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台达数控NC、伺服和变频器在非标铣床行业中的应用

中达电通股份有限公司
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由于商品经济和服务业的高速发展,各种产品的展示和存放对货架的需求越来越大,对品质的要加工合理的圆弧,使各个骨架能够紧密牢固的结合起来。达到产品稳定,容易组转和拆卸。旧的加工方式主要靠人工操作,在效率上十分缓慢,在工艺精度上存在极大的累计误差,圆弧纯粹使用机械导槽引导主轴电机移动,加工出来的圆弧十分粗糙,并且在送料时使用卡销定位,累计误差大。这种方式加工出来的产品,工艺无法满足客户的需求,产品不易安装和拆卸,在牢固性和稳定性上大打折扣。产品出来后,还要有后续工艺对其修正,加大生产成本。
 
使用全新的数控系统进行加工后,效率是人工的34倍,产品精度高,无需再通过人工修正。设备操作简单,减低工人的生产强度。该设备主要采用台达H4CL-M数控NC,伺服ASD-A1521-AB变频器VDF055B43A以及主轴马达。通过构架XY2轴平台,以及外加Z轴送料电机。采用G代码对系统的运行速度和运行轨迹和各种动作方式进行控制,可以通过画面修改不同产品对应的参数,加工不同尺寸产品。
 
数控系统示意图
 
2 数控系统
2.1 硬件组成
H4CL-M一套(包括手摇轮和I/O板),控制系统的所有动作,NC外接一个手摇轮,用作平台手动移动调整用。伺服3套,1.5kW,组成XYZ三轴机构;变频器5.5kW 2台。主轴马达2台,用来加工工件正反面同时铣。控制主轴电机工作。9个接近开关,用作XYZ的原点和极限保护。气动夹具2套,用来加紧工件。小型水泵2台,用来对主轴马达和工件提供循环水降温。
 
2.2 工作原理
整个系统软件由G代码、M码、PLC程序以及画面程序组成。NC根据客户设定的参数,启动系统,通过发出0~10V的模拟信号控制伺服和变频器。伺服采用速度模式,伺服回馈ABZ编码器脉冲信号给NC;变频器最高频率设置为400Hz,使主轴马达的转速达到10000转以上。系统画面可以设定加工槽数量,加工槽间距以及误差调整等参数,可针对不同长度工件设置相应的参数,进行加工。屏幕画面可随时查看各个轴的坐标和G代码运行情况以及各种故障信息。使用户操作方便,直观,便于维护。
系统启动,夹具夹紧工件,各个轴回归设置好的加工起始点,主轴马达高速旋转,冷却液供水。人工确认开始。XY机构将进行圆弧插补动作,先正向铣圆弧,到位后再反向铣回原位,一个槽结束后,打开夹具,Z轴电机马上将工件向前走设定好的间距,Z轴送料到位,夹具加紧。系统重复XY的圆弧插补动作,直到一个工件所有的圆弧槽都铣完。夹具打开,各个轴回归加工起始位置,等待下一个工件的加工。
 
3 系统特点与应用场合
随着市场的需求,在精度要求较高以及工件重复加工领域,非标铣床的应用将更加广泛,此系统配置的3轴机构,也十分广泛。设备使用将近1年的时间里,电气系统未出现过问题,稳定性较高,各个运动轴都有极限保护传感器,防止机械碰撞的发生,加工时有防护外罩,有效保护人员安全和废料的外泄。
台达H4CL-M是专为铣床行业设计应用的数控系统,搭配台达伺服和变频器,具有较高的精度,满足目前市场对工艺的较高要求。
 
4 结束
本系统采用台达数控、伺服、变频器。具有系统稳定,定位精度高,误差小,效率高等优点。可以应用在对加工工艺要求高的行业,系统配置紧凑,功能齐全,可调性高。可通过改变G代码程序加工不同工件。操作简单、容易维护、故障率低。
在使用NC过程中,在载画面程序时间较长且不容易连接,希望这点台达可以进一步改进。
 
作者简介
刘建平技术员,任职于厦门世科自动化工程有限公司,从事自控系统集成与应用工作。

 
 
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