開放式全功能-臺達伺服在壓模沖孔機系統(tǒng)的控制方案
2007/11/20 9:18:00
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驗與之供享。 一、規(guī)格與技術要求 壓模沖頭由液壓驅動,工作速度: 200次/分鐘 X,Y工作臺由伺服電機驅動。 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;伺服馬達轉速2000轉/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矩(N.M) F—軸向移動工作臺時所需要的力 L—電機軸每轉的機械位移量(M) To—滾珠絲杠螺母,軸承部分摩擦轉矩折算到伺服電機軸上的值(N.M) Μ—驅動系統(tǒng)的效率 計算得知負載轉矩:4.29N.M 故此選用ASDA 1kw中慣量的伺服電機。 額定轉矩4.8N.M 轉子慣量: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,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。 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。
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