臺達雙頭數控車(chē)床成本約束方案

1、引 言

雙頭數控車(chē)床屬于非標準數控車(chē)床，是專(zhuān)用機床設備?？蛻?hù)根據使用單位具體技術(shù)條件，采用臺達機電一體化技術(shù)應用方案，有效地控制設備成本，良好地滿(mǎn)足最終用戶(hù)的應用要求。

雙頭數控專(zhuān)用車(chē)床的主要特征是利用雙主軸箱對加工件進(jìn)行雙向加工。相對于傳統車(chē)床的單向加工過(guò)程，雙頭數控專(zhuān)用車(chē)床實(shí)現了雙向加工，理論加工效率提高一倍。對于不易二次定位裝夾的同軸度要求較高的盤(pán)套類(lèi)和短軸類(lèi)（不需尾座頂尖）零件批量加工，CNC精密全自動(dòng)雙頭車(chē)床是高效的甚至是唯一的加工設備。雙頭數控車(chē)床包括左右滑臺座、左右大拖板、左右縱向滾珠絲杠副、左右縱向伺服電機和數控裝置。在左右滑臺座之間設有與其固定連接的主軸座，該主軸座內設有空心主軸、傳動(dòng)箱和變頻電機，在左右大拖板上設有橫向的左右中拖板，該左右中拖板上設有配套的左右橫向滾珠絲杠副和左右橫向伺服電機。

2、系統設計

2.1 控制系統技術(shù)分析

本案雙頭數控車(chē)床主要開(kāi)發(fā)目的是追求加工效率，工藝動(dòng)作比較簡(jiǎn)單，其大托板可以隨意縱向運動(dòng)，左邊主軸箱起動(dòng)，大托板快進(jìn)向左移動(dòng)，到位后變?yōu)楣みM(jìn)吃刀，加工到位后主軸電機停止運轉，并且馬上制動(dòng)，主軸安裝電磁剎車(chē)制動(dòng)器，主軸瞬間停止；大托板帶動(dòng)鏜刀快速退出，右側到位后暫時(shí)停止移動(dòng)，右側主軸電機起動(dòng)，大托板快速向右移動(dòng)，到位后變?yōu)楣みM(jìn)吃刀，加工到位后主軸電機停止運轉，電磁剎車(chē)制動(dòng)器動(dòng)作，主軸瞬間剎車(chē)，大托板帶動(dòng)鏜刀快速退出到位，等待下一個(gè)加工動(dòng)作，一個(gè)來(lái)回加工循環(huán)結束，下一個(gè)循環(huán)繼續工作，周而復始，直到按下停止按鍵，結束整個(gè)工作過(guò)程，設備停機待命。工件卡具是液壓卡頭，設有壓力不足報警顯示，提示使用者注意。

2.2 設備電氣控制方案

考慮到本案設備對加工精度沒(méi)有非常嚴格的要求，制定了比較經(jīng)濟的控制系統解決方案?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/臺達">臺達自動(dòng)化平臺的雙頭數控車(chē)床電氣控制系統原理組成示意圖如圖1所示。

圖1 雙頭數控車(chē)床電氣控制系統

上位控制器采用臺達數控系統A2P－1單軸控制器，成本較低，完全適合客戶(hù)的應用場(chǎng)合，數控系統發(fā)給伺服驅動(dòng)器運行脈沖命令，實(shí)行精準定位要求，大托板運行由伺服系統控制，考慮到大托板運轉慣量的實(shí)際需要，我們選擇臺達A系列3.0KW中慣量伺服馬達，提供充足的動(dòng)力來(lái)源。主軸電
機5.5KW，選擇了兩臺臺達B系列交流變頻調速器，主軸轉速達到3000RPM，通過(guò)變頻器數字操作面板實(shí)時(shí)顯示電機轉速，電機頻繁起動(dòng)、電磁剎車(chē)制動(dòng)停止。頻率指令來(lái)源外部電位器旋鈕，根據不同工件的加工要求人工調速。變頻器運轉命令由繼電器觸點(diǎn)控制，由數控系統輸出開(kāi)關(guān)命令。

2.3 控制系統實(shí)現

（1）數控系統：臺達PUTNCA2P－1，一臺。
（2）伺服驅動(dòng)器：臺達ASD－A3023MA，一臺。
（3）伺服馬達：臺達ASMT－30M250AK，1臺。
（4）變頻器：臺達VFD055B43A，2臺。

3、臺達A2P系統調試

根據設備現場(chǎng)實(shí)際運行狀況，JOG（手動(dòng)）方式下估算出伺服負載慣量比值，根據該值，使用伺服增益計算軟件調試伺服增益，反復測試，調整到合適的加工精度狀態(tài)下。變頻器設置好相關(guān)參數，調速和運轉命令由外部提供。A2P數控系統用戶(hù)加工程序和其它的數控產(chǎn)品不太一樣，類(lèi)似填寫(xiě)電子表格形式，最終程序如下：

4、結束語(yǔ)

本案例技術(shù)方案比較容易實(shí)現，本文并非突出技術(shù)創(chuàng )新，只是借助本文，體現臺達DELTA機電產(chǎn)品在機電一體化解決方案和性?xún)r(jià)比方面的優(yōu)勢，能夠在滿(mǎn)足客戶(hù)實(shí)際技術(shù)需求的基礎上，盡量為客戶(hù)節約經(jīng)濟成本，也為其他用戶(hù)應用臺達機電產(chǎn)品實(shí)現控制系統要求提供了借鑒和參照經(jīng)驗。