中達數控系統在玻璃圓角機上的應用

　　圓角機數控系統應用于玻璃加工生產(chǎn)線(xiàn)上，將生產(chǎn)線(xiàn)上在線(xiàn)運行的玻璃的四個(gè)直角磨成圓角。按照設定半徑將玻璃四角磨成90度的圓弧，圓弧與直線(xiàn)過(guò)渡平滑，圓弧半徑誤差±0.5mm。磨削在玻璃運行過(guò)程中進(jìn)行。機械結構由臺達伺服系統配合滾珠絲桿導軌傳動(dòng)驅動(dòng)，整機圖片參見(jiàn)圖1。加工樣品圖片參見(jiàn)圖2。

圖1 數控玻璃圓角機

圖2 玻璃圓角

2 數控系統原理設計

　　2.1功能設計

　?。?）加工過(guò)程描述。該設備用于生產(chǎn)線(xiàn)上對直角玻璃進(jìn)行倒圓角或45度倒角，倒角過(guò)程中玻璃一直朝前運動(dòng)不停止，四個(gè)角同時(shí)進(jìn)行倒角。玻璃朝前運動(dòng)的速度1—6米/分鐘，倒圓角半徑3—12mm。

　?。?）操作按鈕說(shuō)明。啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)自動(dòng)加工程序，必須在皮帶開(kāi)動(dòng)后啟動(dòng)?；亓悖焊鬏S同時(shí)向負方向回原點(diǎn)，程序執行前各軸必須回原點(diǎn)。急停：緊急停車(chē)。復位：停止正在運行中的程序，不影響皮帶和砂輪動(dòng)作。

　　2.3觸摸屏人機界面設計

　?。?）皮帶/砂輪控制。在此畫(huà)面下啟動(dòng)皮帶，砂輪，水泵，風(fēng)機。“入料檢測點(diǎn)與第一氣缸間距”決定了從入料檢測點(diǎn)檢測到玻璃進(jìn)來(lái)往前運行多少距離后第一氣缸動(dòng)作，“第一氣缸與第二氣缸間距”決定了從第一氣缸動(dòng)作到玻璃往前運行多少距離后第二氣缸動(dòng)作，參見(jiàn)圖3。

圖3 皮帶/砂輪控制

　?。?）速度/半徑選擇。在此畫(huà)面下選擇皮帶運行速度和倒圓角時(shí)圓角半徑。選擇后系統會(huì )自動(dòng)讀取相應的待機位置參數。程序運行過(guò)程中如果提升皮帶速度，請復位后重新啟動(dòng)程序，并重新選擇圓角半徑，參見(jiàn)圖4。

圖4 速度/半徑選擇

　?。?）微調。此畫(huà)面下“待機位置”顯示相應的“皮帶速度”和“圓角半徑”下XZ軸的位置，待機時(shí)Y軸處于原點(diǎn)位置。當加工效果有偏差時(shí)，可在此畫(huà)面對待機位置進(jìn)行微調，調整后需要數據保存。每次開(kāi)機時(shí)系統自動(dòng)根據相應的“皮帶速度”和“圓角半徑”讀取相應的待機位置，參見(jiàn)圖5。

圖5 微調

　?。?）各軸點(diǎn)動(dòng)。在程序未自動(dòng)運行時(shí)，可在此畫(huà)面下選擇各軸進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)。也可選中軸向后由手搖輪控制確定待機位置，參見(jiàn)圖6。

圖6 各軸點(diǎn)動(dòng)

　　5）開(kāi)機步驟。開(kāi)機——〉開(kāi)皮帶——〉各軸回原點(diǎn)——〉開(kāi)砂輪——〉啟動(dòng)自動(dòng)加工程序。

　　2.2原理設計

　　軸向定義。該設備工作原理是每個(gè)角利用Z軸帶動(dòng)一個(gè)XY工作臺跟隨玻璃前進(jìn)，使XY工作臺與玻璃之間保持相對靜止，XY軸帶動(dòng)砂輪運行標準圓弧或直線(xiàn)即可加工出所需要的倒角。四個(gè)角XYZ軸均由伺服控制，參見(jiàn)圖7。

圖7 圓角加工軸向定義

　　2.3數控方案設計

　　玻璃每個(gè)角各有一臺三軸數控系統帶動(dòng)三個(gè)伺服軸（XYZ），帶動(dòng)玻璃前進(jìn)的傳送皮帶末端裝有編碼器將玻璃前進(jìn)的速度反饋到數控系統，將四個(gè)角的砂輪調整到與觸發(fā)開(kāi)關(guān)相應的合適的位置，玻璃向前運行時(shí)#2、#4角碰到觸發(fā)開(kāi)關(guān)/#1、#3角離開(kāi)觸發(fā)開(kāi)關(guān)即令Z軸帶動(dòng)X(jué)Y軸與玻璃同步向前運行，此時(shí)XY軸與玻璃相對靜止，令XY軸走設定半徑的圓形軌跡即加工完成，參見(jiàn)圖8。

圖8 三軸數控運動(dòng)控制

　　2.4 系統調試步驟

　　首先確定待機位置。開(kāi)機回原點(diǎn)后，開(kāi)動(dòng)皮帶，按如下方法確定各角的待機位置。

　　#1角：當玻璃剛離開(kāi)觸發(fā)開(kāi)關(guān)時(shí)停皮帶，調整XZ軸使砂輪中心與玻璃后沿在一條直線(xiàn)上，砂輪外緣剛好接觸玻璃，此時(shí)XZ軸的位置為待機位置。

　　#2角：當玻璃剛接觸觸發(fā)開(kāi)關(guān)時(shí)停皮帶，調整XZ軸使砂輪中心與玻璃前沿在一條直線(xiàn)上，砂輪外緣剛好接觸玻璃，此時(shí)XZ軸的位置為待機位置。

　　#3角：當玻璃剛離開(kāi)觸發(fā)開(kāi)關(guān)時(shí)停皮帶，調整XZ軸使砂輪中心與玻璃后沿在一條直線(xiàn)上，砂輪外緣剛好接觸玻璃，此時(shí)XZ軸的位置為待機位置。

　　#4角：當玻璃剛接觸觸發(fā)開(kāi)關(guān)時(shí)停皮帶，調整XZ軸使砂輪中心與玻璃前沿在一條直線(xiàn)上，砂輪外緣剛好接觸玻璃，此時(shí)XZ軸的位置為待機位置。

　　確定的待機位置是屏幕上顯示的“待機位置”，加工時(shí)砂輪等待觸發(fā)信號的位置會(huì )根據次“待機位置”和皮帶速度及所加工的圓角半徑自動(dòng)調整。當加工效果有偏差時(shí)可在屏幕上微調相應皮帶速度和圓角半徑下的待機位置，需保存。

3 結束語(yǔ)

　　通過(guò)設計過(guò)程論述，項目的特點(diǎn)是應用數控伺服技術(shù)實(shí)現動(dòng)態(tài)運行中的平板玻璃的4圓角精確加工。項目具高效精確加工的工程特色，體現了臺達數控技術(shù)先進(jìn)的運動(dòng)控制能力。項目的推廣應用會(huì )為玻璃加工設備制造商帶來(lái)良好的經(jīng)濟實(shí)效。