能輕松實(shí)現(xiàn)伺服刀庫(kù)控制。


        
        4.2 臺(tái)達(dá)VFD-VE系列磁束向量控制交流變頻器
         VFD-VE系列是臺(tái)達(dá)為滿(mǎn)足市場(chǎng)于2007年推出的一款全新產(chǎn)品,其頻率輸出范圍為0~600Hz,而V2H型的輸出更高達(dá)3600Hz,完滿(mǎn)足CNC機(jī)床高速主軸的控制需求。利用*位置控制功能,配合H4CL-T系統(tǒng)的C軸機(jī)能亦可實(shí)現(xiàn)主軸任意角度分度功能。
        VFD-VE系列交流變頻器特點(diǎn):
        (1)內(nèi)置V/F,向量控制;轉(zhuǎn)矩控制,以及位置控制功能。
       ?。?)頻率輸出范圍為0~600Hz,機(jī)型的輸出更高達(dá)3600Hz。
       ?。?)速度控制精度:FOC+PG閉回路控制,可達(dá)+/-0.02%。
        (4)低速力矩:0.5HZ可達(dá)150%。
        (5)可做馬達(dá)參數(shù)和負(fù)載慣量估測(cè)以及高速弱磁曲線(xiàn)估測(cè)功能。
       ?。?)機(jī)械煞車(chē)控制功能、瞬時(shí)停電時(shí)減速功能。
       ?。?)馬達(dá)溫度回授保護(hù)(PTC)功能。
        
        

      5 結(jié)束語(yǔ)
         當(dāng)今加工業(yè)飛速發(fā)展,而自動(dòng)化產(chǎn)品在加工業(yè)大量應(yīng)用??梢钥闯?,加工行業(yè)正在整體向自動(dòng)化控制邁進(jìn)。中達(dá)通用型數(shù)控系統(tǒng)具有高開(kāi)放性、高穩(wěn)定性的特點(diǎn),在很多專(zhuān)用加工機(jī)械上都有很大的發(fā)展空間和潛力,再配合中達(dá)其他自動(dòng)化產(chǎn)品——如伺服系統(tǒng)、變頻器、編碼器、導(dǎo)軌絲杠等,組成的整體解決方案,不僅能使客戶(hù)的機(jī)床產(chǎn)品在穩(wěn)定性和質(zhì)量上都有質(zhì)的飛躍,而且也能使機(jī)床所加工出來(lái)的產(chǎn)品,在質(zhì)量和效率上都有很大程度提高。

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