1 引言

由于商品经济和服务业的高速发展，各种产品的展示和存放对货架的需求越来越大，对品质的要加工合理的圆弧，使各个骨架能够紧密牢固的结合起来。达到产品稳定，容易组转和拆卸。旧的加工方式主要靠人工操作，在效率上十分缓慢，在工艺精度上存在极大的累计误差，圆弧纯粹使用机械导槽引导主轴电机移动，加工出来的圆弧十分粗糙，并且在送料时使用卡销定位，累计误差大。这种方式加工出来的产品，工艺无法满足客户的需求，产品不易安装和拆卸，在牢固性和稳定性上大打折扣。产品出来后，还要有后续工艺对其修正，加大生产成本。

使用全新的数控系统进行加工后，效率是人工的3到4倍，产品精度高，无需再通过人工修正。设备操作简单，减低工人的生产强度。该设备主要采用台达H4CL-M数控NC，伺服ASD-A1521-AB，变频器VDF055B43A，以及主轴马达。通过构架XY2轴平台，以及外加Z轴送料电机。采用G代码对系统的运行速度和运行轨迹和各种动作方式进行控制，可以通过画面修改不同产品对应的参数，加工不同尺寸产品。

2 数控系统


数控系统示意图

2.1 硬件组成

H4CL-M一套（包括手摇轮和I/O板），控制系统的所有动作，NC外接一个手摇轮，用作平台手动移动调整用。伺服3套，1.5kW，组成XYZ三轴机构；变频器5.5kW 2台。主轴马达2台，用来加工工件正反面同时铣。控制主轴电机工作。9个接近开关，用作XYZ的原点和极限保护。气动夹具2套，用来加紧工件。小型水泵2台，用来对主轴马达和工件提供循环水降温。



2.2 工作原理

整个系统软件由G代码、M码、PLC程序以及画面程序组成。NC根据客户设定的参数，启动系统，通过发出0~10V的模拟信号控制伺服和变频器。伺服采用速度模式，伺服回馈ABZ编码器脉冲信号给NC；变频器最高频率设置为400Hz，使主轴马达的转速达到10000转以上。系统画面可以设定加工槽数量，加工槽间距以及误差调整等参数，可针对不同长度工件设置相应的参数，进行加工。屏幕画面可随时查看各个轴的坐标和G代码运行情况以及各种故障信息。使用户操作方便，直观，便于维护。



系统启动，夹具夹紧工件，各个轴回归设置好的加工起始点，主轴马达高速旋转，冷却液供水。人工确认开始。XY机构将进行圆弧插补动作，先正向铣圆弧，到位后再反向铣回原位，一个槽结束后，打开夹具，Z轴电机马上将工件向前走设定好的间距，Z轴送料到位，夹具加紧。系统重复XY的圆弧插补动作，直到一个工件所有的圆弧槽都铣完。夹具打开，各个轴回归加工起始位置，等待下一个工件的加工。

3 系统特点与应用场合

随着市场的需求，在精度要求较高以及工件重复加工领域，非标铣床的应用将更加广泛，此系统配置的3轴机构，也十分广泛。设备使用将近1年的时间里，电气系统未出现过问题，稳定性较高，各个运动轴都有极限保护传感器，防止机械碰撞的发生，加工时有防护外罩，有效保护人员安全和废料的外泄。

台达H4CL-M是专为铣床行业设计应用的数控系统，搭配台达伺服和变频器，具有较高的精度，满足目前市场对工艺的较高要求。

4 结束

本系统采用台达数控、伺服、变频器。具有系统稳定，定位精度高，误差小，效率高等优点。可以应用在对加工工艺要求高的行业，系统配置紧凑，功能齐全，可调性高。可通过改变G代码程序加工不同工件。操作简单、容易维护、故障率低。

在使用NC过程中，在载画面程序时间较长且不容易连接，希望这点台达可以进一步改进。