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臺(tái)達(dá)伺服在壓模沖孔機(jī)系統(tǒng)控制方案

中達(dá)電通股份有限公司
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一、規(guī)格與技術(shù)要求
壓模沖頭由液壓驅(qū)動(dòng),工作速度: 200次/分鐘
X,Y工作臺(tái)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
傳動(dòng)為滾珠絲杠,直徑D=25mm 螺距:T=10mm
X軸滾珠絲杠長(zhǎng)度 L=1100mm
Y軸滾珠絲杠長(zhǎng)度 L=1100mm
快速定位:20000mm/min
定位精度: 0.02mm
重復(fù)定位精度:0.005mm
機(jī)械原點(diǎn)返回精度:0.005mm
工件存儲(chǔ)能力:1000組
工件個(gè)數(shù)記憶能力
優(yōu)化工件密排

二、系統(tǒng)方案比較與確定
原方案采用PLC+步進(jìn)馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此方案速度低沖壓速度80—100次/分鐘,定位精度差,且為單一工件程序存儲(chǔ)能力,不能完全滿足上述的要求。
現(xiàn)方案采用CNC數(shù)控系統(tǒng)+2套ASDA伺服馬達(dá),完全滿足上述的技術(shù)要求。

三、可行性分析
1.伺服馬達(dá)的選型
a)快速定位 滾珠絲杠的螺矩=10mm
本機(jī)械采用直連方式;伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分鐘;直線速度 F= T*n =10*2000=20000mm/min 滿足快速要求。
b)負(fù)載慣量計(jì)算
計(jì)算JL之公式

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計(jì)算得知負(fù)載慣量:30.05 Kg.c㎡
伺服馬達(dá)的慣量為: 6kg. c㎡
Tl=(F*L/2πμ)+T0
式中:Tl—折算到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩(N.M)
F—軸向移動(dòng)工作臺(tái)時(shí)所需要的力
L—電機(jī)軸每轉(zhuǎn)的機(jī)械位移量(M)
To—滾珠絲杠螺母,軸承部分摩擦轉(zhuǎn)矩折算到伺服電機(jī)軸上的值(N.M)
Μ—驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率
計(jì)算得知負(fù)載轉(zhuǎn)矩:4.29N.M
故此選用ASDA 1kw中慣量的伺服電機(jī)。
額定轉(zhuǎn)矩4.8N.M 轉(zhuǎn)子慣量:5.98Kg. c㎡
2.控制系統(tǒng)
A)TNC 快速I/O指令,滿足高速壓模沖頭的快速需求。
B)電壓命令型伺服指令接口,閉回路位置控制,分辨率0.001,滿足定位精度/重復(fù)定位精度需求。
500kpps編碼器的采集能力滿足快速定 20000mm/min的需求。
C)TNC具有強(qiáng)大的MACRO功能,完成復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算。
D)128k的存儲(chǔ)容量 可以存儲(chǔ)1000個(gè)宏程序。
E)內(nèi)藏式plc滿足機(jī)床輔助功能的需求。例如:板材的夾緊與放松;自動(dòng)上下料,機(jī)床的行程保護(hù);油壓頭的動(dòng)作與保護(hù);模具的夾緊/放松及保護(hù)。

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緊急復(fù)歸按鍵:當(dāng)馬達(dá)撞到極限開關(guān)時(shí),由于安全因素所以會(huì)由硬體線路來(lái)切斷SERVO ON信號(hào),所以此時(shí)無(wú)法使用手動(dòng)或自動(dòng)方式來(lái)回到正常工作范圍內(nèi),這時(shí)只要按下緊急復(fù)歸鍵,強(qiáng)制馬達(dá)SERVO ON,就可以用手動(dòng)(JOG)來(lái)將馬達(dá)回到正常工作范圍內(nèi)。
沖孔動(dòng)作分析:當(dāng)軸向移動(dòng)到定點(diǎn)時(shí),會(huì)先確認(rèn)沖床是否在上位,如果在上位,送出沖孔命令,再等待沖床下定位回授信號(hào),才把沖孔命令取消。再等待沖床上定位命令進(jìn)來(lái),軸向再繼續(xù)移動(dòng)。
緊急停止線路建議接法:
例:ASDA伺服驅(qū)動(dòng)SERVO ON信號(hào)為干節(jié)點(diǎn)。

四、系統(tǒng)控制方案規(guī)劃1. 設(shè)定操作頁(yè):【板寬】、【板長(zhǎng)】、【起始坐標(biāo)】、【工作間距】、【行間距】、【行偏移量】

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2. 程序動(dòng)作圖解

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3.用戶宏程序
變數(shù):#10=每行孔數(shù)
#14=最后一行孔數(shù)
#15=總行數(shù)
#16=前執(zhí)行【孔數(shù)】
#17=前執(zhí)行【行數(shù)】
#18=移動(dòng)方向反向
#20=每行孔數(shù)-1

五、結(jié)束語(yǔ)
利用中達(dá)電通開放式、全功能通用數(shù)控系統(tǒng)可以靈活地整合出專用控制系統(tǒng),以滿足不同客戶與行業(yè)的特殊需求。同時(shí)方案體現(xiàn)了臺(tái)達(dá)伺服急加減速運(yùn)動(dòng)控制的優(yōu)秀品質(zhì)。


 
 
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