引言： 自動化行業(yè)在對高速度/高精度要求不斷提高的同時，對操作的親和性與方便性的要求也不斷提升。下面借壓模沖孔機的應用介紹中達數(shù)控與臺達伺服在該方面應用的經(jīng)驗與之供享。
一、規(guī)格與技術要求
壓模沖頭由液壓驅(qū)動，工作速度: 200次/分鐘 X，Y工作臺由伺服電機驅(qū)動。 傳動為滾珠絲杠，直徑D=25mm 螺距:T=10mm X軸滾珠絲杠長度 L=1100mm Y軸滾珠絲杠長度 L=1100mm 快速定位:20000mm/min 定位精度: 0.02mm 重復定位精度:0.005mm 機械原點返回精度:0.005mm 工件存儲能力:1000組 工件個數(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+步進馬達來實現(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，完全滿足上述的技術要求。
三、可行性分析
1.伺服馬達的選型 a)快速定位 滾珠絲杠的螺矩=10mm 本機械采用直連方式;伺服馬達轉(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)負載慣量計算 計算JL之公式
計算得知負載慣量：30.05 Kg.c㎡
伺服馬達的慣量為: 6kg. c㎡
Tl=(F*L/2πμ)+T0
式中:Tl—折算到電機軸上的負載轉(zhuǎn)矩(N.M)
F—軸向移動工作臺時所需要的力
L—電機軸每轉(zhuǎn)的機械位移量(M)
To—滾珠絲杠螺母，軸承部分摩擦轉(zhuǎn)矩折算到伺服電機軸上的值(N.M)
Μ—驅(qū)動系統(tǒng)的效率
計算得知負載轉(zhuǎn)矩:4.29N.M
故此選用ASDA 1kw中慣量的伺服電機。
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/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具有強大的MACRO功能，完成復雜的數(shù)學運算。
D)128k的存儲容量 可以存儲1000個宏程序。
E)內(nèi)藏式plc滿足機床輔助功能的需求。例如:板材的夾緊與放松;自動上下料，機床的行程保護;油壓頭的動作與保護;模具的夾緊/放松及保護。
緊急復歸按鍵：當馬達撞到極限開關時，由于安全因素所以會由硬體線路來切斷SERVO ON信號，所以此時無法使用手動或自動方式來回到正常工作范圍內(nèi)，這時只要按下緊急復歸鍵，強制馬達SERVO ON，就可以用手動(JOG)來將馬達回到正常工作范圍內(nèi)。
沖孔動作分析：當軸向移動到定點時，會先確認沖床是否在上位，如果在上位，送出沖孔命令，再等待沖床下定位回授信號，才把沖孔命令取消。
再等待沖床上定位命令進來，軸向再繼續(xù)移動。 緊急停止線路建議接法： 例：ASDA伺服驅(qū)動SERVO ON信號為干節(jié)點。
四、系統(tǒng)控制方案規(guī)劃
設定操作頁:【板寬】、【板長】、【起始坐標】、【工作間距】、【行間距】、【行偏移量】
程序動作圖解
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=移動方向反向
#20=每行孔數(shù)-1
五、結(jié)束語
利用中達電通開放式、全功能通用數(shù)控系統(tǒng)可以靈活地整合出專用控制系統(tǒng)，以滿足不同客戶與行業(yè)的特殊需求。同時方案體現(xiàn)了臺達伺服急加減速運動控制的優(yōu)秀品質(zhì)。
