1.背景
當(dāng)今,，很多做設(shè)備的生產(chǎn)商自身都擁有一定的機(jī)加工能力,，可隨時(shí)按照設(shè)計(jì)的要求加工各種型材，例如常見(jiàn)的切割和開(kāi)孔等等,。加工方式不外乎人工和車(chē)床,。由人工進(jìn)行操作的，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,，而且由于人為因素很難保證加工的精度和一致性,；而自動(dòng)化程度較高的車(chē)床成本過(guò)高,，很難在中小規(guī)模的設(shè)備生產(chǎn)商中普及，因此低成本,、高性能,、自主化的加工機(jī)床必然能夠滿足一定的市場(chǎng)需要。本文介紹的是廣州博瑋伺服科技有限公司利用自有品牌“BWS”的BWS-BBG系列伺服驅(qū)動(dòng)器和BWS-BH系列伺服電機(jī)系統(tǒng)為客戶提供的一套經(jīng)濟(jì)有效的砂輪切割機(jī)床控制方案,。

2.挑戰(zhàn)
控制系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)是影響整臺(tái)切割機(jī)床精度的關(guān)鍵,，在為客戶提供成套的方案時(shí)不但要考慮成本和性能，而且需要滿足嚴(yán)格的工序,、靈活的加工類(lèi)型,、方便快捷的操作、周密的安全防范等等,。

3.方案
根據(jù)加工工藝的要求,，傳動(dòng)部分的主軸電機(jī)（以下稱砂輪電機(jī)）采用伺服電機(jī)，只需要控制其轉(zhuǎn)速即可,。而控制砂輪進(jìn)退的電機(jī)（以下稱進(jìn)給電機(jī)）,，由于其速度要求不高，但精度和剛性要求較高,，因此采用伺服電機(jī)配減速器帶動(dòng)滾珠絲杠控制,。控制部分采用“BWS”伺服驅(qū)動(dòng)器BWS-BBG,。該運(yùn)動(dòng)控制器可以控制2個(gè)軸,，最高脈沖輸出頻率在10KHz以上，自帶LCD顯示屏方便人機(jī)對(duì)話,，RS485的通訊方式可直接與伺服系統(tǒng)連接,，抗干擾、組網(wǎng),、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)勢(shì)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的運(yùn)動(dòng)控制器,。與用面板操作進(jìn)行簡(jiǎn)單編程的控制器不同的是，“BWS”伺服驅(qū)動(dòng)器BWS-BBG采用與PLC相同的編程語(yǔ)言,，可事先根據(jù)客戶具體的使用要求在PC機(jī)上進(jìn)行編程后下載到控制器內(nèi),，打破了一般運(yùn)動(dòng)控制器只能應(yīng)用于單一行業(yè)的傳統(tǒng)，自主性和通用性更強(qiáng),。

上位機(jī)采用BWS-BBG伺服驅(qū)動(dòng)器,，上電后控制進(jìn)給電機(jī)以手動(dòng)或自動(dòng)的方式回到原點(diǎn)，等待指令進(jìn)給到加工工位,，滿足油壓,、吸塵、防護(hù)罩等加工條件后,，啟動(dòng)砂輪電機(jī),，開(kāi)始加工,，完成后退回工位等待下一條指令。伺服系統(tǒng)的工作狀態(tài),，工件夾緊的油缸,，整個(gè)設(shè)備的防護(hù)罩等等一系列措施在整個(gè)加工過(guò)程中需要控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)停車(chē),，電機(jī)復(fù)位,。

4.難點(diǎn)
在設(shè)計(jì)砂輪切割機(jī)的時(shí)候，考慮到需要任意修改砂輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速,，因此需要在伺服驅(qū)動(dòng)器BWS-BBG的界面上予以顯示,，并可隨時(shí)修改。原計(jì)劃用脈沖的形式控制砂輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速,，考慮到現(xiàn)場(chǎng)的一些需求,，最后決定采用運(yùn)動(dòng)控制器自帶的RS485與主軸伺服直接通訊的方式進(jìn)行調(diào)速，這樣不僅控制更加靈活方便,，而且擺脫了因修改電子尺輪比相應(yīng)降低速度控制精度的做法,，各部件之間的物理連接也更加簡(jiǎn)單方便。此外,，砂輪電機(jī)帶動(dòng)砂輪空轉(zhuǎn)和切割型材時(shí)的負(fù)載是不同的,，在砂輪與型材剛剛接觸時(shí)，對(duì)于伺服電機(jī)而言此時(shí)負(fù)載突變,，對(duì)電機(jī)的沖擊最大,，得益于“BWS”交流伺服電機(jī)良好的性能，這個(gè)問(wèn)題得到完美解決,。

進(jìn)給軸在從原點(diǎn)到工位,，再到切割型材結(jié)束，雖然運(yùn)行速度不同,，但整個(gè)過(guò)程中的位置控制都要求非常精確,。上電找原點(diǎn)的過(guò)程，保證進(jìn)給軸的工位始終如一,。進(jìn)給軸采用和利時(shí)電機(jī)PS系列精密行星齒輪減速器能夠保證伺服電機(jī)在低速,、變負(fù)載的情形下保持穩(wěn)定的速度和位置精度。

5.效益
事實(shí)證明,，無(wú)論是“BWS”伺服驅(qū)動(dòng)器BWS-BBG還是其交流伺服和減速器,，性能和精度都能夠滿足精確性要求較高的砂輪切割機(jī)床,，同時(shí)此方案具有非常大的推廣價(jià)值,，可以廣泛應(yīng)用到其它的設(shè)備和行業(yè)上，比如二維的鉆床和磨床,，以及噴涂機(jī),、拉袋機(jī)等等,。延伸開(kāi)來(lái)，該控制器還可以再控制一個(gè)軸的位置控制,，這樣將實(shí)現(xiàn)最多三個(gè)軸的控制,，兩個(gè)軸位置和一個(gè)軸速度的控制，應(yīng)用的領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛,。

BWS-BBG做為一款低成本的簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng),，高度的自主性、靈活性,、穩(wěn)定性,，以及良好的技術(shù)支持使其自身具有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，得到更廣泛的應(yīng)用,。