1 引言
由于商品經濟和服務業的高速發展,各種產品的展示和存放對貨架的需求越來越大,對品質的要加工合理的圓弧,使各個骨架能夠緊密牢固的結合起來。達到產品穩定,容易組轉和拆卸。舊的加工方式主要靠人工操作,在效率上十分緩慢,在工藝精度上存在極大的累計誤差,圓弧純粹使用機械導槽引導主軸電機移動,加工出來的圓弧十分粗糙,并且在送料時使用卡銷定位,累計誤差大。這種方式加工出來的產品,工藝無法滿足客戶的需求,產品不易安裝和拆卸,在牢固性和穩定性上大打折扣。產品出來后,還要有后續工藝對其修正,加大生產成本。
使用全新的數控系統進行加工后,效率是人工的3到4倍,產品精度高,無需再通過人工修正。設備操作簡單,減低工人的生產強度。該設備主要采用臺達H4CL-M數控NC,伺服ASD-A1521-AB,變頻器VDF055B43A,以及主軸馬達。通過構架XY2軸平臺,以及外加Z軸送料電機。采用G代碼對系統的運行速度和運行軌跡和各種動作方式進行控制,可以通過畫面修改不同產品對應的參數,加工不同尺寸產品。
2 數控系統
數控系統示意圖
2.1 硬件組成
H4CL-M一套(包括手搖輪和I/O板),控制系統的所有動作,NC外接一個手搖輪,用作平臺手動移動調整用。伺服3套,1.5kW,組成XYZ三軸機構;變頻器5.5kW 2臺。主軸馬達2臺,用來加工工件正反面同時銑。控制主軸電機工作。9個接近開關,用作XYZ的原點和極限保護。氣動夾具2套,用來加緊工件。小型水泵2臺,用來對主軸馬達和工件提供循環水降溫。
2.2 工作原理
整個系統軟件由G代碼、M碼、PLC程序以及畫面程序組成。NC根據客戶設定的參數,啟動系統,通過發出0~10V的模擬信號控制伺服和變頻器。伺服采用速度模式,伺服回饋ABZ編碼器脈沖信號給NC;變頻器最高頻率設置為400Hz,使主軸馬達的轉速達到10000轉以上。系統畫面可以設定加工槽數量,加工槽間距以及誤差調整等參數,可針對不同長度工件設置相應的參數,進行加工。屏幕畫面可隨時查看各個軸的坐標和G代碼運行情況以及各種故障信息。使用戶操作方便,直觀,便于維護。
系統啟動,夾具夾緊工件,各個軸回歸設置好的加工起始點,主軸馬達高速旋轉,冷卻液供水。人工確認開始。XY機構將進行圓弧插補動作,先正向銑圓弧,到位后再反向銑回原位,一個槽結束后,打開夾具,Z軸電機馬上將工件向前走設定好的間距,Z軸送料到位,夾具加緊。系統重復XY的圓弧插補動作,直到一個工件所有的圓弧槽都銑完。夾具打開,各個軸回歸加工起始位置,等待下一個工件的加工。
3 系統特點與應用場合
隨著市場的需求,在精度要求較高以及工件重復加工領域,非標銑床的應用將更加廣泛,此系統配置的3軸機構,也十分廣泛。設備使用將近1年的時間里,電氣系統未出現過問題,穩定性較高,各個運動軸都有極限保護傳感器,防止機械碰撞的發生,加工時有防護外罩,有效保護人員安全和廢料的外泄。
臺達H4CL-M是專為銑床行業設計應用的數控系統,搭配臺達伺服和變頻器,具有較高的精度,滿足目前市場對工藝的較高要求。
4 結束
本系統采用臺達數控、伺服、變頻器。具有系統穩定,定位精度高,誤差小,效率高等優點。可以應用在對加工工藝要求高的行業,系統配置緊湊,功能齊全,可調性高。可通過改變G代碼程序加工不同工件。操作簡單、容易維護、故障率低。
在使用NC過程中,在載畫面程序時間較長且不容易連接,希望這點臺達可以進一步改進。