《電子技術(shù)應(yīng)用》
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BWS伺服運(yùn)用于五軸立式落地鏜銑床項(xiàng)目
曾蓮蓮
摘要: 數(shù)控大重型落地式數(shù)控銑鏜床為機(jī)、電,、液一體化技術(shù)密集型產(chǎn)品,,其性能要求可實(shí)現(xiàn)五軸控制、可加工帶有復(fù)雜曲面的大型工件,,屬于機(jī)械加工行業(yè)里的高性能、高效率、較高精度的關(guān)鍵重大裝備,。
Abstract:
Key words :

1,、引言

數(shù)控大重型落地式數(shù)控銑鏜床為機(jī)、電,、液一體化技術(shù)密集型產(chǎn)品,,其性能要求可實(shí)現(xiàn)五軸控制、可加工帶有復(fù)雜曲面的大型工件,,屬于機(jī)械加工行業(yè)里的高性能,、高效率、較高精度的關(guān)鍵重大裝備,。目前,,此種類型產(chǎn)品電控部分基本依賴國外進(jìn)口。如果在保證性能的前提下實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,,尤其是采用國產(chǎn)化的全數(shù)字伺服控制系統(tǒng),,可以達(dá)到大幅度節(jié)約成本,打破國外的技術(shù)壟斷和制約,,推動(dòng)民族工業(yè)的發(fā)展的目的,。在此目的推動(dòng)下,某國家大型機(jī)床廠設(shè)計(jì)院人員在了解了廣州博瑋伺服科技有限公司伺服產(chǎn)品的基本性能后,,經(jīng)過近一年時(shí)間的設(shè)計(jì)和試用,于2004年3月正式完成了第一臺(tái)新型立式落地鏜銑床TJ6916F的安裝和調(diào)試,并交付用戶使用,。

 

2、項(xiàng)目介紹

落地鏜銑床TJ6916F(見圖1)是

在原有簡易數(shù)控型落地鏜銑床TJ6916

機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)完成的,。進(jìn)給

軸要求通過模擬量調(diào)速完成三相異步

電機(jī)寬范圍調(diào)速0.3-1800rpm,,以滿

足高速進(jìn)給、低速切削和低速點(diǎn)動(dòng)對(duì)

刀等加工要求,。因此,,在寬范圍調(diào)速

的前提下具有低速穩(wěn)定性和低速大力

 

圖1  TJ6916F落地鏜銑床

矩輸出能力的電氣產(chǎn)品,才能滿足此

鏜銑床的應(yīng)用要求,。

博瑋伺服特性:

?        速度控制精度±0.04%,,調(diào)速范圍達(dá)1:25000(0.01Hz-250Hz)。

?        在電機(jī)額定轉(zhuǎn)速以下恒轉(zhuǎn)矩輸出(轉(zhuǎn)矩控制范圍0-300%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩,,

精度±5%),,額定轉(zhuǎn)速以上恒功率輸出。具有低速大轉(zhuǎn)矩輸出,、零轉(zhuǎn)速力矩保持功能,。

?        具有良好的加、減速度控制功能,,速度響應(yīng)快,。

   (1)機(jī)械設(shè)計(jì)

博瑋伺服低速大扭矩的特性,可以滿足此類機(jī)床低速加工的要求,,能夠達(dá)到同功率等級(jí)的中檔進(jìn)口伺服的性能,,所以不必采用簡易數(shù)控型鏜銑床復(fù)雜的減速機(jī)構(gòu),,依據(jù)進(jìn)口數(shù)控型鏜銑床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和博瑋伺服的調(diào)速范圍,采用通過一級(jí)減速的形式直接驅(qū)動(dòng)絲杠,,帶動(dòng)進(jìn)給軸移動(dòng),。從而最大限度的簡化了機(jī)床結(jié)構(gòu),消除了傳動(dòng)誤差,。

(2)系統(tǒng)連接

根據(jù)機(jī)床對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求,,博瑋伺服控制器與機(jī)床連接接口如下:

機(jī)床接口

BWS-BBG伺服接口

說明

伺服使能

C4D0

決定伺服控制器是否輸出(電機(jī)是否上電)

進(jìn)給正向

C4D1

伺服控制器逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)指令

進(jìn)給反向

C4D2

伺服控制器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)指令

調(diào)速電位計(jì)

AD0

手動(dòng)調(diào)節(jié)伺服控制器轉(zhuǎn)速

四進(jìn)給軸共用同一個(gè)電位計(jì),,通過繼電器進(jìn)行切換,。設(shè)計(jì)有高位(+10V)和低位(約20mV)調(diào)節(jié)電路,另有零位(0V)調(diào)節(jié)電路,。進(jìn)給軸快進(jìn)速度對(duì)應(yīng)電位計(jì)高位電壓,,慢進(jìn)速度對(duì)應(yīng)電位計(jì)低位電壓。

(3)程序設(shè)計(jì)

通過編寫B(tài)WS-BBG經(jīng)濟(jì)型伺服控制器專用的電機(jī)控制語言QMCL,,實(shí)現(xiàn)進(jìn)給電機(jī)主要功能:接收使能信號(hào)后電機(jī)上電,,在有方向信號(hào)時(shí)根據(jù)輸入模擬量(0~10VDC)的大小輸出相應(yīng)頻率控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn);根據(jù)機(jī)床進(jìn)給軸低位電路的電壓輸入,,控制進(jìn)給軸以最低速平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn),,以適應(yīng)低速加工和對(duì)刀等要求;通過兩路模擬量輸出(0~5VDC)外接電流表和轉(zhuǎn)速表,,以顯示當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速和電流,。

(4)硬件配置

四個(gè)進(jìn)給軸共使用四套控制器和電機(jī),具體硬件配置如下:

名稱

型號(hào)/規(guī)格

數(shù)量

備注

伺服控制器

BWS-BB-1R5H21B

2

 

伺服控制器

BWS-BB-7R5G33B

2

 

電機(jī)

BH09-14-2.2/3.7-4-1500 15kw

2

4P/1500rpm

電機(jī)

BH10-48-7.5/11-4-1500 7.5kw

2

4P/1500rpm

編碼器

2500線

4

 

制動(dòng)電阻

40歐/2500W

4

兩個(gè)并聯(lián)一組

制動(dòng)電阻

50歐/1100W

2

 

 

3,、項(xiàng)目效果

落地鏜銑床TJ6916F組裝完畢,,經(jīng)過機(jī)床廠和廣州博瑋伺服科技有限公司聯(lián)合調(diào)試后正常運(yùn)轉(zhuǎn)。并由用戶進(jìn)行了測試,,在調(diào)速范圍,、速度精度、速度響應(yīng),、快速進(jìn)給和低速進(jìn)給各方面滿足同類別機(jī)床性能要求,,部分測試數(shù)據(jù)如下:

 

主要指標(biāo)

鏜軸

滑枕

立柱

主軸箱

行程(m)

1.2

1.6

6

3

電機(jī)功率(KW)

7.5

7.5

15

15

最低進(jìn)給速度

0.5

0.9

1.2

1.5

注:電機(jī)(4極),調(diào)速范圍:0.01~60Hz (無級(jí)變速),,額定轉(zhuǎn)速:1500rpm ,。

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