臺達雙頭數(shù)控車床成本約束解決方案

摘 要：本文主要介紹了臺達DELTA機電產(chǎn)品在雙頭數(shù)控車床上的應用，本案例體現(xiàn)了臺達機電產(chǎn)品一體化解決方案，節(jié)約設備成本和系統(tǒng)整合上的優(yōu)勢。

關鍵詞：數(shù)控系統(tǒng)伺服系統(tǒng) 變頻器

雙頭數(shù)控車床屬于非標準數(shù)控車床，是專用機床設備。客戶根據(jù)使用單位具體技術條件，采用臺達機電一體化技術應用方案，有效地控制設備成本，良好地滿足最終用戶的應用要求。

雙頭數(shù)控專用車床的主要特征是利用雙主軸箱對加工件進行雙向加工。相對于傳統(tǒng)車床的單向加工過程，雙頭數(shù)控專用車床實現(xiàn)了雙向加工，理論加工效率提高一倍。對于不易二次定位裝夾的同軸度要求較高的盤套類和短軸類（不需尾座頂尖）零件批量加工，CNC精密全自動雙頭車床是高效的甚至是唯一的加工設備。雙頭數(shù)控車床包括左右滑臺座、左右大拖板、左右縱向滾珠絲杠副、左右縱向伺服電機和數(shù)控裝置。在左右滑臺座之間設有與其固定連接的主軸座，該主軸座內(nèi)設有空心主軸、傳動箱和變頻電機，在左右大拖板上設有橫向的左右中拖板，該左右中拖板上設有配套的左右橫向滾珠絲杠副和左右橫向伺服電機。

本案雙頭數(shù)控車床主要開發(fā)目的是追求加工效率，工藝動作比較簡單，其大托板可以隨意縱向運動，左邊主軸箱起動，大托板快進向左移動，到位后變?yōu)楣みM吃刀，加工到位后主軸電機停止運轉(zhuǎn)，并且馬上制動，主軸安裝電磁剎車制動器，主軸瞬間停止；大托板帶動鏜刀快速退出，右側(cè)到位后暫時停止移動，右側(cè)主軸電機起動，大托板快速向右移動，到位后變?yōu)楣みM吃刀，加工到位后主軸電機停止運轉(zhuǎn)，電磁剎車制動器動作，主軸瞬間剎車，大托板帶動鏜刀快速退出到位，等待下一個加工動作，一個來回加工循環(huán)結束，下一個循環(huán)繼續(xù)工作，周而復始，直到按下停止按鍵，結束整個工作過程，設備停機待命。工件卡具是液壓卡頭，設有壓力不足報警顯示，提示使用者注意。

考慮到本案設備對加工精度沒有非常嚴格的要求，制定了比較經(jīng)濟的控制系統(tǒng)解決方案。基于臺達自動化平臺的雙頭數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)原理組成示意圖如圖1所示。

上位控制器采用臺達數(shù)控系統(tǒng)A2P－1單軸控制器，成本較低，完全適合客戶的應用場合，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)給伺服驅(qū)動器運行脈沖命令，實行精準定位要求，大托板運行由伺服系統(tǒng)控制，考慮到大托板運轉(zhuǎn)慣量的實際需要，我們選擇臺達A系列3.0KW中慣量伺服馬達，提供充足的動力來源。主軸電機5.5KW，選擇了兩臺臺達B系列交流變頻調(diào)速器，主軸轉(zhuǎn)速達到3000RPM，通過變頻器數(shù)字操作面板實時顯示電機轉(zhuǎn)速，電機頻繁起動、電磁剎車制動停止。頻率指令來源外部電位器旋鈕，根據(jù)不同工件的加工要求人工調(diào)速。變頻器運轉(zhuǎn)命令由繼電器觸點控制，由數(shù)控系統(tǒng)輸出開關命令。

（1）數(shù)控系統(tǒng)：臺達PUTNC A2P－1 ，一臺。

（2）伺服驅(qū)動器：臺達ASD－A3023MA，一臺。

（3）伺服馬達：臺達ASMT－30M250AK，1臺。

（4）變頻器：臺達VFD055B43A，2臺。

根據(jù)設備現(xiàn)場實際運行狀況，JOG（手動）方式下估算出伺服負載慣量比值，根據(jù)該值，使用伺服增益計算軟件調(diào)試伺服增益，反復測試，調(diào)整到合適的加工精度狀態(tài)下。變頻器設置好相關參數(shù)，調(diào)速和運轉(zhuǎn)命令由外部提供。A2P數(shù)控系統(tǒng)用戶加工程序和其它的數(shù)控產(chǎn)品不太一樣，類似填寫電子表格形式，最終程序如下：

本案例技術方案比較容易實現(xiàn)，本文并非突出技術創(chuàng)新，只是借助本文，體現(xiàn)臺達DELTA機電產(chǎn)品在機電一體化解決方案和性價比方面的優(yōu)勢，能夠在滿足客戶實際技術需求的基礎上，盡量為客戶節(jié)約經(jīng)濟成本，也為其他用戶應用臺達機電產(chǎn)品實現(xiàn)控制系統(tǒng)要求提供了借鑒和參照經(jīng)驗。