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

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。

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:

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。

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:

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。

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H4M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ES24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:

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。

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。

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。