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1 引言

由于商品經濟和服務業的高速發展，各種產品的展示和存放對貨架的需求越來越大，對品質的要加工合理的圓弧，使各個骨架能夠緊密牢固的結合起來。達到產品穩定，容易組轉和拆卸。舊的加工方式主要靠人工操作，在效率上十分緩慢，在工藝精度上存在極大的累計誤差，圓弧純粹使用機械導槽引導主軸電機移動，加工出來的圓弧十分粗糙，并且在送料時使用卡銷定位，累計誤差大。這種方式加工出來的產品，工藝無法滿足客戶的需求，產品不易安裝和拆卸，在牢固性和穩定性上大打折扣。產品出來后，還要有后續工藝對其修正，加大生產成本。

使用全新的數控系統進行加工后，效率是人工的3到4倍，產品精度高，無需再通過人工修正。設備操作簡單，減低工人的生產強度。該設備主要采用臺達H4CL-M數控NC，伺服ASD-A1521-AB，變頻器VDF055B43A，以及主軸馬達。通過構架XY2軸平臺，以及外加Z軸送料電機。采用G代碼對系統的運行速度和運行軌跡和各種動作方式進行控制，可以通過畫面修改不同產品對應的參數，加工不同尺寸產品。

2 數控系統

數控系統示意圖

2.1 硬件組成

H4CL-M一套(包括手搖輪和I/O板)，控制系統的所有動作，NC外接一個手搖輪，用作平臺手動移動調整用。伺服3套，1.5kW，組成XYZ三軸機構;變頻器5.5kW 2臺。主軸馬達2臺，用來加工工件正反面同時銑。控制主軸電機工作。9個接近開關，用作XYZ的原點和極限保護。氣動夾具2套，用來加緊工件。小型水泵2臺，用來對主軸馬達和工件提供循環水降溫。

2.2 工作原理

整個系統軟件由G代碼、M碼、PLC程序以及畫面程序組成。NC根據客戶設定的參數，啟動系統，通過發出0~10V的模擬信號控制伺服和變頻器。伺服采用速度模式，伺服回饋ABZ編碼器脈沖信號給NC;變頻器最高頻率設置為400Hz，使主軸馬達的轉速達到10000轉以上。系統畫面可以設定加工槽數量，加工槽間距以及誤差調整等參數，可針對不同長度工件設置相應的參數，進行加工。屏幕畫面可隨時查看各個軸的坐標和G代碼運行情況以及各種故障信息。使用戶操作方便，直觀，便于維護。

系統啟動，夾具夾緊工件，各個軸回歸設置好的加工起始點，主軸馬達高速旋轉，冷卻液供水。人工確認開始。XY機構將進行圓弧插補動作，先正向銑圓弧，到位后再反向銑回原位，一個槽結束后，打開夾具，Z軸電機馬上將工件向前走設定好的間距，Z軸送料到位，夾具加緊。系統重復XY的圓弧插補動作，直到一個工件所有的圓弧槽都銑完。夾具打開，各個軸回歸加工起始位置，等待下一個工件的加工。

3 系統特點與應用場合

隨著市場的需求，在精度要求較高以及工件重復加工領域，非標銑床的應用將更加廣泛，此系統配置的3軸機構，也十分廣泛。設備使用將近1年的時間里，電氣系統未出現過問題，穩定性較高，各個運動軸都有極限保護傳感器，防止機械碰撞的發生，加工時有防護外罩，有效保護人員安全和廢料的外泄。

臺達H4CL-M是專為銑床行業設計應用的數控系統，搭配臺達伺服和變頻器，具有較高的精度，滿足目前市場對工藝的較高要求。

4 結束

本系統采用臺達數控、伺服、變頻器。具有系統穩定，定位精度高，誤差小，效率高等優點。可以應用在對加工工藝要求高的行業，系統配置緊湊，功能齊全，可調性高。可通過改變G代碼程序加工不同工件。操作簡單、容易維護、故障率低。

在使用NC過程中，在載畫面程序時間較長且不容易連接，希望這點臺達可以進一步改進。

作者簡介

劉建平 男 技術員，任職于廈門世科自動化工程有限公司，從事自控系統集成與應用工作。