運用伺服系統提高雙軸高速數控鑽床加工(gōng)效率
作(zuò)者：華正機(jī)械 發布時間：2023-12-20 15:07:18 浏覽次數：174次
首先将工(gōng)件(jiàn)通過夾具固定在位于數控鑽床中心的工(gōng)作(zuò)台上。按下“運行”按鈕後，艙門(mén)封閉，位于工(gōng)作(zuò)台兩真個驅動電機(jī)通過滾珠絲杠将帶有鑽頭的加工(gōng)台高速推進至工(gōng)件(jiàn)接近位，到達接近位後由控制器給出電氣信号使鑽頭工(gōng)作(zuò)，然後按固有深孔加工(gōng)循環進行加工(gōng)。爲防止相(xiàng)對的兩鑽頭打刀，由控制器通過軟件(jiàn)編程實現兩驅動電機(jī)互鎖功能。即先加工(gōng)至接近中線某位置的驅動電機(jī)會發出信号鎖住另外一邊的驅動電機(jī)，使其進進“暫停”狀态，待電機(jī)退回至位置後解除原電氣信号使另外一邊的驅動電機(jī)繼續完成其自(zì)身(shēn)的加工(gōng)動作(zuò)。工(gōng)件(jiàn)加工(gōng)完成後，控制器給出相(xiàng)應電氣信号打開艙門(mén)并且等待下次循環動作(zuò)的“運行”開始。
兩軸過孔加工(gōng)數控鑽床的整體(tǐ)系統示意圖見(jiàn)圖1。
圖1 兩軸過孔加工(gōng)數控鑽床的整體(tǐ)系統示意圖
每台進給軸驅動電機(jī)由IMS伺服控制器進行位置控制，IMS伺服控制器通過相(xiàng)應編碼器（PG）反饋信号構成位置閉環系統。所有的限位開關、零位開關等電氣信号直接聯進相(xiàng)應的控制器做爲控制信号。2台伺服控制器利用内部集成的PLC功能，通過I/O信号與控制面闆相(xiàng)連（根據不同用戶的要求，也可(kě)使用RS422/485通訊的方式進行相(xiàng)應的連線）。由于本套設備相(xiàng)關參數不希看(kàn)能夠由設備操縱者設定，因此控制面闆上并沒有參數設定功能，取而代之的采用了可(kě)即時插拔式手操縱器的方式對相(xiàng)關參數進行修改（由相(xiàng)關技術(shù)職員(yuán)進行修改）。
圖2所示爲單台驅動電機(jī)驅動相(xiàng)應鑽頭的工(gōng)件(jiàn)加工(gōng)過程，可(kě)視作(zuò)“接近工(gōng)件(jiàn)——慢(màn)速加工(gōng)工(gōng)件(jiàn)——回退”的循環加工(gōng)動作(zuò)往複過程。
圖2
軟件(jiàn)設定的“互鎖”信号分(fēn)爲“鎖定對方”（輸出）信号和“響應鎖定”（輸進）信号，當IMS控制器控制驅動電機(jī)将鑽台推進至接近中心線的某位置時（軟件(jiàn)設定），控制器會向另外一台控制器給出“鎖定對方”信号。對方控制器接受到“響應鎖定”信号後，如(rú)正工(gōng)作(zuò)在區内，則正常運行；如(rú)正在向前推進并有可(kě)能發生(shēng)打刀情況，則執行“暫停”動作(zuò)使鑽台停留在範圍内直至“響應鎖定”信号消失。發出“鎖定對方”信号的控制器在所控制的鑽台回退至範圍後，将“鎖定對方”信号取消以便另外一側鑽台的正常運行。兩台控制器本着“爲主”的原則進行互鎖動作(zuò)以加工(gōng)時的輸出。
項目效果
a、IMS伺服控制器調速比爲1：5000，遠(yuǎn)高于設計(jì)所要求的1：3000。經過實用考核驗證，滑台在該調速比下能夠運行，并滿足兩軸過孔加工(gōng)數控鑽床的進給要求。
b、由于IMS伺服控制器采用的是輸出轉速與轉矩的“解耦控制”，在電機(jī)基頻（50Hz）以下能夠3倍電機(jī)額定轉矩的平穩輸出。滿足滑台機(jī)構對于電機(jī)的低速大(dà)轉矩平穩輸出要求，以及在負載發生(shēng)波動時依然能夠進給速率的穩定與正常。
c、IMS伺服控制器位置控制範圍爲4字節編碼器脈沖數。本套系統采用标配的2500線編碼器，其位置控制範圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過滑台的實際工(gōng)作(zuò)範圍2m。經過實測重複定位精度誤差爲±0.002mm。滿足設備設計(jì)要求的定位誤差小于±0.005mm。
d、使用QMCL語言可(kě)實現對電機(jī)的靈活動作(zuò)控制，配合實際工(gōng)作(zuò)情況我們對滑台動作(zuò)進行了相(xiàng)應的優化設計(jì)，在原有設計(jì)方案進步效率的基礎上又将工(gōng)件(jiàn)加工(gōng)時間縮短(duǎn)。采用原設計(jì)方案可(kě)實現4分(fēn)鍾加工(gōng)2件(jiàn)工(gōng)件(jiàn)的要求。我們對滑台動作(zuò)進行優化後實現3分(fēn)10秒加工(gōng)2件(jiàn)工(gōng)件(jiàn)。
e、時光(guāng)IMS系列伺服控制器答應輸進電壓波動範圍爲±10％，在此範圍内均可(kě)系統的運行，滿足低電壓低轉速時大(dà)轉矩輸出的系統設計(jì)要求。
f、解決原電液伺服系統存在的噪音、振動、漏油以及安裝、維護和調試過程中存在的題目或缺陷。
