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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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開放式全功能-臺達(dá)伺服在壓模沖孔機(jī)系統(tǒng)的控制方案

開放式全功能-臺達(dá)伺服在壓模沖孔機(jī)系統(tǒng)的控制方案

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(shí),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(jī)的應(yīng)用介紹中達(dá)數(shù)控與臺達(dá)伺服在該方面應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)與之供享。 一、規(guī)格與技術(shù)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(jī)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(fù)定位精度:0.005mm 機(jī)械原點(diǎn)返回精度:0.005mm 工件存儲能力:1000組 工件個(gè)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(jìn)馬達(dá)來實(shí)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(dá),完全滿足上述的技術(shù)要求。 三、可行性分析 1.伺服馬達(dá)的選型 a)快速定位 滾珠絲杠的螺矩=10mm 本機(jī)械采用直連方式;伺服馬達(dá)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(fù)載慣量計(jì)算 計(jì)算JL之公式
計(jì)算得知負(fù)載慣量:30.05 Kg.c㎡ 伺服馬達(dá)的慣量為: 6kg. c㎡ Tl=(F*L/2πμ)+T0 式中:Tl—折算到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩(N.M) F—軸向移動工作臺時(shí)所需要的力 L—電機(jī)軸每轉(zhuǎn)的機(jī)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(jī)軸上的值(N.M) Μ—驅(qū)動系統(tǒng)的效率 計(jì)算得知負(fù)載轉(zhuǎn)矩:4.29N.M 故此選用ASDA 1kw中慣量的伺服電機(jī)。 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(fù)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(qiáng)大的MACRO功能,完成復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算。 D)128k的存儲容量 可以存儲1000個(gè)宏程序。 E)內(nèi)藏式plc滿足機(jī)床輔助功能的需求。例如:板材的夾緊與放松;自動上下料,機(jī)床的行程保護(hù);油壓頭的動作與保護(hù);模具的夾緊/放松及保護(hù)。
緊急復(fù)歸按鍵:當(dāng)馬達(dá)撞到極限開關(guān)時(shí),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(shí)無法使用手動或自動方式來回到正常工作范圍內(nèi),這時(shí)只要按下緊急復(fù)歸鍵,強(qiáng)制馬達(dá)SERVO ON,就可以用手動(JOG)來將馬達(dá)回到正常工作范圍內(nèi)。 沖孔動作分析:當(dāng)軸向移動到定點(diǎn)時(shí),會先確認(rèn)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(jìn)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(diǎn)。
四、系統(tǒng)控制方案規(guī)劃 設(shè)定操作頁:【板寬】、【板長】、【起始坐標(biāo)】、【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(dá)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(shí)方案體現(xiàn)了臺達(dá)伺服急加減速運(yùn)動控制的優(yōu)秀品質(zhì)。
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