2控制系統結構
軋鋼輥刻花機控制系統結構如圖1 所示, 它由以下部分組成:臺達伺服DELTA-ASDA, 意圖數控系統PUTNC-H4-M,臺達M TAPE變頻器和意圖手搖輪PUMPG-BA4SI等組成.
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圖1 控制系統結構框圖
3 技術要求和工藝說明
軋鋼輥雕刻機如圖2所示。客戶實際是使用五軸控制加工飛刀、刻子擺頭和工件夾頭對螺紋鋼軋鋼輥進行刻花刻字, 其中各軸的命名以及功能：X軸, 控制飛刀刻花深度的橫向進給軸; Y軸, 控制工件夾頭按指令進行旋轉的旋轉軸; Z軸,控制刻字擺頭的旋轉軸; A軸, 控制飛刀按指令旋轉的刻花的旋轉軸; B軸, 控制飛刀縱向移動跳槽的進給軸。
各軸的具體機械運動以及伺服功率：X、B軸為直線運動軸, 使用螺距為6mm的滾珠絲桿且伺服電機的連接都為直連方式，X軸是由系統控制的可以按照指令運動而且,電機功率為1.5kW.B軸是由一個手搖控制的,伺服采用的是位置控制模式利用多個齒輪比進行速度切換,可以說是一個脫離系統以外的單獨軸；Y、A、Z軸的旋轉軸減數比分別為72:1,2:1,1:1, 由系統自動進行控制而與手搖無關,其電機功率分別為3kW,2kW,1.5kW, 編碼器脈沖倍率都設為2倍, 而不是通常的4倍。
4 數控及伺服系統相關參數
關于數控及伺服系統的工作原理比較簡單，不必多述，這里僅給出數控及伺服系統操作運行時的相關參數，系統參數設置的類似界面如圖3所示。
圖3系統參數設置界面
（1）數控系統參數
1）關于各軸的基礎參數
0118: 00000005 X軸電子齒輪比分母（根據機械減數比設定）
0119: 00000003 X軸電子齒輪比分子
0120: 00000375 Y軸電子齒輪比分母
0121: 00000360 Y軸電子齒輪比分子
0122: 00002500 Z軸電子齒輪比分母
0123: 00006000 Z軸電子齒輪比分子
0124: 00000001 A軸電子齒輪比分母
0125: 00000036 A軸電子齒輪比分子
0160: 00000004 X馬達反饋編碼器脈沖倍率值
0161: 00000002 Y馬達反饋編碼器脈沖倍率值
0162: 00000002 Z馬達反饋編碼器脈沖倍率值
0163: 00000002 A馬達反饋編碼器脈沖倍率值
0253: 00000000 X為0是直線軸，為1是旋轉軸
0254: 00000001 Y為0是直線軸，為1是旋轉軸
0255: 00000001 Z為0是直線軸，為1是旋轉軸
0256: 00000001 A為0是直線軸，為1是旋轉軸
2）有關Y、A軸回原點速度的參數
0136: 00002000 X回機械原點的第一段速度（mm/
min）
0139: 00001500 A回機械原點的第一段速度（mm/min）
0142: 00000040 X回機械原點時，編碼器尋找GRID信號速度（mm/min）
0145: 00000150 A回機械原點時，編碼器尋找GRID信號速度（mm/min）
回原點速度有關的參數表明，Y、A軸回原點速度都比較低是因為Y、A軸的機械減數比都比較大，降低回原點速度可以保證回零精度。
（2）伺服系統參數
A軸
P1-01=2， 設定伺服控制模式為速度模式
P2-04=1758， 速度控制增益
P2-06=35， 速度積分補償
P2-25=8， 共振抑制低通濾波
P2-26=257， 外部干擾抵抗增益
P2-10=101， Servo ON信號常OFF
B軸
P1-00=0，設定伺服接受脈沖命令的型式
P1-01=0，設定伺服控制模式為位置模式
P1-44=5，電子齒輪比分子
P1-45=3，電子齒輪比分母
P2-12=143，切換電子齒輪比, ×10
P2-12=144，切換電子齒輪比，×100
P2-60=50， 第二電子齒輪比分子
P2-61=500，第三電子齒輪比分子
X軸
P1-01=2，設定伺服控制模式為速度模式
P2-04=1318，速度控制增益 &nbs
p;
P2-06=28，速度積分補償
P2-25=8， 共振抑制低通濾波
P2-26=301，外部干擾抵抗增益
P2-10=101，Servo ON信號常OFF
Y軸
P1-01=2，設定伺服控制模式為速度模式
P2-04=989，速度控制增益
P2-06=35， 速度積分補償
P2-25=7， 共振抑制低通濾波
P2-26=237，外部干擾抵抗增益
P2-10=101，Servo ON信號常OFF
Z軸
P1-01=2，設定伺服控制模式為速度模式
P2-04=1570，速度控制增益
P2-06=50，速度積分補償
P2-25=5，共振抑制低通濾波
P2-26=201，外部干擾抵抗增益
P2-10=101，Servo ON信號常開OFF
以上伺服的增益參數,都是通過使用臺達伺服調試軟件GAIN.EXE根據不同的JL/JM負載慣量比和不同的響應頻寬BW計算出來的。由于電機的功率都很大,對電機的鋼性要求很高,所以增益最好都盡量調整的高一些,以滿足加工的實際要求。
（3）加工程序簡介(G代碼程序)
刻花程序如下：
N01 G01 B-175. F100000 （刀至起始點）
N02 G65 L87 P03
A23 B34 (加工循環,起始行03 終止行23 循環次數35次)
N03 G01 X0.05 F100 (進刀)
N04 G65 L87 P05 A06 B45 （ 總槽數+1的一半-6） H4-M數控系統
N05 G01 B-240. Y4.269 F150000 （Y是螺旋分度y）
N06 G01 B-120. Y2.721 F200000 （Y是2倍槽間距- y="y"'）
N08 G65 L87 P09 A10 B2 (加工循環,起始行09 終止行10 循環次數3次)
N09 G01 B-240. Y4.269 F150000
N10 G01 B-120. Y9.711 F200000（4倍的槽間距-y）
N14 G65 L87 P15 A16 B45 （總槽數-1的一半-5）
N15 G01 B-240. Y4.269 F150000
N16 G01 B-120. Y2.721 F200000
N18 G65 L87 P19 A20 B1 (加工循環,起始行19 終止行20 循環次數2次)
N19 G01 B-240. Y4.269 F150000
N20 G01 B-120. Y9.711 F200000
N22 G01 B-240. Y4.269 F150000
N23 G01 B-120. Y2.751F200000 （y'+累積誤差）
N26 M30 (程序結束)
5 結束語
以上從使用角度簡要討論了H4-M數控系統結合DELTA-ASDA臺達伺服在軋鋼輥雕刻機上的應用方案，它較以往單擺頭式的鋼輥刻花機,加工精度有大幅度的提高,加工效率提高了三分之一，是一種值得推廣的 應用方案。
參考文獻[略]
作者簡介
李曉東 男 現供職于臺達公司伺服數控產品處。
