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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  l  ~& x& F1 i* O) J7 ~; x: C图一 中达H4数控系统及专用磨刀机
; S! d2 y- Q- P1 D- [　　一、工艺要求和精度要求
) t$ f( B- v& _' K; U　　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。
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- \* Q& |- I. n- h1 H& }' w3 a图二 棒料的横切图
) N; g, O& Y6 b- [' V$ X( _　　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:
: n' {: m: f! A& U) O/ ]& U6 |
- [( X: P6 t7 W, Y　　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。
& ~8 S' m' x1 h3 B
$ d7 a6 }; Z, ~* e" L) F% s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:
$ F5 `, Z7 j& `4 G
3 T* p& l5 Y* e& f- o7 `% b　　即每刃起刀点之间的角度差为C。
' Z+ _; Z' v0 c# p7 r0 m- M　　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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3 `; d+ a" R$ Z# z$ `5 M" h' m　　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。
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　　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：
# t2 f8 r- q, e; E# q9 L- \
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。
; g6 z) I5 M( _  G6 A8 I* _　　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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# B( j: }/ Y0 ^9 j5 e- _- W6 j　　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。
% k+ |" X8 @# b$ F! E$ Q　　(后附MACRO程序)
　　附：MACRO程序(O0000~O0008为右旋，O0100~O0108为左旋)
　　O0000
　　N09 G11 P-03
+ D2 B+ f/ Y$ ]5 E8 Z3 A8 _  \　　N10 G65 L4 P#16 A#15 B3.140
　　N15 G65 L2 P#60 A#88 B2.500
! q+ D0 p" ]% B# V  J3 {　　N18 G65 L32 P#17 A1.000 B#89
; z. E( \$ T( W9 z$ ^0 g　　N20 G65 L31 P#18 A1.000 B#89
  s% r6 p3 L6 N; V- A　　N25 G65 L4 P#19 A1.000 B#18
; d4 s$ w( L  J, n- G4 T( J/ R　　N30 G65 L26 P#17 A#16 B#19
　　N35 G65 L1 P#23 A#87
　　N36 G65 L1 P#40 A0
　　N37 G65 L1 P#41 A0
　　N40 G65 L26 P#23 A360.00 B#17
6 Q' r) M  k7 p6 `: L: S　　N45 G65 L5 P#20 A360.00 B#10
　　N50 G65 L5 P#24 A#10 B2
　　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
　　N70 G65 L4 P#28 A#20 B#25
: `: v4 W7 u( `7 Q　　N71 G65 L5 P#35 A#23 B360.00
　　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
0 y- d( ~3 t5 p0 d* O( j% Z  F　　N81 G65 L2 P#44 A#48 B#21
　　N82 G65 L2 P#43 A#49 B#22
/ e2 _# |! d6 m! Q　　N83 G65 L2 P#42 A#39 B#44
　　N86 G65 L81 P97 A#35 B0
　　N#87 G65 L2 P#32 A#36 B#29
) H; [1 U/ r; `3 T% K+ J/ t　　N95 G65 L2 P#33 A#36 B#30
( E7 l6 d5 Z% d  `, X. ]　　N96 G65 L80 P100
2 X/ B  `. Y) t) w( M　　N97 G65 L2 P#32 A360.00 B#29
5 K( g7 l/ b  a; L# x2 B8 ~　　N98 G65 L2 P#33 A360.00 B#30
% j; H4 Y& i, s1 _' M$ x! O　　N100 G65 L50
　　N101 G12 P06
　　N102 G00 X0
0 O/ S! ?! m/ g" r　　 Y0
　　N103 G04 X0.2
  Q2 b1 Z5 B) N; u　　N104 G00 Y#43
: x; A% p* R  g- q# f& t　　N105 M08
　　N106 G00 X#42
& g+ h6 J0 W. P' b2 o; C　　N109 G65 L83 P140 A#23 B#28
: z/ }( C$ W3 f0 i/ q& l, r　　N110 G65 L86 P165 A#23 B#27
　　N115 G65 L81 P130 A#26 B1
2 i* [1 |" W) a; S# @/ e. _5 m　　N120 M98 P04 L#24
　　N125 G65 L80 P185
: W  H( h$ }3 X  W+ S　　N130 M98 P03 L#10
　　N135 G65 L80 P185
2 f" `7 D) T5 r: q　　N140 G65 L81 P155 A#26 B1
　　N145 M98 P02 L#24
　　N150 G65 L80 P185
  h: z7 V! W: g& @- U　　N155 M98 P01 L#10
　　N160 G65 L80 P185
6 _$ b& Z5 T4 p/ H+ W- W　　N165 G65 L81 P180 A#26 B1
4 K" k0 f$ u) c9 @* K- D- v' Z' Z　　N170 M98 P08 L#24
　　N175 G65 L80 P185
　　N180 M98 P07 L#10
　　N185 G00 X0
　　 Y0
　　N186 M09
; V. b2 r  f. M0 j  I　　N187 G11 P03
( O7 b& w! z2 R$ U' W* Y1 P　　N1#87 M30
8 m# Q& _  T- B. p+ ]5 d- ?　　O0001
! X: E/ t* r. C　　N210 G65 L2 P#40 A#40 B1
　　N211 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
　　N212 G65 L81 P214 A#40 B#10
　　N213 G00 U-#60
' [! T; B7 j& a1 }; U　　 V#87
/ N1 Y; B; Q# z( Z　　 U2.500 W#32
/ a% m4 P. C/ ?# x　　N214 M99
$ B1 }/ o7 N9 r5 b: V) D) B! B0 X　　O0002
* q! D0 p2 Z5 ~) L, I1 q" m" @　　N220 G65 L2 P#41 A#41 B1
　　N221 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
　　N222 G00 U-#60
4 I& f9 Z$ U# T4 k; \. K　　 V#87
　　 U2.500 W#32
　　N223 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
　　N224 G65 L81 P226 A#41 B#24
　　N225 G00 U-#60
　　 V#87
4 M: W. t; v+ u; w) ~　　 U2.500 W#33
1 O, y0 O. v1 O' ]4 s1 {. X1 H　　N226 M99
　　O0003
　　N230 G65 L2 P#40 A#40 B1
　　N231 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
! _, f5 l# Q# r$ e& g$ |0 z　　N232 G65 L81 P235 A#40 B#10
6 J8 ], t! G( a　　N234 G00 U-#60
8 }0 l( C0 v& R0 k/ P8 k　　 V#87
8 V0 t- I- ~/ W4 Q5 o5 x4 A0 d9 u　　 U2.500 W#32
　　N235 M99
　　O0004
6 S8 C  x. }) Q, {, o+ ~　　N239 G65 L2 P#41 A#41 B1
　　N240 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
2 |, I) N# ?) T7 t　　N241 G00 U-#60
　　 V#87
　　 U2.500 W#32
　　N242 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
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5 I2 {# k& K. r1 c% m. M$ x" _1 n　　N244 G00 U-#60
4 v- O$ H( u/ ]　　 V#87
5 \$ o! K5 B4 q! N+ g* i6 `　　 U2.500 W#30
( F. j1 S+ o, T; _' `9 O　　N245 M99
　　O0007
! F) v8 E/ X: R, _& W　　N270 G65 L2 P#40 A#40 B1
　　N271 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
$ T8 X2 }, A! e# C! v, \　　N272 G65 L81 P274 A#40 B#10
　　N273 G00 U-#60
　　 V#87
9 n) u' t' m& M　　 U2.500 W#29
1 Q% v  k* E$ v, G: K4 w　　N274 M99
% W# s. s- {3 Y% W$ Z3 Q. T　　O0008
　　N280 G65 L2 P#41 A#41 B1
+ s, R* B, S$ Z; H. X9 L- S　　N281 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
& p8 h' k: [$ Z3 w/ |; q3 c8 E　　N282 G00 U-#60
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　　 U2.500 W#29
/ m( D; c( R  }# B( M9 n$ ^8 C( h　　N283 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
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* T! b( f$ B1 i( c' \2 n　　 U2.500 W#30
　　N286 M99
$ f1 j" ?7 y3 a. ^, ?  b　　00100
9 q0 U2 {3 Q2 ~2 a5 O2 [3 d0 K　　N09 G11 P-03
- J7 G0 D6 u9 \" E" W. q: a  M9 @% ]　　N10 G65 L4 P#16 A#15 B3.140
" t- I, w! n* `8 k+ ~　　N11 G65 L2 P#44 A#48 B#21
# P$ d( C0 v/ x　　N12 G65 L2 P#43 A#49 B#22
　　N13 G65 L2 P#42 A#39 B#44
　　N14 G65 L2 P#60 A#88 B2.500
6 Q; D/ ~$ P4 }5 V2 }/ a5 `　　N18 G65 L32 P#17 A1.000 B#89
. _$ k( B3 q! w- `/ T: {　　N20 G65 L31 P#18 A1.000 B#89
　　N25 G65 L4 P#19 A1.000 B#18
2 |$ r; V" O3 V" d  H　　N30 G65 L26 P#17 A#16 B#19
　　N35 G65 L1 P#23 A#87
　　N36 G65 L1 P#40 A0
　　N37 G65 L1 P#41 A0
　　N40 G65 L26 P#23 A360.00 B#17
　　N45 G65 L5 P#20 A360.00 B#10
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. y8 o4 d& E& a' h# r　　N55 G65 L2 P#25 A#24 B1
. D% a: E0 x: B　　N60 G65 L23 P#26 A#10 B2
6 x$ u2 A9 j/ |' l( e4 N　　N65 G65 L4 P#27 A#20 B#24
0 y4 w; f+ ^5 p+ ]9 b" C　　N70 G65 L4 P#28 A#20 B#25
" p, k* \8 P  l  H/ L; w　　N71 G65 L5 P#35 A#23 B360.00
　　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
* w) z5 y0 B- X$ l' ]. m* L　　N80 G65 L3 P#30 A#28 B#23
　　N86 G65 L81 P97 A#35 B0
* ^5 V2 {2 X, U; ?$ }3 L- n　　N#87 G65 L2 P#32 A#36 B#29
# _3 d6 V3 p8 P  B. |/ b　　N95 G65 L2 P#33 A#36 B#30
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　　N97 G65 L2 P#32 A360.00 B#29
; N. f2 ]3 Q3 }7 z1 i: B1 l　　N98 G65 L2 P#33 A360.00 B#30
　　N100 G65 L50
　　N101 G12 P06
- E4 S" J3 ]" u2 S; l# U1 H  H　　N102 G00 X0
1 c3 |0 L- ?* G* t8 q　　 Y0
- j' H5 r' }7 e6 {5 O: X9 B　　N103 G04 X0.2
3 M; b9 \/ C) Y6 r  C# D　　N104 G00 Y#43
! h0 y% C1 a+ T　　N105 M08
- w  a" C  i6 q) h+ E1 z1 j6 P" \　　N106 G00 X#42
  _8 }% h% I# Y" k　　N109 G65 L83 P140 A#23 B#28
　　N110 G65 L86 P165 A#23 B#27
$ ~: p# e( ?# C: a! z6 C3 E+ L0 {　　N115 G65 L81 P130 A#26 B1
　　N120 M98 P104 L#24
　　N125 G65 L80 P185
* }4 T: d" d/ k8 n% B8 C　　N130 M98 P103 L#10
　　N135 G65 L80 P185
　　N140 G65 L81 P155 A#26 B1
　　N145 M98 P102 L#24
　　N150 G65 L80 P185
7 r% G1 ~8 G' o! F1 ~　　N155 M98 P101 L#10
; x; o8 z$ l5 I; `0 }  c　　N160 G65 L80 P185
% c! Y" Y; h+ Z1 g- Q' x' B　　N165 G65 L81 P180 A#26 B1
　　N170 M98 P108 L#24
　　N175 G65 L80 P185
, f7 C. S! x. Y/ O　　N180 M98 P107 L#10
6 K$ W8 J. [* D* l　　N185 G00 X0
: f: z& l9 W: q! J　　 Y0
1 L! X& `& f7 [2 f5 C* P2 V! q　　N186 M09
　　N187 G11 P03
　　N1#87 M30
: O+ C9 w+ K9 {6 r* a6 g$ o( s: S2 P* K　　O0101
　　N210 G65 L2 P#40 A#40 B1
0 ~% u9 ?, I6 _$ }　　N211 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　N212 G65 L81 P214 A#40 B#10
　　N213 G00 U-#60
　　 V#87
　　 U2.500 W-#32
0 j9 D2 R& \8 m$ j* E( L　　N214 M99
7 t# `+ d+ O* i, |% w  y* b　　O0102
　　N220 G65 L2 P#41 A#41 B1
　　N221 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　N222 G00 U-#60
" Q3 C6 t9 W1 f8 }. q0 X8 B　　 V#87
( J% K0 m8 o1 A$ k( y5 _　　 U2.5000 W-#32
　　N223 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　N224 G65 L81 P226 A#41 B#24
$ G0 ]& j6 F3 k$ c# D( |! S0 K5 g　　N225 G00 U-#60
: {/ f! S$ o2 f　　 V#87
　　 U2.500 W-#33
1 V3 m3 W' M3 Q　　N226 M99
　　O0103
　　N230 G65 L2 P#40 A#40 B1
　　N231 G01 U#88 V-#87 W#-23 F#14
9 T6 E; e2 e5 P, W- N1 q　　N232 G65 L81 P235 A#40 B#10
% K/ ]) D5 L6 b# O' I, G( b6 W　　N234 G00 U-#60
. u- F4 x& G( D) g! G　　 V#87
　　 U2.500 W-#32
　　N235 M99
　　O0104
　　N239 G65 L2 P#41 A#41 B1
& s; G: _4 C8 E　　N240 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
( K* P2 D1 V. h7 C9 M! \　　
* @# g0 P: j2 Q+ Y3 d2 ]　　N241 G00 U-#60
9 _! {0 j+ \8 _% {" W　　 V#87
　　 U2.500 W-#32
  {8 Y6 j9 U' n+ H　　N242 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
+ p) M/ h6 L! a- g! X　　N243 G65 L81 P245 A#41 B#24
　　N244 G00 U-#60
　　 V#87
　　 U2.500 W-#30
$ `+ Q# p# X/ S7 n　　N245 M99
" I" E, E5 b+ I' }# _' ^' ?$ P　　O0107
　　N270 G65 L2 P#40 A#40 B1
　　N271 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
+ {5 B% d6 n1 E0 j+ |　　N272 G65 L81 P274 A#40 B#10
　　N273 G00 U-#60
　　 V#87
　　 U2.500 W-#29
　　N274 M99
, ^0 e, p0 B( ~　　O0108
+ i( j# ?, p5 h. H. y! Y　　N280 G65 L2 P#41 A#41 B1
　　N281 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
9 y. d/ p, n! g2 |3 J. N　　N282 G00 U-#60
, a  y: R  c% W, K　　 V#87
! g$ A- B+ f1 \　　 U2.500 W-#29
　　N283 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　N284 G65 L81 P286 A#41 B#24
　　N285 G00 U-#60
　　 V#87
　　 U2.500 W-#30
% M; p: X0 M2 t* K　　N286 M99
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