時光伺服在五軸立式落地鏜銑床項目的應用

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:3727

 1、引言

    數(shù)控大重型落地式數(shù)控銑鏜床為機、電、液一體化技術(shù)密集型產(chǎn)品,其性能要求可實現(xiàn)五軸控制、可加工帶有復雜曲面的大型工件,屬于機械加工行業(yè)里的高性能、高效率、較高精度的關(guān)鍵重大裝備。目前,此種類型產(chǎn)品電控部分基本依賴國外進口。如果在保證性能的前提下實現(xiàn)國產(chǎn)化,尤其是采用國產(chǎn)化的全數(shù)字伺服控制系統(tǒng),可以達到大幅度節(jié)約成本,打破國外的技術(shù)壟斷和制約,推動民族工業(yè)的發(fā)展的目的。在此目的推動下,某國家大型機床廠設(shè)計院人員在了解了時光公司伺服產(chǎn)品的基本性能后,經(jīng)過近一年時間的設(shè)計和試用,于2004年3月正式完成了第一臺新型立式落地鏜銑床TJ6916F的安裝和調(diào)試,并交付用戶使用。

2、項目介紹

    落地鏜銑床TJ6916F(見圖1)是在原有簡易數(shù)控型落地鏜銑床TJ6916機械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計完成的。進給軸要求通過模擬量調(diào)速完成三相異步電機寬范圍調(diào)速0.3-1800rpm,以滿足高速進給、低速切削和低速點動對刀等加工要求。因此,在寬范圍調(diào)速的前提下具有低速穩(wěn)定性和低速大力矩輸出能力的電氣產(chǎn)品,才能滿足此鏜銑床的應用要求。


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時光伺服特性:

   速度控制精度±0.04%,調(diào)速范圍達1:25000(0.01Hz-250Hz)。 

   在電機額定轉(zhuǎn)速以下恒轉(zhuǎn)矩輸出(轉(zhuǎn)矩控制范圍0-300%電機額定轉(zhuǎn)矩,精度±5%),額定轉(zhuǎn)速以上恒功率輸出。具有低速大轉(zhuǎn)矩輸出、零轉(zhuǎn)速力矩保持功能。

   具有良好的加、減速度控制功能,速度響應快。

(1)機械設(shè)計

   時光伺服低速大扭矩的特性,可以滿足此類機床低速加工的要求,能夠達到同功率等級的中檔進口伺服的性能,所以不必采用簡易數(shù)控型鏜銑床復雜的減速機構(gòu),依據(jù)進口數(shù)控型鏜銑床的機械結(jié)構(gòu)和時光伺服的調(diào)速范圍,采用通過一級減速的形式直接驅(qū)動絲杠,帶動進給軸移動。從而最大限度的簡化了機床結(jié)構(gòu),消除了傳動誤差。

(2)系統(tǒng)連接

    根據(jù)機床對驅(qū)動系統(tǒng)的要求,時光伺服控制器與機床連接接口如下:


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四進給軸共用同一個電位計,通過繼電器進行切換。設(shè)計有高位(+10V)和低位(約20mV)調(diào)節(jié)電路,另有零位(0V)調(diào)節(jié)電路。進給軸快進速度對應電位計高位電壓,慢進速度對應電位計低位電壓。

(3)程序設(shè)計

    通過編寫時光伺服控制器專用的電機控制語言QMCL,實現(xiàn)進給電機主要功能:接收使能信號后電機上電,在有方向信號時根據(jù)輸入模擬量(0~10VDC)的大小輸出相應頻率控制電機運轉(zhuǎn);根據(jù)機床進給軸低位電路的電壓輸入,控制進給軸以最低速平穩(wěn)運轉(zhuǎn),以適應低速加工和對刀等要求;通過兩路模擬量輸出(0~5VDC)外接電流表和轉(zhuǎn)速表,以顯示當前電機轉(zhuǎn)速和電流。

(4)硬件配置

四個進給軸共使用四套控制器和電機,具體硬件配置如下:


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3、項目效果

    落地鏜銑床TJ6916F組裝完畢,經(jīng)過機床廠和時光公司聯(lián)合調(diào)試后正常運轉(zhuǎn)。并由用戶進行了測試,在調(diào)速范圍、速度精度、速度響應、快速進給和低速進給各方面滿足同類別機床性能要求,部分測試數(shù)據(jù)如下:


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