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中達自動化方案在外圓磨床上的高效應用

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公司名稱北京世紀長秋科技有限公司
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所在地北京市
廠商性質生產廠家
更新時間2024/10/18 9:40:56
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公司介紹主營產品

      北京世紀長秋科技有限公司是從事工業自動化軟件研發的*，提供軟件開發、銷售、服務及工業自動化系統集成等整套服務，以創新為本的理念，為用戶提供量身定做的解決方案。

      我們的團隊由充滿創新活力、綜合素質高的業內精英組成，擁有經驗豐富的高級編程人員和現場工程技術人員，公司現分設工控工程部、軟件工程部、產品研發部、銷售部和技術支持部，致力于將*整合的服務帶給用戶。

      我們的自主產權軟件產品《世紀星通用工業自動化監控組態軟件》為國內優秀自動化主流品牌軟件之一，本產品自1999年正式進入市場，十年內已有四萬多套軟件應用于相關行業，其中包括電力變電配電自動化、電廠監控、石油、化工、冶金、礦山、工業民用水處理、環保污水處理、儲備糧庫、鐵路隧道信號監控、交通信號監控、食品及飲料自動化監控等。

      作為自動化軟件領域的廠商，我們自成立以來專心從事自動化軟件平臺的開發、銷售及技術服務，與國內外眾多硬件廠商和系統集成商保持*、穩定的合作關系。我們為用戶提供不同層次、不同形式軟硬件一體化的解決方案，在前進的同時不斷審視完善，整合全線產品，打造優質、精準的自動化軟件，以滿足日益增長的多樣化用戶需求。

      我們始終堅持新理念、新科技，走進用戶，貼近用戶，將用戶Z重要的需求植入軟件研發服務的每個過程，為國內工業自動化市場提供較好、*、Z適用的工業自動化產品。

      “創新科技，服務*”是我們的企業理念，打造自動化軟件領域中真正的民族品牌是我們的目標，在經濟化不可阻擋的發展趨勢面前，我們會做得更好，成為您信息化道路上值得信賴的伙伴！

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世紀星組態軟件

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1引言外圓磨床是對胚件外圓進行研磨，并對胚件尺寸精加工、同時通過精加工實現胚件表面光潔度

中達自動化方案在外圓磨床上的高效應用產品信息

1 引言

外圓磨床是對胚件外圓進行研磨，并對胚件尺寸精加工、同時通過精加工實現胚件表面光潔度。因此，外圓磨床是加工精度很高的機床。而其加工的工件也相對固定，這就給中達通用型數控系統提供了展現高開放性的很好平臺。
　　中達通用型數控系統的顯示畫面、內部PLC、I/O點規劃、內部參數規劃都是開放的，可依照需求修改和規劃，能實現對相對固定工件加工數據的直觀輸入，不需修改G代碼程序，使操作者的工作簡單、簡化，提高效率。
　　
　　

2 外圓磨床工作原理

　　外圓磨床使用兩個伺服軸X、Y。電機帶動夾頭和工件旋轉，同時，砂輪也旋轉，工件和砂輪旋轉軸心是平行于X軸的兩個軸，旋轉方向相反，通過砂輪和工件表面的摩擦加工工件。兩個伺服軸X軸、Y軸的移動，改變工件的直徑和形狀。外圓磨床屬于精度較高的機床，對基臺、絲杠、數控系統、伺服的要求都比較高。傳統外圓磨床是用液壓帶動Y軸運動，這使加工工件受到很大限制。使用數控之后，Y軸的位置和速度的可控性、NC程序的自動修整砂輪，使加工工件的范圍大大增大。
　　
　　

3 基于臺達自動化平臺的數控外圓磨床解決方案

　　由于使用需求和設計的不同，不同機床的機械和電氣設計也不盡同，中達通用型數控系統的開放性，能滿足每臺機床的特殊要求。
　　依托母公司臺達系列齊全的自動化產品，中達能以、簡便、高效的方式，為機床客戶量制解決方案。采用由中達高開放性PUTNC-H4C-2數控系統、臺達ASDA-B伺服系統、VE系列變頻器組成的數控磨床整體解決方案，能使機床制造商、最終客戶都得到滿意服務與效益。
　　3.1 PUTNC-H4C-2數控系統的技術特點
　　臺達PUTNC-H4C-2數控系統如圖1所示。工件定義畫面如圖2——圖5所示。
　　（1）開放式的系統架構，內含嵌入式PLC，能滿足各類制造商的不同要求。
　　（2）高清晰LCD液晶顯示，用戶可自行規劃畫面內容。
　　（3）最多驅動3路伺服軸（X、Y、A）。
　　（4）配合PLC開發，可自定義按鍵功能，使操作更靈活。
　　（5）提供標準24點輸入和16點輸出，可選配I/O擴展單元，56點輸入，64點輸出。

圖1　PUTNC-H4C-2數控系統

圖2　工件選擇畫面

圖3　1號工件設置畫面

圖4　2號工件設置畫面

圖5　砂輪修整畫面

3.2 MCM數控參數修改
　　 ;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-軸導螺桿螺距誤差補償每段長度設定
　　 ;165 Y-軸導螺桿螺距誤差補償每段長度設定
　　 ;167 X-軸 40 段補償量設定-1
　　- ;168 X-軸 40 段補償量設定-2
　　- ;169 X-軸 40 段補償量設定-3
　　 ;207 Y-軸 40 段補償量設定-1
　　 ;208 Y-軸 40 段補償量設定-2
　　- ;209 Y-軸 40 段補償量設定-3
　　- ;210 Y-軸 40 段補償量設定-4
　　 ;211 Y-軸 40 段補償量設定-5
　　- ;212 Y-軸 40 段補償量設定-6
　　- ;213 Y-軸 40 段補償量設定-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新的平砂輪，修整成如圖4所示的砂輪，一側是一個一定半徑、一定弧度的圓弧。這個圓弧的半徑和弧度是根據待加工工件的圓弧的半徑和弧度計算所得，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

　　（2）工件2加工程序：因為加工工件的砂輪一側有圓弧型，所以需使用刀具半徑補償的指令G40、G41、G42。需要在MCM參數中做出設定： ;022 Tool #1 radius compensation（組R刀具半徑補正值設定）。
　　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 臺達伺服系統與變頻器

　　4.1 ASDA-A系列交流伺服系統
　　 ASDA-A系列進階型交流伺服系統和ASDA-B標準型交流伺服系統是臺達電子集團分別于03年和05年推出的2款主流伺服產品，能夠滿足工業用戶的需求，特別在CNC機床的應用上，性能表現更加優異。臺達伺服針對于CNC機床領域特點：
　　（1）內建完整的三種（位置/速度/轉矩模式）基本控制機能，可以方便的和上位控制器連接。
　　（2）動態響應性好，伺服整定時間1ms、空載狀態下-3000RPM～3000RPM的加速時間10ms。
　　（3）PDFF（Pseudo-Derivative　Feedback　and　Feedforward）強健式控制架構相應更快速、對外部干擾有更強的抑制補償能力，從而能夠保證車刀切削瞬間，或其它外力突然介入時，伺服定位或定速被影響很少，如圖5所示。
　　（4）伺服的自動增益調整功能，能自動評估負載情況并合理設置伺服增益，從而使伺服調試更簡單、更快捷，且伺服定位更精準，無超越量和加速度過沖。
　　（5）提供共振抑制功能和低通濾波器功能，能有效彌補機械的不足和缺陷。
　　（6）臺達ASDA-A系列進階型交流伺服系統更具有分度定位功能，配合CNC系統PLC的I/O規劃，能輕松實現伺服刀庫控制。

　　
　　4.2 臺達VFD-VE系列磁束向量控制交流變頻器
　　 VFD-VE系列是臺達為滿足市場于2007年推出的一款全新產品，其頻率輸出范圍為0～600Hz，而V2H型的輸出更高達3600Hz，能滿足CNC機床高速主軸的控制需求。利用位置控制功能，配合H4CL-T系統的C軸機能亦可實現主軸任意角度分度功能。
　　VFD-VE系列交流變頻器特點：
　　（1）內置V/F，向量控制；轉矩控制，以及位置控制功能。
　　（2）頻率輸出范圍為0～600Hz，機型的輸出更高達3600Hz。
　　（3）速度控制精度：FOC+PG閉回路控制，可達+/-0.02%。
　　（4）低速力矩：0.5HZ可達150%。
　　（5）可做馬達參數和負載慣量估測以及高速弱磁曲線估測功能。
　　（6）機械煞車控制功能、瞬時停電時減速功能。
　　（7）馬達溫度回授保護（PTC）功能。
　　
　　

5 結束語
　　當今加工業飛速發展，而自動化產品在加工業大量應用。可以看出，加工行業正在整體向自動化控制邁進。中達通用型數控系統具有高開放性、高穩定性的特點，在很多專用加工機械上都有很大的發展空間和潛力，再配合中達其他自動化產品——如伺服系統、變頻器、編碼器、導軌絲杠等，組成的整體解決方案，不僅能使客戶的機床產品在穩定性和質量上都有質的飛躍，而且也能使機床所加工出來的產品，在質量和效率上都有很大程度提高。

關鍵詞：數控系統伺服系統變頻器交流伺服系統控制器