中达电通H4数控系统和台达PLC在某刀具研磨机之项目应用方案

技能

本文主要介绍了中达电通H4数控系统和台达PLC，在客户上海某五金刀具有限公司的使用情况，并用两种产品的巧妙组合，实现了五轴专用磨刀机的特殊需求。
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　　某刀具研磨机主要是用来加工铣刀和钻头的高精度工具磨床，是由五个轴组成的。其中X，Y为机台的横向和纵向运动轴，Z为棒料分度轴是个旋转轴，这三个轴控制刀具的加工。X1为料盘移动轴控制料盘的左右移动，Y1为机械臂上升轴控制机械臂升降。杭州服装批发
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0 I! b8 D! c- J) l图一 中达H4数控系统及专用磨刀机
　　一、工艺要求和精度要求
6 |0 `, a- W9 T# S  K7 v　　分度要求，当加工时分度轴旋转分度主要有两个工艺要求，一是在加工过程中不允许改变分度方向，只能单向旋转用以消除机械设备的反线误差；二是分度加工时对沟槽加工的顺序有特殊要求，而且刃数为偶数或奇数还有不同。

图二 棒料的横切图
　　偶数以一个8个刃数的铣刀为例，每个沟槽的加工顺序是1，5，2，6，3，7，4，8，其表达式是:

4 [1 d% `' B8 {- T& ]　　即第一刃加工完成后，第一刃的起刀点与下一刃起刀点角度差为A，下一刃加工完成后这一刃的起刀点与后一刃的起刀点角度差为B，以此类推直到加工到最后一刃完成。

图三 棒料的横切图
　　奇数以一个9个刃数的铣刀为例，每个沟槽的加工顺序是1，5，9，4，8，3，7，2，6，其表达式是:
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　　即每刃起刀点之间的角度差为C。
　　机械臂运动要求，以最左下方的料口为零点，每次放入加工完毕的铣刀的同时取走上方的棒料，依次上升直到放入最上端的料口后换列，取走另一列最下端的棒料，如此运动直到将全部500个棒料都加工完毕，停止等待换料盘。
　　精度要求：径向0.005mm，轴向0.03mm，机械臂0.01mm，料盘0.01mm。
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0 S5 A4 \) I% \- W4 f. H　　二、实施方案
　　采用HUST的H4 M控制系统连接3台台达ASD-A0421LA伺服作为加工及分度的控制系统，采用台达5.7寸单色触摸屏+台达ES 24点+24点PLC连接2台台达ASD-A0421LA伺服作为机械臂和料盘的控制系统。
　　
　　三、实施步骤
% |  o9 V4 L. A; y' M0 [　　利用H4系统MACRO指令对用户自设定的参数进行计算来得到X，Y，Z三轴运动的必要数据，再通过G00，G01等定位及插补指令来实现加工铣刀钻头的功能。同时将左旋和右旋分成两个MACRO程序，两者之间的区别只是在与分度方向不同。
　　两个程序的流程图如图4所示：

图四 两个程序的流程图
! v8 X+ E( X/ E! H* _　　对于Y1是利用PLC发脉冲对伺服进行控制和台达ASD-A0421LA伺服的Pr控制模式的回零功能来实现机械臂的上下移动定位的；对于X1也是利用台达ASD-A0421LA伺服的Pr控制模式，PLC的I/O点来控制料盘的左右移动定位。
　　其它有关磨头夹紧，料盘翻转，机械臂前翻，机械臂后翻，是通过PLC来控制的，而与加工相关的切削液开关，沙轮旋转，是由H4系统的内置PLC通过I/O点来控制的。
　　
　　四、结束语
) j( U( N, x. U2 R- {. w　　该项目是一个利用中达产品在工具磨床上应用的典型案例，使用三轴数控系统+PLC实现五轴磨床专用数控系统的功能，为客户极大的节省了成本，同时也展现了台达伺服电机产品良好的控制性能。
# ?" j' v5 f0 D) R7 M% h0 r; R　　(后附MACRO程序)
) q1 V- V' y$ z& E2 `- I　　附：MACRO程序(O0000~O0008为右旋，O0100~O0108为左旋)
0 l- x4 J2 j3 g　　O0000
4 V4 U' y9 G: R% ^! J　　N09 G11 P-03
　　N10 G65 L4 P#16 A#15 B3.140
　　N15 G65 L2 P#60 A#88 B2.500
# F: x' s( ^) w* w- [% C( m　　N18 G65 L32 P#17 A1.000 B#89
3 V2 R3 v, B" J; `, \　　N20 G65 L31 P#18 A1.000 B#89
　　N25 G65 L4 P#19 A1.000 B#18
) W2 d' z+ d+ [　　N30 G65 L26 P#17 A#16 B#19
) k/ L9 x/ Z$ P　　N35 G65 L1 P#23 A#87
　　N36 G65 L1 P#40 A0
+ p$ `4 _' E% v" i7 p　　N37 G65 L1 P#41 A0
9 c% ^- e0 M: K% [$ h　　N40 G65 L26 P#23 A360.00 B#17
　　N45 G65 L5 P#20 A360.00 B#10
! i; y1 I" e2 y" j! `3 u" ^　　N50 G65 L5 P#24 A#10 B2
: E; w6 Q5 {3 ~. U　　N55 G65 L2 P#25 A#24 B1
　　N60 G65 L23 P#26 A#10 B2
　　N65 G65 L4 P#27 A#20 B#24
' ^; F3 Q9 j5 j" ^; [　　N70 G65 L4 P#28 A#20 B#25
8 w3 v4 W+ W; h0 w2 A# v　　N71 G65 L5 P#35 A#23 B360.00
! }+ ^! ?+ S; z　　N72 G65 L2 P#31 A#35 B1
　　N73 G65 L4 P#36 A#31 B360.00
　　N75 G65 L3 P#29 A#27 B#23
　　N80 G65 L3 P#30 A#28 B#23
　　N81 G65 L2 P#44 A#48 B#21
/ w' @) i) T. C5 u2 U% ?4 |　　N82 G65 L2 P#43 A#49 B#22
　　N83 G65 L2 P#42 A#39 B#44
  H& g5 Y  q! i& {; J　　N86 G65 L81 P97 A#35 B0
& [) t/ r  P4 j0 n$ e( S　　N#87 G65 L2 P#32 A#36 B#29
! R: ]# f. ?5 A  T8 c7 P5 U3 i　　N95 G65 L2 P#33 A#36 B#30
　　N96 G65 L80 P100
. L) z$ j# f* b$ y# C; s  @　　N97 G65 L2 P#32 A360.00 B#29
　　N98 G65 L2 P#33 A360.00 B#30
　　N100 G65 L50
　　N101 G12 P06
. J4 y9 N7 v: B$ m( e! t　　N102 G00 X0
　　 Y0
　　N103 G04 X0.2
0 z7 t8 r& T3 H- f% I　　N104 G00 Y#43
　　N105 M08
　　N106 G00 X#42
9 P% K! P) e0 K$ d$ E　　N109 G65 L83 P140 A#23 B#28
" h: J( t- `8 a& J4 a8 }7 ~　　N110 G65 L86 P165 A#23 B#27
　　N115 G65 L81 P130 A#26 B1
　　N120 M98 P04 L#24
) ?8 x. S& P9 E　　N125 G65 L80 P185
* s5 }- c0 f; [1 M% |# G　　N130 M98 P03 L#10
　　N135 G65 L80 P185
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　　N150 G65 L80 P185
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　　N220 G65 L2 P#41 A#41 B1
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3 _2 O7 j. G& {# ]- E& U9 R　　N270 G65 L2 P#40 A#40 B1
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6 r4 r3 P5 A5 v' z" m　　N281 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
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　　N105 M08
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　　N145 M98 P102 L#24
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) J" h5 R0 ~  {" d　　N155 M98 P101 L#10
　　N160 G65 L80 P185
' ?& f: U* a# q* h5 [1 L" O! Y$ C　　N165 G65 L81 P180 A#26 B1
　　N170 M98 P108 L#24
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　　N180 M98 P107 L#10
9 @# R+ o# D$ C1 G, }# X4 j　　N185 G00 X0
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　　N187 G11 P03
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　　N210 G65 L2 P#40 A#40 B1
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　　N212 G65 L81 P214 A#40 B#10
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　　N230 G65 L2 P#40 A#40 B1
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　　N232 G65 L81 P235 A#40 B#10
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4 [, B1 J" L9 v　　N235 M99
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. f% D1 P: v3 j5 z$ G$ u　　 V#87
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　　N243 G65 L81 P245 A#41 B#24
/ B& Q/ q$ H7 g2 t: x　　N244 G00 U-#60
; ~# h/ P/ f% R/ t5 u1 y- v　　 V#87
; b6 \5 d8 y- }2 M+ e  Q　　 U2.500 W-#30
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　　N270 G65 L2 P#40 A#40 B1
　　N271 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　N272 G65 L81 P274 A#40 B#10
　　N273 G00 U-#60
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　　O0108
　　N280 G65 L2 P#41 A#41 B1
　　N281 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
- Y! A: [3 \; G. C) \　　N282 G00 U-#60
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