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。
　　
　　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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4 c7 v5 [; F0 L) s图一 中达H4数控系统及专用磨刀机
! x/ T6 W# e! y6 _- ?) e8 N- e　　一、工艺要求和精度要求
　　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:
1 Q: O9 q, g* k8 }2 Z! d+ S
　　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。
- R; Q$ ?: V; o7 ?+ O
图三 棒料的横切图
" @! l  k8 Q; T  Z; t  j( [) N　　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:

8 U1 O9 N. F7 {　　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。
$ J" _+ c9 Y/ G- v　　精度要求：径向0.005mm，轴向0.03mm，机械臂0.01mm，料盘0.01mm。
　　
　　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
　　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：

' K/ d' D- p' i: W$ ^3 @5 N; f9 b图四 两个程序的流程图
　　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。
  b2 r7 Q$ y: y1 B; h& S4 {　　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。
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　　四、结束语
　　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。
; [- I6 R- j+ n# N. S9 g- U0 ^　　(后附MACRO程序)
% V: I/ u" ~  r. T4 t- M　　附：MACRO程序(O0000~O0008为右旋，O0100~O0108为左旋)
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　　N09 G11 P-03
) H# Y! U  h+ Z1 Y$ _4 X5 t　　N10 G65 L4 P#16 A#15 B3.140
　　N15 G65 L2 P#60 A#88 B2.500
) A5 X( F* Z, G$ n8 ?) j　　N18 G65 L32 P#17 A1.000 B#89
7 v8 S. k- ^  h8 H　　N20 G65 L31 P#18 A1.000 B#89
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　　N30 G65 L26 P#17 A#16 B#19
　　N35 G65 L1 P#23 A#87
5 }! v# L2 j1 Y1 b; u' }) p　　N36 G65 L1 P#40 A0
　　N37 G65 L1 P#41 A0
　　N40 G65 L26 P#23 A360.00 B#17
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　　N70 G65 L4 P#28 A#20 B#25
　　N71 G65 L5 P#35 A#23 B360.00
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　　N73 G65 L4 P#36 A#31 B360.00
　　N75 G65 L3 P#29 A#27 B#23
6 _0 X# W6 A2 D( v4 |- n, q- G　　N80 G65 L3 P#30 A#28 B#23
　　N81 G65 L2 P#44 A#48 B#21
　　N82 G65 L2 P#43 A#49 B#22
　　N83 G65 L2 P#42 A#39 B#44
　　N86 G65 L81 P97 A#35 B0
3 V' \4 U' u6 z( ?4 ~　　N#87 G65 L2 P#32 A#36 B#29
　　N95 G65 L2 P#33 A#36 B#30
6 L) y, r* c. w6 h　　N96 G65 L80 P100
　　N97 G65 L2 P#32 A360.00 B#29
7 G# C( i: {8 ?7 S　　N98 G65 L2 P#33 A360.00 B#30
9 t$ l" E6 P+ l$ V. b　　N100 G65 L50
! ~- V7 c. g0 ~3 G　　N101 G12 P06
6 F- x' N3 P" s' ]& ^6 k" [$ O% L3 k　　N102 G00 X0
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　　N103 G04 X0.2
8 a$ o+ ~2 O) F$ W) t& [　　N104 G00 Y#43
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" Q2 v4 o8 N3 [  C　　N109 G65 L83 P140 A#23 B#28
　　N110 G65 L86 P165 A#23 B#27
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3 V, s( h/ f0 W. N* V3 x5 m) s9 o　　N125 G65 L80 P185
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) F, |, |# E6 s. \1 E% @　　N140 G65 L81 P155 A#26 B1
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3 Z; r( K# y* A2 X& I* A0 m# h  g　　N175 G65 L80 P185
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9 o& l: Z$ T& b6 q　　N140 G65 L81 P155 A#26 B1
　　N145 M98 P102 L#24
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% Y% A) H' G4 u+ I　　O0104
, v: p% e1 }; ~, o0 T　　N239 G65 L2 P#41 A#41 B1
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2 k, N5 _' e4 I. h! O4 K4 ?/ P　　N244 G00 U-#60
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6 T) C1 J! g2 I7 W  g　　N273 G00 U-#60
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