台达为木工加工中心双伺服刀库提供CNC数控系统应用解决方案--控制网

台达为木工加工中心双伺服刀库提供CNC数控系统应用解决方案
企业:中达电通股份有限公司 日期:2019-06-04
领域: 点击数:88

项目背景

随着设备工艺的不断提高,在木工产品的生产制造中,也越来越常使用加工中心作为生产设备。加工中心的优势是带有多把刀具,采用刀库的形式进行快速换刀能够显著提升加工效率,因此换刀的形式非常重要。台达针对某木工加工双伺服刀库的需求,提供了以CNC数控系统NC200系列为主的伺服刀库控制解决方案,提升木工加工中心自动换刀的效率,减少停机换刀等辅助时间,从而实现不间断加工,提高生产效能。

项目方案

刀库刀塔系统是提供自动化加工过程中所需的储刀及换刀需求的一种装置,其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库或刀塔,凭借CNC数控系统的控制,可以完成各种不同的加工需求,如铣削、钻孔、搪孔、攻牙等,大幅缩短加工时间,降低生产成本。

刀库刀塔系统的换刀效率、系统稳定性、操作时间等直接影响生产效能。对于追求高效生产的产业而言,台达伺服驱动器ASDA-A2系列是最佳选择。因此为了提高加工效率,必须对换刀时间进行优化处理。台达针对设备和客户的需求,开发出专用伺服刀库解决方案,可以配置16把刀具,分成两个刀库,针对工艺切换不同刀具,实现高效率加工。

台达双伺服刀库CNC数控系统应用解决方案以CNC数控系统NC200系列为主,同时配置了伺服驱动器ASDA-A2系列、ASDA-B2系列及伺服电机ECMA系列等,另外,该方案也采用台达变频器进行支持。该方案可通过参数设定,进行分度换刀,不需外部计数开关,并通过台达DMCNET总线进行数据控制,提高换刀速度,减少故障点。

其中,台达推出的高性能CNC数控系统NC200系列,采用高性能的嵌入式硬件设计,可满足高速、高精的金属切削加工控制。在此方案中,NC200系列同时兼顾加工中心的加工控制以及换刀动作。为了更好地控制换刀速度和精度,NC200系列专门为客户设计定制化的界面,客户可以清晰地应用画面中的软按键,控制外部汽缸动作,还可设置上料位置和结束位置,提供安全设置参数。

此外,方案中的伺服驱动器可满足整个刀库精准定位控制的需要,大大缩短换刀周期,并且整体提升系统稳定性,让架构变得更简单。伺服驱动器ASDA-A2系列内置运动控制模式,支持多种轴控操作需求,速度循环的响应频率为1kHz,搭配20-bit 分辨率编码器,提供精准定位及平顺控制特色。

项目特点

该方案的难点是双伺服刀库的设计,刀具旋转均靠伺服本身进行控制,CNC数控系统NC200系列只下达命令刀号,伺服驱动主轴自动抓取两个刀库中刀号从T1~T16的刀具。而伺服所设定的刀库数量为8,当下达T9时,伺服无法收到T9命令,只能接受1-8命令值。对此在不修改韧体的基础上,通过MACRO进行命令搬移。实现T1-T16的命令切换。

另外,台达刀库控制解决方案支持增量命令与绝对命令,控制模式为速度、扭力与位置控制,接受 64位(bit)的双精度浮点数,让系统的运算更精准且操作方式更灵活多元;此方案的特色是应用台达DMCNET高速运控控制通讯总线达到用1毫秒更新12轴命令,且可将多轴台达伺服与输出入模块,悉数连接到PCI运动控制轴卡,旋转电机、线性电机、数字模块、模拟模块、混合模块、或脉冲输出入模块等,完成信息交换、工艺演算、命令控制等所有必要的运动控制需求,具有配线简易,同步性佳,操控容易等特性。

台达解决方案提供客户设置加工所用的刀具坐标,以便更精准实现自动换刀,并对每把刀的长度进行补偿,也可实现对刀位置、测量速度、对刀起点、最低机械值等设置,进行计算对刀仪高度和工件高度差值,执行自动对刀。

项目总结

以台达CNC数控系统NC200系列为主的伺服刀库控制解决方案,通过台达DMCNET总线控制,显著提高了换刀速度,比普通刀库单次节约时间多达20秒,提高了木工加工中心双伺服刀库自动换刀效率,使客户加工效率得到提升,满足客户高效率生产需求。

摘自《自动化博览》2019年5月刊

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