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大連安迪伺服驅(qū)動(dòng)器在伺服刀塔上的應(yīng)用
摘 要：本文主要介紹大連安迪交流同步永磁伺服控制系統(tǒng)在伺服刀塔上的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動(dòng) 數(shù)控機(jī)床 伺服刀塔 大連安迪
一、 引言
數(shù)控刀塔是數(shù)控車床的重要組成部分，它是通過轉(zhuǎn)塔頭的旋轉(zhuǎn)、分度、定位來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)換刀，器結(jié)構(gòu)特性直接影響著機(jī)床的切削性能和工作效率。數(shù)控刀塔按其驅(qū)動(dòng)方式，一般可分為液壓刀塔、電動(dòng)刀塔和伺服刀塔。其中伺服刀塔以高速、高精度、高可靠性、大扭矩、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便等顯著特點(diǎn)，代表著數(shù)控刀塔技術(shù)的發(fā)展方向，負(fù)荷當(dāng)今數(shù)控機(jī)床高速、高精度的發(fā)展趨勢，因此在國外的中、高檔數(shù)控車床中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
二、安迪同步伺服的功能特點(diǎn)
ADSD-S驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部特有分度的功能，其可以替代伺服刀塔控制的功能。安迪的伺服驅(qū)動(dòng)器可以使用戶在選擇配套驅(qū)動(dòng)器時(shí)不必另外再配置專用的伺服刀塔控制器，使機(jī)床的配套更加方便。另外該功能還可以廣泛地應(yīng)用于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等其他的具有回轉(zhuǎn)性質(zhì)的設(shè)備中。該功能可完成最多32把刀具的自動(dòng)換刀，并可自動(dòng)執(zhí)行最短路徑換刀動(dòng)作。
下面以伺服刀塔的控制為例詳細(xì)的介紹一下：
我們假設(shè)使用的伺服刀塔有8工位，要求有最短路徑換刀，刀塔的減速比為2：1（電機(jī)回轉(zhuǎn)2圈720度，刀塔回轉(zhuǎn)一圈360度）
1、 確定I/O接口的定義
DI1: 伺服使能（SVON）
DI2: 刀塔位置選擇TB0
DI3：刀塔位置選擇TB1
DI4：刀塔位置選擇TB2
DI5：刀塔位置觸發(fā)CTRIG
DI6：空
DI7: 激活原點(diǎn)回歸功能的啟動(dòng)信號(hào)（ORG_ST）
DI8：原點(diǎn)回歸的減速信號(hào)（ORG_SW）（原點(diǎn)作為刀塔的1號(hào)刀位）
DO1：使能輸出信號(hào)（SON）
DO2:原點(diǎn)回歸完成信號(hào)（HOME）
DO3：位置到達(dá)信號(hào)（POSIN）
DO5:報(bào)警輸出信號(hào)（ALM）
2、 參數(shù)設(shè)置
􀂄 B01=11（分度功能）
􀂄 B25=1555（分度速度為1000rpm）
􀂄 H14=1F01（DI2:TB0，DI1:SVON）
􀂄 H15=2120（DI4:TB2，DI3:TB1）
􀂄 H16=0024（DI6:空,DI5:CTRIG）
􀂄 H17=100F（DI8:ORG_SW,DI7:ORG_ST）
􀂄 H18= 0701(DO2:HOME ,DO1:SON)
􀂄 H19=0008（DO3:POSIN）
􀂄 H20=0005（DO5:ALM）
􀂄 H21=0（原點(diǎn)回歸的方式為外部I/O激活方式）
􀂄 H22=0（原點(diǎn)回歸方向?yàn)檎较颍?/DIV>
􀂄 H23=0（Z相脈沖的確認(rèn)方法為壓到減速開關(guān)-ORG_SW后，減速反轉(zhuǎn)，降速開關(guān)脫開時(shí)，開始Z相計(jì)數(shù)）
􀂄 H24=1555H（回原位時(shí)的高速值為1000rpm）
􀂄 H25=444H（回原位時(shí)的低速值為200rpm）
􀂄 H26=1（回原位時(shí)Z相脈沖的計(jì)數(shù)為1，即脫開減速開關(guān)后系統(tǒng)找到第一個(gè)Z相脈沖后停止，以此點(diǎn)為原點(diǎn)）
􀂄 H27/H28=0（找到原點(diǎn)后沒有原點(diǎn)偏移）
􀂄 H41=4（轉(zhuǎn)臺(tái)最短路徑分度）
􀂄 H35=0（轉(zhuǎn)臺(tái)停位時(shí)轉(zhuǎn)矩不縮減，該參數(shù)實(shí)際應(yīng)用是根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)置）
􀂄 H36=8（刀塔為8工位）
􀂄 H37=1 H38=2（轉(zhuǎn)臺(tái)減速比）
􀂄 其他的有關(guān)電機(jī)參數(shù)、位置環(huán)和速度環(huán)增益、加減速及其他的分度控制間隙補(bǔ)償參數(shù)根據(jù)機(jī)械的運(yùn)行情況進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。
3、 操作：
1） 在伺服就緒的情況下，先使SVON=1（DI1）
2） 進(jìn)行原點(diǎn)回歸操作，確定刀塔的1號(hào)刀位
3） 根據(jù)要求輸入TB0～TB2的刀位選擇信號(hào)，然后觸發(fā)CTRIG（DI5），轉(zhuǎn)臺(tái)就會(huì)根據(jù)當(dāng)前刀位和目標(biāo)刀位，以就近的原則回轉(zhuǎn)刀塔，到達(dá)目標(biāo)刀位。
4） 時(shí)序圖
大連安迪同步伺服基于DSP+FPGA+IPM的硬件平臺(tái)，有著高速度頻率響應(yīng)，速度響應(yīng)頻寬為450HZ，居于國產(chǎn)伺服前列；具有共振抑制功能，可以精確調(diào)諧，消除震動(dòng)；控制精度可以達(dá)到1個(gè)脈沖，最大的輸入頻率可以達(dá)到500Kpps，
對(duì)于伺服刀塔的換刀控制，也采用了安迪的同步伺服驅(qū)動(dòng)器，使用轉(zhuǎn)臺(tái)的控制功能，不需要專門的伺服刀塔控制器，即可方便的實(shí)現(xiàn)伺服刀塔的自動(dòng)換刀及最短路徑的選擇，使數(shù)控車床的換刀在高速和高精度上有了很大的提升，并且由于其特有的功能和參數(shù)設(shè)置，大大節(jié)省了數(shù)控系統(tǒng)中PLC程序編寫，更利于用戶的使用與維護(hù)。
4 結(jié)束語
使用安迪伺服驅(qū)動(dòng)器控制的伺服刀塔可以達(dá)到機(jī)床設(shè)計(jì)的性能要求，可以大大節(jié)省換刀的時(shí)間及刀塔的換刀精度，達(dá)到數(shù)控車床對(duì)伺服刀塔的高速、高精度的要求。
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