伺服減速機控制系統在激光打標機此類加工設備的現狀為:
a、采用傳統的液壓設備加工精度低、效率不高;
b、設備環境適應能力不強;
c、采用液壓系統,因此設備維護工作頻繁并且相對繁瑣。
為了解決上述問題,此機床采用了時光IMS系列伺服控制系統。時光IMS伺服控制系統具有如下特點:
a、可實現電機平穩運行于0.01Hz~250Hz工作范圍;
b、電機運行速率低于50Hz時可實現3倍電機額定轉矩輸出,包括電機0Hz鎖定時的3倍電機額定轉矩輸出(有效地解決了工件加工過程中偶爾出現的堵轉現象,保證了器件加工的高效率輸出);
c、內置PLC功能(16入/13出),通過QMCL軟件編程的方式對所有I/O進行自定義設計。使用I/O方式接收相應動作信號及告知上位PLC滑臺是否已完成工件加工過程,工件加工過程中兩臺伺服控制器相互之間也由I/O方式實現互鎖功能;
d、使用QMCL語言編譯的程序,可以靈活的設定電氣零點,通過程序定義好的參數設置偏置值來保證機械原位與電氣零點的可靠結合。而且由軟件根據機械實際情況設計的間隙補償量與機械結合更加緊密,由于各類補償是做為參數設定的,因此可根據實際情況及長時間使用造成的間隙改變作出相應調整。*方便了系統調試和維和。
e、系統參數任意設定電機運行時的S曲線和轉矩限幅值。
2、項目實施情況介紹
首先將工件通過夾具固定在位于鉆床*的工作臺上。按下“運行”按鈕后,艙門關閉,位于工作臺兩端的驅動電機通過滾珠絲杠將帶有鉆頭的加工臺高速推進至工件接近位,到達接近位后由控制器給出電氣信號使鉆頭工作,然后按固有深孔加工循環進行加工。為防止相對的兩鉆頭打刀,由控制器通過軟件編程實現兩驅動電機互鎖功能。即先加工至接近中線某位置的驅動電機會發出信號鎖住另外一邊的驅動電機,使其進入“暫停”狀態,待電機退回至安全位置后解除原電氣信號使另外一邊的驅動電機繼續完成其自身的加工動作。工件加工完成后,控制器給出相應電氣信號打開艙門并且等待下次循環動作的“運行”開始。
每臺進給軸驅動電機由IMS伺服控制器進行位置控制,IMS伺服控制器通過相應編碼器(PG)反饋信號構成位置閉環系統。所有的限位開關、零位開關等電氣信號直接聯入相應的控制器做為控制信號。2臺伺服控制器利用內部集成的PLC功能,通過I/O信號與控制面板相連(根據不同用戶的要求,也可使用RS422/485通訊的方式進行相應的連線)。由于本套設備相關參數不希望能夠由設備操作者設定,因此控制面板上并沒有參數設定功能,取而代之的采用了可即時插拔式手操作器的方式對相關參數進行修改(由相關技術人員進行修改)。
單臺驅動電機驅動相應鉆頭的工件加工過程,可視作“快速接近工件——慢速加工工件——快速回退”的循環加工動作往復過程。
軟件設定的“互鎖”信號分為“鎖定對方”(輸出)信號和“響應鎖定”(輸入)信號,當IMS控制器控制驅動電機將鉆臺推進至接近中心線的某位置時(軟件設定),控制器會向另外一臺控制器給出“鎖定對方”信號。對方控制器接受到“響應鎖定”信號后,如正工作在安全區內,則正常運行;如正在向前推進并有可能發生打刀情況,則執行“暫停”動作使鉆臺停留在安全范圍內直至“響應鎖定”信號消失。發出“鎖定對方”信號的控制器在所控制的鉆臺回退至安全范圍后,將“鎖定對方”信號取消以便另外一側鉆臺的正常運行。兩臺控制器本著“先入為主”的原則進行互鎖動作以保證加工時的高效率輸出。