dzb63钻床进给装置的伺服改造.doc

XA6140铣床进给工作台的伺服改造 东风本田汽车零部件有限公司设备科 蓝福卫 [摘要] 本文主要讲述XA6140铣床进给装置的改造，并且阐述-1PG的基本原理和安川伺服在改造中的具体应用。 [关键词] PLC 位控模块 速度控制 位置控制 序言 我公司的机械加工中铣床占有9台之多，由于使用时间相对较长，机械换挡手柄磨损，离合器容易打滑，铜刷容易磨损。经常造成没有工进，由此引起维修停工台时长，给生产带来了严重影响。利用YASKAWA（安川）伺服控制器和位控模块（-1PG）组成一个控制系统，机床的左右快速运动和工进都由该系统来完成，从而可以去掉离合器在快速和工进中所承担的中间传递功能，也取消了变速箱的变速功能。 机床工作原理 XA6140铣床工作台动作过程大体可以分三步，快速进给→工进进给→快速返回原位。下图为工作台进给的简易传动示意图： 图1 由图1示，进给运动是由功率为3KW电机驱动，传动路线是Ⅴ轴—37—40—38—36—39，当齿轮36在左边位置时，Ⅴ轴即直接通过齿轮36和39传动Ⅵ 轴，此时齿轮36脱离齿轮38而与离合器35啮合，当左边离合器吸合时，齿轮39即带动了Ⅵ轴，从而是相应的丝杆传动，这就实现了工作台工进动作。 当工作台需要快速移动时，此时电机直接经过齿轮18、19、20、21而带动Ⅵ轴，使工作台获得快速进给运动。 此次改造的目的是去掉快速电机，不经过系列的齿轮传动，用安川伺服电机直接带动Ⅵ轴，可保证运行的平稳性，同时也给维修工作与备件采购减轻压力，保证机床更高的加工精度。 三，控制系统原理 利用位控模块和伺服驱动来控制，工进与快进就可以直接由伺服电机带动Ⅵ轴来完成。要利用Ⅵ轴实现快速运动和工进运动，必需有速度控制和位置控制，单靠先前的快速电机来完成这个动作是无法实现的，所以用了伺服电机作为驱动装置，用位控模块作为驱动器的控制指令。 位控模块（-1PG）的参数要求 利用MITSUBISHI可编程控制器-48MT作为顺序控制单元，它与扩展模块-1PG组成了机床的动作控制部分，在编写PLC程序时，要给该扩展单元定义控制单元号，本文中只有一个扩展单元，所以定义为K0，在这里主要阐述位控模块的基本原理，-1PG作为脉冲发生单元，它可以输出正、反脉冲，脉冲可以是电流值（至少是20mA），也可以是电压值（5 to 24V DC）,脉冲输出格式可以自己选择，在本文中选用的是电流值作为脉冲量。下面介绍缓冲存储器（BFM）的一些必需设定的参数： ①BFM#3 该参数作为-1PG的主要参数，占16个字节，参数是以16进制写入CPU的，读取参数是二进制方式读取，它的功能如下表1： 表1 b15 b14 b13 b12 b10 b9 b8 b5 b4 b1 b0 STOP Input mode STOP Input polarity Count Start timing DOG Input polatity Home Position Return direction Rotation direction Pulse Output format Position Date multiplication 100to103 System of units 在表1中，忽略了 b2、b3 、b6 、b7 、b11这五个字节的说明，在BFM#3中没有用上，需要说明的是BFM#3作为一个参数，可以根据自己设计要求来设定，从表中看出有几个参数是必须设定的，b9:旋转方向，当b9=0时，当前位置值随着FP（Forward pulse）的产生而增加，当b9=1时，当前位置随着FP（Forward pulse）的产生而减少，通过当前位置值的增加或减少可以实现电机的正反转，这种改变电机旋转方向的方法也可以在伺服参数中实现。对-1PG来说，脉冲串的产生是在参数中给定的脉冲量，其实就是一个常数，该常数存储在固定的数据寄存器中，对寄存器中数据的读取也是和b9有关系，b9=0时，不读取，当发送前进指令时是按给定常数的正方向从零开始增加，一直到达给定的脉冲量而结束；b9=1时，一送电就从数据寄存器中读取该参数，当发送前进指令时按给定的脉冲逐渐减少，一直到当前的位置值为零而结束。b10：回原点方向，该参数类似b9，这里不再赘述，b4和b5可以设定给定脉冲量的倍乘，这两个参数是同时设定的，它们决定了脉冲量的大小，如果采用的是位置控制模式，在设计时是值得小心的，否则会造成机床的碰撞，它们的关系如表2： 表2 b5 b4 倍率 0 0 100 0 1 101 1