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

技能

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。
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; P4 f9 ~$ `$ b' n& e　　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。杭州服装批发

' j9 n7 o; p, `9 Y, n' T3 U7 P图一 中达H4数控系统及专用磨刀机
; R; I; z7 {4 r5 O/ }　　一、工艺要求和精度要求
9 d' H9 T6 q) |. Q) S　　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。
( l1 C* a4 [& q, R
图二 棒料的横切图
! G5 I5 J, L5 M　　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。

6 o# z9 j  [& Y/ d! O图三 棒料的横切图
/ D6 W" e1 y3 e0 b# O# S+ N　　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:

- m1 x, p0 P2 U9 W9 i8 X　　即每刃起刀点之间的角度差为C。
' U7 C& B1 Y! @# j　　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。
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　　二、实施方案
2 L5 J# {( y. y" g( u. ?　　采用HUST的H4 M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ES 24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。
　　
. H7 h& a2 d4 b* _  d9 O　　三、实施步骤
1 ^9 ?& ]/ F: M, s' \　　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：
  [* _9 r& l2 M6 N9 ~2 }* k
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。
　　
. z  Y5 b* B, o+ E- B　　四、结束语
! _3 D  f. l" b7 u# t+ H' p" C- C　　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。
　　(后附MACRO程序)
　　附：MACRO程序(O0000~O0008为右旋，O0100~O0108为左旋)
　　O0000
2 W- u' P/ \" n6 V. j　　N09 G11 P-03
3 o; p" A; T* q3 D& D　　N10 G65 L4 P#16 A#15 B3.140
( ~4 Y' k) b0 _2 A　　N15 G65 L2 P#60 A#88 B2.500
　　N18 G65 L32 P#17 A1.000 B#89
　　N20 G65 L31 P#18 A1.000 B#89
　　N25 G65 L4 P#19 A1.000 B#18
0 A# y# x8 f9 m4 X　　N30 G65 L26 P#17 A#16 B#19
8 g0 v5 t6 w9 S4 l　　N35 G65 L1 P#23 A#87
7 H6 g* ]( A' v6 c. S　　N36 G65 L1 P#40 A0
　　N37 G65 L1 P#41 A0
" _( `# o! m8 _( L# @( N, J　　N40 G65 L26 P#23 A360.00 B#17
　　N45 G65 L5 P#20 A360.00 B#10
　　N50 G65 L5 P#24 A#10 B2
; a: b" A% q4 Z/ d9 }: A9 |" Y　　N55 G65 L2 P#25 A#24 B1
- H; V; t& b0 T) H' I2 W　　N60 G65 L23 P#26 A#10 B2
　　N65 G65 L4 P#27 A#20 B#24
　　N70 G65 L4 P#28 A#20 B#25
1 u7 H) \0 u- W" b' t9 u2 U8 v　　N71 G65 L5 P#35 A#23 B360.00
　　N72 G65 L2 P#31 A#35 B1
  t* T' v" [+ w7 @, m! Z% c+ K$ R/ x　　N73 G65 L4 P#36 A#31 B360.00
. M) c# e. V9 M8 B* V! w5 d$ p+ l5 A　　N75 G65 L3 P#29 A#27 B#23
) ~/ K+ x) k- B: {% V8 Q9 Z　　N80 G65 L3 P#30 A#28 B#23
- K8 h$ N# ]- Y0 w0 I% X　　N81 G65 L2 P#44 A#48 B#21
# e5 C/ z- O/ g8 k( J　　N82 G65 L2 P#43 A#49 B#22
　　N83 G65 L2 P#42 A#39 B#44
　　N86 G65 L81 P97 A#35 B0
　　N#87 G65 L2 P#32 A#36 B#29
　　N95 G65 L2 P#33 A#36 B#30
: }% e0 U5 {" ~$ C2 W+ [) m　　N96 G65 L80 P100
　　N97 G65 L2 P#32 A360.00 B#29
　　N98 G65 L2 P#33 A360.00 B#30
　　N100 G65 L50
　　N101 G12 P06
　　N102 G00 X0
* s6 g1 [- G0 G  A. B6 o: [+ h　　 Y0
　　N103 G04 X0.2
0 q# `% P2 X. V' @3 M　　N104 G00 Y#43
　　N105 M08
　　N106 G00 X#42
* b8 Y8 ^8 k" O　　N109 G65 L83 P140 A#23 B#28
　　N110 G65 L86 P165 A#23 B#27
% e/ [- O  ?8 X, {/ [/ W　　N115 G65 L81 P130 A#26 B1
. v6 I4 N' A' d8 g6 m2 R$ \　　N120 M98 P04 L#24
　　N125 G65 L80 P185
3 Y/ {8 {# W6 s2 M) b+ q3 {6 v& ^　　N130 M98 P03 L#10
$ c  j9 |/ g) t* l4 d- ~6 i$ N　　N135 G65 L80 P185
: k; h( J# j0 {/ j2 [　　N140 G65 L81 P155 A#26 B1
2 G1 h) N3 _3 g. c( o7 s　　N145 M98 P02 L#24
　　N150 G65 L80 P185
　　N155 M98 P01 L#10
( ?( R0 ~" N7 I( i1 B  Q　　N160 G65 L80 P185
- R& I9 z& p, N7 K8 m: u  d& Z　　N165 G65 L81 P180 A#26 B1
$ f9 [6 n; B; ]　　N170 M98 P08 L#24
　　N175 G65 L80 P185
; Z* I4 f7 c. Z: \8 o0 F& U2 ]$ H　　N180 M98 P07 L#10
2 h( i0 V; e7 y　　N185 G00 X0
　　 Y0
& a/ q6 S2 v+ U8 i　　N186 M09
　　N187 G11 P03
8 F+ W- A8 y" p　　N1#87 M30
/ L* E7 S+ N0 {5 i. n　　O0001
7 \2 @3 H: @$ W, b　　N210 G65 L2 P#40 A#40 B1
/ c) _. a( |9 d' v+ h& k" Y　　N211 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
! f7 O, j+ P& u, ?　　N212 G65 L81 P214 A#40 B#10
- Z' z3 B) H2 \7 F: `　　N213 G00 U-#60
　　 V#87
　　 U2.500 W#32
1 `$ c  C& @$ |6 y: U% a0 C　　N214 M99
　　O0002
　　N220 G65 L2 P#41 A#41 B1
: ^- b  l. t  ~+ T8 \4 o7 j) o　　N221 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
　　N222 G00 U-#60
　　 V#87
2 X% {. C7 N7 M' ]6 I; E  A9 m　　 U2.500 W#32
. i/ d+ I1 f4 o0 F2 Q! }　　N223 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
; c7 z! v1 n5 g% E" \8 S. p/ q$ f　　N224 G65 L81 P226 A#41 B#24
　　N225 G00 U-#60
  g2 m  Y) l9 X" F  |1 u　　 V#87
　　 U2.500 W#33
　　N226 M99
8 z$ w6 T8 z% m( q( D　　O0003
3 s. ?* Y% e$ p　　N230 G65 L2 P#40 A#40 B1
　　N231 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
　　N232 G65 L81 P235 A#40 B#10
　　N234 G00 U-#60
　　 V#87
) c2 @# r" f9 L* z　　 U2.500 W#32
( w( I! ?; G, |( w( v9 h　　N235 M99
　　O0004
! A. u! E5 i7 ~, x( b# K3 w　　N239 G65 L2 P#41 A#41 B1
' b0 C" ]" u9 {5 u+ `& z8 }　　N240 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
2 w- u' e* m% }5 |　　N241 G00 U-#60
　　 V#87
　　 U2.500 W#32
　　N242 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
　　N243 G65 L81 P245 A#41 B#24
- a- L  j3 T' G  a, F  j% B- r! H　　N244 G00 U-#60
　　 V#87
- r, H( P" q2 T4 K" K　　 U2.500 W#30
: d! `( \. e- v4 {　　N245 M99
　　O0007
　　N270 G65 L2 P#40 A#40 B1
# m# m. ]* \6 [5 X% Y" w　　N271 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
$ V$ K/ k& s7 b4 W: K' `　　N272 G65 L81 P274 A#40 B#10
# x! R7 v, A8 j9 u　　N273 G00 U-#60
　　 V#87
　　 U2.500 W#29
　　N274 M99
7 ~# j- x" l# |$ A　　O0008
9 i& B/ X9 s) S" q1 Y) i　　N280 G65 L2 P#41 A#41 B1
5 r- _& y8 }( `4 _2 \5 e. I1 x　　N281 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
! x% ], c" C4 `　　N282 G00 U-#60
: S) T- _$ P) H7 S( y　　 V#87
　　 U2.500 W#29
　　N283 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
* J8 ?) k1 E3 n( Z　　N284 G65 L81 P286 A#41 B#24
- q. H* p6 J6 Z/ y　　N285 G00 U-#60
" x) q4 R. h/ t. q2 b) ?　　 V#87
　　 U2.500 W#30
& p$ g1 q( u" N/ u/ z* M, m& s- r1 g2 G3 n　　N286 M99
　　00100
　　N09 G11 P-03
　　N10 G65 L4 P#16 A#15 B3.140
　　N11 G65 L2 P#44 A#48 B#21
　　N12 G65 L2 P#43 A#49 B#22
* l. g4 J$ Q! V% U1 k- E　　N13 G65 L2 P#42 A#39 B#44
　　N14 G65 L2 P#60 A#88 B2.500
　　N18 G65 L32 P#17 A1.000 B#89
　　N20 G65 L31 P#18 A1.000 B#89
　　N25 G65 L4 P#19 A1.000 B#18
5 D' f8 _3 {5 _5 T) v: z7 B　　N30 G65 L26 P#17 A#16 B#19
　　N35 G65 L1 P#23 A#87
# H, M  c3 W* U- R8 Q　　N36 G65 L1 P#40 A0
0 S% r( @2 t5 F) V　　N37 G65 L1 P#41 A0
2 C8 S, k  Z. h5 C　　N40 G65 L26 P#23 A360.00 B#17
　　N45 G65 L5 P#20 A360.00 B#10
　　N50 G65 L5 P#24 A#10 B2
　　N55 G65 L2 P#25 A#24 B1
　　N60 G65 L23 P#26 A#10 B2
　　N65 G65 L4 P#27 A#20 B#24
　　N70 G65 L4 P#28 A#20 B#25
　　N71 G65 L5 P#35 A#23 B360.00
9 X5 @9 G% \9 C( j! r6 G& c" S$ h　　N72 G65 L2 P#31 A#35 B1
/ I% o9 B; v+ |- `& A　　N73 G65 L4 P#36 A#31 B360.00
, W% C  N% w# r: I3 l* y　　N75 G65 L3 P#29 A#27 B#23
+ k  _. @: l! J6 e1 @" s　　N80 G65 L3 P#30 A#28 B#23
1 H2 N$ Q0 f: N8 h/ F　　N86 G65 L81 P97 A#35 B0
$ S& J% L" K. d0 v  p- {　　N#87 G65 L2 P#32 A#36 B#29
　　N95 G65 L2 P#33 A#36 B#30
　　N96 G65 L80 P100
　　N97 G65 L2 P#32 A360.00 B#29
, m8 x. Z! j; w; ?. v: R　　N98 G65 L2 P#33 A360.00 B#30
) J6 w+ R% d# ~* z( ?1 q3 G! j　　N100 G65 L50
2 |2 ~9 G/ l1 j3 f: f1 C　　N101 G12 P06
/ E* N2 ~, e4 k. U　　N102 G00 X0
( L- M/ r% l: l# Z2 d, v4 x) B- j　　 Y0
9 `& S; `; _, c! w3 g　　N103 G04 X0.2
# l2 \% D" h% U$ u' T$ V　　N104 G00 Y#43
　　N105 M08
　　N106 G00 X#42
* S! Q/ h# p4 _+ l  Y) Q* |　　N109 G65 L83 P140 A#23 B#28
) j% f8 |3 V/ l/ g　　N110 G65 L86 P165 A#23 B#27
7 A0 A- B1 F) r4 K& B　　N115 G65 L81 P130 A#26 B1
& j1 l8 d1 l# Q* A　　N120 M98 P104 L#24
　　N125 G65 L80 P185
! L* T6 V4 \; J( ]6 P. S' r: M9 L　　N130 M98 P103 L#10
$ u# j+ H. |; b0 N" Y9 v/ Z　　N135 G65 L80 P185
; g% c. ~& \/ f  k2 V$ f4 G　　N140 G65 L81 P155 A#26 B1
* C0 L4 p- i0 B$ X2 Y　　N145 M98 P102 L#24
　　N150 G65 L80 P185
& q# g# ~  ^5 V8 }　　N155 M98 P101 L#10
' B6 ^4 u# ~  b  J* L, P7 K　　N160 G65 L80 P185
: y( L' p; Z2 d( Y( q+ I3 K　　N165 G65 L81 P180 A#26 B1
5 T+ _# B: k; c% S. a　　N170 M98 P108 L#24
  i8 f8 ?! S% }9 y& ~  w$ L0 w  Z  @　　N175 G65 L80 P185
　　N180 M98 P107 L#10
　　N185 G00 X0
　　 Y0
/ b; @, _* L3 w, e# F9 f9 D/ n/ x　　N186 M09
　　N187 G11 P03
　　N1#87 M30
2 c' i" W- L+ I3 f" a4 n　　O0101
6 D5 G' u3 B9 o5 p　　N210 G65 L2 P#40 A#40 B1
) ^( }  R* `: {) i# i) R! k/ Y　　N211 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　N212 G65 L81 P214 A#40 B#10
" f( T: _, S) p+ W9 t1 E/ q# [　　N213 G00 U-#60
+ S8 Y1 T  [" B1 P6 ~　　 V#87
　　 U2.500 W-#32
9 d" c4 E& `# G' U% z　　N214 M99
, M5 i# N( l4 J　　O0102
　　N220 G65 L2 P#41 A#41 B1
　　N221 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　N222 G00 U-#60
　　 V#87
( M5 s+ ~. ?/ N- ]) {. e& Z& w; d　　 U2.5000 W-#32
　　N223 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　N224 G65 L81 P226 A#41 B#24
　　N225 G00 U-#60
　　 V#87
/ `% ?* g5 e# V  U  c% u4 N' [" U　　 U2.500 W-#33
　　N226 M99
　　O0103
, T/ U0 x: a- @　　N230 G65 L2 P#40 A#40 B1
3 F% k$ X; i& |! \' N* z7 R　　N231 G01 U#88 V-#87 W#-23 F#14
　　N232 G65 L81 P235 A#40 B#10
% I* z; W9 h8 a7 ^: M　　N234 G00 U-#60
　　 V#87
　　 U2.500 W-#32
　　N235 M99
; _, w% |* z5 l6 p! V! m- n" D　　O0104
3 h0 g5 ]$ E1 p; O　　N239 G65 L2 P#41 A#41 B1
# B0 M' Q! Z$ ?, p3 T: o$ O　　N240 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　
　　N241 G00 U-#60
　　 V#87
3 [+ b) A, S6 }9 x1 z　　 U2.500 W-#32
1 S( Q/ n8 @4 }# i　　N242 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　N243 G65 L81 P245 A#41 B#24
　　N244 G00 U-#60
　　 V#87
　　 U2.500 W-#30
2 l+ m5 a" t% M) g# B. k9 a4 c1 w　　N245 M99
. I: M1 t8 T" d/ l# }8 i+ A6 ?/ c　　O0107
　　N270 G65 L2 P#40 A#40 B1
　　N271 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
' U% |/ K8 t( d8 k# L　　N272 G65 L81 P274 A#40 B#10
　　N273 G00 U-#60
! i" N7 l& ^8 O　　 V#87
/ S$ s) p) }+ o4 `* `& {7 I7 F　　 U2.500 W-#29
/ u* C6 Z' m  [7 I# s* _　　N274 M99
$ ?, E! Q; _$ d2 d# Q　　O0108
　　N280 G65 L2 P#41 A#41 B1
　　N281 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
, P: u; ~3 S2 z! K( @; M7 n　　N282 G00 U-#60
% G- b( {8 t2 {0 O　　 V#87
　　 U2.500 W-#29
　　N283 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
9 O  G8 X. b6 z9 n5 ?/ q1 s/ K+ z　　N284 G65 L81 P286 A#41 B#24
5 s$ N, n1 c- [1 q  o　　N285 G00 U-#60
　　 V#87
　　 U2.500 W-#30
　　N286 M99
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