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智研CNC 在龙门石材设备中的应用

  • 关键词:智研CNC 石材设备 龙门控制

  一、前言:
  龙门控制又叫双轴驱动,是指跨度较大的机台,采用双伺服同时驱动做进给的方式。一般来说,此种设备横向、纵向跨度较大,对于控制系统的要求较高。要求伺服刚性要好、CNC 系统响应要快。
  双伺服的控制方式,一般采用跟随控制,一轴做主,一轴做从,从轴跟随主轴同时动作,跟随的效果直接影响到加工速度与精度。本文介绍了智研M470 在龙门设备中的典型应用,体现了智研系统高速度、高精度的特点。此次与南京办客户约定在济南最终客户处,参加了整机的安装、调试。工期大约10 天,目前设备已经正常工作。
  二、设备简介
  此设备为石材机械,主要做大理石材的精确钻孔,幅面尺寸为4 米*3 米,由于设备跨度大,半闭环控制无法满足要求,故而采用全闭环的控制方式。四轴伺服轴分别是:X 轴、Y 轴、Z 轴、A 轴。系统驱动4 轴伺服按照G 代码程序,做不同轨迹的运动。X 轴做横向控制,Z 轴做垂直控制,Y 轴与A 轴做纵向控制。要求通过USB 传输G 代码,来实现不同石材的不同方式钻孔。精度要求:正负10um。


  三、硬件配置:
  智研系统成套型号:INCON-M470-2
  1.5KW 伺服*3 + 1.5KW*1 伺服带抱闸
  德国磁性尺1um
  罗升导轨、丝杠
  利茗1:10 减速机
  四、控制框图


  五、方案实现:
  1)X 轴的控制
  X 轴行程较长,故而采用全闭环的控制方式,即:系统M470 发送X 轴模拟量信号至伺服驱动,伺服做速度模式,完成速度环、电流环的控制。位置环的控制由系统+位置反馈来完成。位置反馈来源于外部的磁尺信号,此种控制方式的优点是:工作台不会完全依赖伺服,有效的避免了大行程时,丝杠的变形以及机台的变形。


  2)Z 轴的控制
  由于Z 轴行程较短(600mm),Z 轴采用了半闭环的控制方式,即:系统M470发送Z 轴模拟量信号至伺服驱动,伺服做速度模式,完成速度环、电流环的控制。位置环的控制由CNC + 伺服的位置反馈来完成。

  3)Y 轴与A 轴的控制
  Y 轴也采用全闭环的控制,控制方式与X 轴相同。
  A 轴的控制采用跟随Y 轴的方式,智研M470 有跟随控制,也就是A 轴完全跟随于Y 轴,从控制上实现了完全的同步,通过底层PLC 的设置来实现。从实际跟随的效果来看,速度、精度完全能满足客户要求,能达到+-1um 的精度。需要注意的是A 轴的机械参数设置要与Y 轴完全相同,保证完全跟随、需将A 轴的限位短接,否则A 轴会警报。
  六、注意事项:
  1)磁尺的安装
  a) 做平行度的校准;
  b) 读头与尺之间距严格按照规定;
  c) Y 轴与A 轴的读头安装,读头朝向一致。


  2)主回路电气的连锁:
  电气上保证先上系统电源,再上伺服电源;
  由于Y 方向是跟随控制,不允许有误操作。故而,操作面板上的急停规划成断掉伺服电源。
  3)电气柜配线:
  24V 与220V 的控制分别使用两个继电器,防止检修时误操作;
  CNC、主轴、伺服用接触器分别单独控制,方便维护、检修;
  信号线屏蔽层可靠接地,防止漏电及干扰信号介入。
  七、参考文献
  智研操作、编程手册:
  M470_-_M670_Maker_Chi-20111130.pdf
  M470_-_M670_User_Chi-20111129.pdf
  M470-M670_PLC_Chi-20110811.pdf

发布时间:2013年4月10日 14:12  人气:  
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