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中達電通H4數(shù)控系統(tǒng)和臺達PLC在某刀具研磨機之項目應用

  本文主要介紹了中達電通H4數(shù)控系統(tǒng)和臺達PLC,在客戶上海某五金刀具有限公司的使用情況,并用兩種產(chǎn)品的巧妙組合,實現(xiàn)了五軸專用磨刀機的特殊需求。
  
  某刀具研磨機主要是用來加工銑刀和鉆頭的高精度工具磨床,是由五個軸組成的。其中X,Y為機臺的橫向和縱向運動軸,Z為棒料分度軸是個旋轉(zhuǎn)軸,這三個軸控制刀具的加工。X1為料盤移動軸控制料盤的左右移動,Y1為機械臂上升軸控制機械臂升降。
  圖一
  圖一 中達H4數(shù)控系統(tǒng)及專用磨刀機
  一、工藝要求和精度要求
  分度要求,當加工時分度軸旋轉(zhuǎn)分度主要有兩個工藝要求,一是在加工過程中不允許改變分度方向,只能單向旋轉(zhuǎn)用以消除機械設備的反線誤差;二是分度加工時對溝槽加工的順序有特殊要求,而且刃數(shù)為偶數(shù)或奇數(shù)還有不同。
  圖二
  圖二 棒料的橫切圖
  偶數(shù)以一個8個刃數(shù)的銑刀為例,每個溝槽的加工順序是1,5,2,6,3,7,4,8,其表達式是:
  
  即第一刃加工完成后,第一刃的起刀點與下一刃起刀點角度差為A,下一刃加工完成后這一刃的起刀點與后一刃的起刀點角度差為B,以此類推直到加工到最后一刃完成。
  圖三
  圖三 棒料的橫切圖
  奇數(shù)以一個9個刃數(shù)的銑刀為例,每個溝槽的加工順序是1,5,9,4,8,3,7,2,6,其表達式是:
  
  即每刃起刀點之間的角度差為C。
  機械臂運動要求,以最左下方的料口為零點,每次放入加工完畢的銑刀的同時取走上方的棒料,依次上升直到放入最上端的料口后換列,取走另一列最下端的棒料,如此運動直到將全部500個棒料都加工完畢,停止等待換料盤。
  精度要求:徑向0.005mm,軸向0.03mm,機械臂0.01mm,料盤0.01mm。
  
  二、實施方案
  采用HUST的H4 M控制系統(tǒng)連接3臺臺達ASD-A0421LA伺服作為加工及分度的控制系統(tǒng),采用臺達5.7寸單色觸摸屏+臺達ES 24點+24點PLC連接2臺臺達ASD-A0421LA伺服作為機械臂和料盤的控制系統(tǒng)。
  
  三、實施步驟
  利用H4系統(tǒng)MACRO指令對用戶自設定的參數(shù)進行計算來得到X,Y,Z三軸運動的必要數(shù)據(jù),再通過G00,G01等定位及插補指令來實現(xiàn)加工銑刀鉆頭的功能。同時將左旋和右旋分成兩個MACRO程序,兩者之間的區(qū)別只是在與分度方向不同。
  兩個程序的流程圖如圖4所示:
  圖四
  圖四 兩個程序的流程圖
  對于Y1是利用PLC發(fā)脈沖對伺服進行控制和臺達ASD-A0421LA伺服的Pr控制模式的回零功能來實現(xiàn)機械臂的上下移動定位的;對于X1也是利用臺達ASD-A0421LA伺服的Pr控制模式,PLC的I/O點來控制料盤的左右移動定位。
  其它有關磨頭夾緊,料盤翻轉(zhuǎn),機械臂前翻,機械臂后翻,是通過PLC來控制的,而與加工相關的切削液開關,沙輪旋轉(zhuǎn),是由H4系統(tǒng)的內(nèi)置PLC通過I/O點來控制的。
  
  四、結束語
  該項目是一個利用中達產(chǎn)品在工具磨床上應用的典型案例,使用三軸數(shù)控系統(tǒng)+PLC實現(xiàn)五軸磨床專用數(shù)控系統(tǒng)的功能,為客戶極大的節(jié)省了成本,同時也展現(xiàn)了臺達伺服電機產(chǎn)品良好的控制性能。
  (后附MACRO程序)
  附:MACRO程序(O0000~O0008為右旋,O0100~O0108為左旋)
  O0000
  N09 G11 P-03
  N10 G65 L4 P#16 A#15 B3.140
  N15 G65 L2 P#60 A#88 B2.500
  N18 G65 L32 P#17 A1.000 B#89
  N20 G65 L31 P#18 A1.000 B#89
  N25 G65 L4 P#19 A1.000 B#18
  N30 G65 L26 P#17 A#16 B#19
  N35 G65 L1 P#23 A#87
  N36 G65 L1 P#40 A0
  N37 G65 L1 P#41 A0
  N40 G65 L26 P#23 A360.00 B#17
  N45 G65 L5 P#20 A360.00 B#10
  N50 G65 L5 P#24 A#10 B2
  N55 G65 L2 P#25 A#24 B1
  N60 G65 L23 P#26 A#10 B2
  N65 G65 L4 P#27 A#20 B#24
  N70 G65 L4 P#28 A#20 B#25
  N71 G65 L5 P#35 A#23 B360.00
  N72 G65 L2 P#31 A#35 B1
  N73 G65 L4 P#36 A#31 B360.00
  N75 G65 L3 P#29 A#27 B#23
  N80 G65 L3 P#30 A#28 B#23
  N81 G65 L2 P#44 A#48 B#21
  N82 G65 L2 P#43 A#49 B#22
  N83 G65 L2 P#42 A#39 B#44
  N86 G65 L81 P97 A#35 B0
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  N95 G65 L2 P#33 A#36 B#30
  N96 G65 L80 P100
  N97 G65 L2 P#32 A360.00 B#29
  N98 G65 L2 P#33 A360.00 B#30
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   Y0
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   Y0
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   V#87
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   V#87
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   V#87
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  N242 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
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  N244 G00 U-#60
   V#87
   U2.500 W#30
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   V#87
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   V#87
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