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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7 }0 @( t0 I2 F8 n7 ]　　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

3 N, M. ?; p: B% M1 Q图一 中达H4数控系统及专用磨刀机
' t3 g' F) Z' ~6 h# A8 s- {　　一、工艺要求和精度要求
　　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。
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& h$ X# ~! g. n( {图二 棒料的横切图
　　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。
1 _0 B$ T+ [. f: G) e+ l+ z
7 S+ v* \% g+ s! q  N4 j4 Q1 @图三 棒料的横切图
　　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:
* T% A9 H& h! o. h: L; A7 J2 i! C
: i0 I  V9 @8 O* H; }% d　　即每刃起刀点之间的角度差为C。
+ G0 {0 O% `: j: ?' P. V6 y　　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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9 U$ ?+ U7 J% ~) W0 p. G6 f, l( ^　　二、实施方案
　　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。
　　
8 B$ D1 D$ ~5 O. j2 l　　三、实施步骤
　　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：

2 G$ S9 i" u+ _$ i# X6 g6 |图四 两个程序的流程图
- x% i% [9 }3 E5 a  }　　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。
" u1 T7 L- S$ q9 I$ e: J& n　　
& a6 ?$ i6 U, V0 T( {　　四、结束语
　　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)
+ x5 r6 [* u; q　　附：MACRO程序(O0000~O0008为右旋，O0100~O0108为左旋)
　　O0000
　　N09 G11 P-03
/ x9 W4 c% n  d& B　　N10 G65 L4 P#16 A#15 B3.140
0 `- T1 H* A( z　　N15 G65 L2 P#60 A#88 B2.500
1 p  [' Q& p) q. g. O4 O　　N18 G65 L32 P#17 A1.000 B#89
6 C! k1 R0 v0 e8 p5 \! f　　N20 G65 L31 P#18 A1.000 B#89
; P, d& j5 s" L5 g( n8 I' c　　N25 G65 L4 P#19 A1.000 B#18
　　N30 G65 L26 P#17 A#16 B#19
6 r$ @% R6 D  O* l- k. p　　N35 G65 L1 P#23 A#87
& Q3 A3 L3 v& _7 N　　N36 G65 L1 P#40 A0
　　N37 G65 L1 P#41 A0
( I  E0 u( u9 P8 P. N' b　　N40 G65 L26 P#23 A360.00 B#17
4 ^0 D$ \) l6 G4 |  O- v  \( J　　N45 G65 L5 P#20 A360.00 B#10
　　N50 G65 L5 P#24 A#10 B2
/ e1 `" x" U- g2 w　　N55 G65 L2 P#25 A#24 B1
- Y. |5 V! _/ m' T) R: m) K+ Y" a" H" V　　N60 G65 L23 P#26 A#10 B2
　　N65 G65 L4 P#27 A#20 B#24
. X$ Z0 ]0 s1 x4 [& o  f: ^　　N70 G65 L4 P#28 A#20 B#25
/ Y. s* `* L8 c/ p" @! Q, o2 {' J- z　　N71 G65 L5 P#35 A#23 B360.00
# b- c8 V' K4 ^' q　　N72 G65 L2 P#31 A#35 B1
　　N73 G65 L4 P#36 A#31 B360.00
3 o4 u" z6 t) w7 M　　N75 G65 L3 P#29 A#27 B#23
　　N80 G65 L3 P#30 A#28 B#23
　　N81 G65 L2 P#44 A#48 B#21
' C0 M- h# k7 d) q/ d- v　　N82 G65 L2 P#43 A#49 B#22
0 k% n# U1 e. K! E& l# P( ^　　N83 G65 L2 P#42 A#39 B#44
8 m& P$ K6 U2 C　　N86 G65 L81 P97 A#35 B0
　　N#87 G65 L2 P#32 A#36 B#29
. i. ]: V3 D6 m6 z8 `/ g　　N95 G65 L2 P#33 A#36 B#30
　　N96 G65 L80 P100
  X: @, _3 r' N　　N97 G65 L2 P#32 A360.00 B#29
- Q+ T% [9 j9 g" B　　N98 G65 L2 P#33 A360.00 B#30
　　N100 G65 L50
; c% X7 M& W. h' x; I/ [6 m4 [　　N101 G12 P06
　　N102 G00 X0
& s& e' L: Y6 P1 _5 q. a3 f　　 Y0
　　N103 G04 X0.2
  b. G* C5 C4 t　　N104 G00 Y#43
. c4 }, P) P2 z( }　　N105 M08
　　N106 G00 X#42
　　N109 G65 L83 P140 A#23 B#28
6 R1 E( B. D( r# M6 I1 V1 u4 H! F　　N110 G65 L86 P165 A#23 B#27
　　N115 G65 L81 P130 A#26 B1
  ?& K, e2 c3 s% w" Q4 q6 h　　N120 M98 P04 L#24
　　N125 G65 L80 P185
　　N130 M98 P03 L#10
( C( b# I) e5 t: Z4 c# a5 Y$ F　　N135 G65 L80 P185
　　N140 G65 L81 P155 A#26 B1
　　N145 M98 P02 L#24
6 C. A; M9 f5 R/ @- o　　N150 G65 L80 P185
　　N155 M98 P01 L#10
8 K4 p9 Z) A4 P4 x: z) p2 v9 M　　N160 G65 L80 P185
; K4 C, ?6 f; J) P　　N165 G65 L81 P180 A#26 B1
　　N170 M98 P08 L#24
　　N175 G65 L80 P185
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  |% _. S) F  ]& G9 c6 e, Y( t　　N185 G00 X0
　　 Y0
6 ~0 P2 Z/ e- b2 c8 [; h7 H8 E　　N186 M09
　　N187 G11 P03
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　　N243 G65 L81 P245 A#41 B#24
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0 X* e& M7 B/ d  W) |1 d　　N270 G65 L2 P#40 A#40 B1
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　　 U2.500 W#29
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　　N280 G65 L2 P#41 A#41 B1
　　N281 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
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/ ^- N- j, A3 s　　N10 G65 L4 P#16 A#15 B3.140
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' _0 q& u# M% E' A0 s2 F6 I6 {　　N18 G65 L32 P#17 A1.000 B#89
9 n5 q4 H' B% n" A　　N20 G65 L31 P#18 A1.000 B#89
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　　N30 G65 L26 P#17 A#16 B#19
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- X' y$ H- d; i! ^% Q* E$ _　　N36 G65 L1 P#40 A0
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; J( G$ H7 j# |5 j- m/ F7 z　　N45 G65 L5 P#20 A360.00 B#10
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　　N55 G65 L2 P#25 A#24 B1
/ G2 P# Q7 N# c, e0 b! L　　N60 G65 L23 P#26 A#10 B2
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, W- ^4 y0 X- [6 v& J$ ]　　N70 G65 L4 P#28 A#20 B#25
7 b8 A# Y+ N& i' n/ L" Y　　N71 G65 L5 P#35 A#23 B360.00
　　N72 G65 L2 P#31 A#35 B1
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　　N86 G65 L81 P97 A#35 B0
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2 i( v8 M$ H$ c3 ^# `　　N95 G65 L2 P#33 A#36 B#30
1 p; Q. {% M, m9 N) Y2 B5 v' u　　N96 G65 L80 P100
　　N97 G65 L2 P#32 A360.00 B#29
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5 N- b: W8 m" |! F9 e　　N100 G65 L50
　　N101 G12 P06
8 ]' h4 P* f2 w5 y' L1 U  W　　N102 G00 X0
9 J* }: X% i3 h* V& w　　 Y0
2 Z+ B' `8 f3 C6 d8 s　　N103 G04 X0.2
　　N104 G00 Y#43
: W! M/ z. h8 ?! A3 ?　　N105 M08
0 j7 W) h; S* y　　N106 G00 X#42
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( }( L/ z9 b) W6 C' h2 K9 Q% ]　　N110 G65 L86 P165 A#23 B#27
3 K- z4 Q3 \+ ~+ u　　N115 G65 L81 P130 A#26 B1
+ ?7 t3 _+ o* R4 _( e　　N120 M98 P104 L#24
5 H6 \0 V1 G7 r　　N125 G65 L80 P185
# y  ~: a5 B2 _3 Y$ b5 R) g　　N130 M98 P103 L#10
' h: G* C6 F! B4 I( t9 X; Y7 e+ r5 i　　N135 G65 L80 P185
/ I2 U9 _9 x% }6 D; y8 @0 S　　N140 G65 L81 P155 A#26 B1
6 E, C/ |  [  S5 ?& T　　N145 M98 P102 L#24
　　N150 G65 L80 P185
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: \3 ]& H, Q% L( [0 h/ y　　N160 G65 L80 P185
　　N165 G65 L81 P180 A#26 B1
　　N170 M98 P108 L#24
, X- x  x# F% r9 k- m* r7 P  L/ l　　N175 G65 L80 P185
　　N180 M98 P107 L#10
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) A7 b. W: K! @+ |　　N186 M09
, q. \& L7 O% t3 K- T　　N187 G11 P03
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　　N210 G65 L2 P#40 A#40 B1
　　N211 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　N212 G65 L81 P214 A#40 B#10
　　N213 G00 U-#60
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: f' A+ g" Y( f! C1 d3 U) L　　N214 M99
　　O0102
　　N220 G65 L2 P#41 A#41 B1
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" m8 U! j3 f5 B. O" X9 C　　 V#87
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　　N223 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
1 z9 F0 R$ T3 ~# Z. A　　N224 G65 L81 P226 A#41 B#24
5 }' ^& a  r& q7 e. y　　N225 G00 U-#60
　　 V#87
5 x$ D4 i. s) t5 W, K: {　　 U2.500 W-#33
　　N226 M99
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　　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
# J. Z0 P  @" R4 U　　 V#87
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　　N235 M99
) M1 z  j& p% X6 k* I6 c% E2 M　　O0104
　　N239 G65 L2 P#41 A#41 B1
! N! T9 M- ~* r8 ]# j　　N240 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　
8 H6 V, O) J7 n# H. M6 s* c　　N241 G00 U-#60
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+ ]) _* z% ^' O  j2 v& p# g　　N242 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
: }  Q0 E# {8 [; E　　N243 G65 L81 P245 A#41 B#24
　　N244 G00 U-#60
　　 V#87
　　 U2.500 W-#30
0 N/ R" p5 p; {) h/ e3 P2 K　　N245 M99
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　　N270 G65 L2 P#40 A#40 B1
# [: B$ a, O, h9 u$ Z1 y% c　　N271 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　N272 G65 L81 P274 A#40 B#10
' z8 f) O3 [9 j- s: `　　N273 G00 U-#60
. w' c; q( `3 O  ~2 g2 K7 _) s　　 V#87
% J7 C/ t+ B7 D, x8 ]9 r7 o　　 U2.500 W-#29
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　　N280 G65 L2 P#41 A#41 B1
　　N281 G01 U#88 V-#87 W-#23 F#14
　　N282 G00 U-#60
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　　N284 G65 L81 P286 A#41 B#24
　　N285 G00 U-#60
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