1、項目概述                

此項目為兩軸過孔" title="過孔">過孔加工機床，此類加工設備的現(xiàn)狀為：

?        采用傳統(tǒng)的液壓設備加工精度低、效率不高；

?        設備環(huán)境適應能力不強；

?        設備維護工作頻繁并且相對繁瑣。

為了解決上述問題，此項目采用了廣州博瑋伺服科技BWS-BBG/BBH系列伺服控制系統(tǒng)。BWS-BBG/BBH系列

伺服控制系統(tǒng)具有如下特點：

?        可實現(xiàn)電機平穩(wěn)運行于0.01Hz～250Hz工作范圍；

?        電機運行速率低于50Hz時可實現(xiàn)3倍電機額定轉(zhuǎn)矩輸出，包括電機0Hz

鎖定時的3倍電機額定轉(zhuǎn)矩輸出，有效地解決了工件加工過程中偶爾出現(xiàn)的堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，保證了器件加工的高效率輸出；

?        內(nèi)置PLC功能（16入/13出），通過QMCL軟件編程的方式對所有I/O" title="I/O">I/O進

行自定義設計。使用I/O方式接收相應動作信號及告知上位PLC滑臺是否已完成工件加工過程，工件加工過程中兩臺伺服控制器" title="伺服控制器">伺服控制器相互之間也由I/O方式實現(xiàn)互鎖功能；

?        使用QMCL語言編譯的程序，可以靈活的設定電氣零點，通過程序定義

好的參數(shù)設置偏置值來保證機械原位與電氣零點的可靠結(jié)合。而且由軟件根據(jù)機械實際情況設計的間隙補償量與機械結(jié)合更加緊密，由于各類補償是做為參數(shù)設定的，因此可根據(jù)實際情況及長時間使用造成的間隙改變作出相應調(diào)整。極大方便了系統(tǒng)調(diào)試和維和。

?        系統(tǒng)參數(shù)任意設定電機運行時的S曲線和轉(zhuǎn)矩限幅值。

2、項目實施情況介紹

  首先將工件通過夾具固定在位于鉆床中央的工作臺上。按下“運行”按鈕后，艙門關閉，位于工作臺兩端的驅(qū)動電機" title="驅(qū)動電機">驅(qū)動電機通過滾珠絲杠將帶有鉆頭的加工臺高速推進至工件接近位，到達接近位后由控制器給出電氣信號使鉆頭工作，然后按固有深孔加工循環(huán)進行加工。為防止相對的兩鉆頭打刀，由控制器通過軟件編程實現(xiàn)兩驅(qū)動電機互鎖功能。即先加工至接近中線某位置的驅(qū)動電機會發(fā)出信號鎖住另外一邊的驅(qū)動電機，使其進入“暫停”狀態(tài)，待電機退回至安全位置后解除原電氣信號使另外一邊的驅(qū)動電機繼續(xù)完成其自身的加工動作。工件加工完成后，控制器給出相應電氣信號打開艙門并且等待下次循環(huán)動作的“運行”開始。

兩軸過孔專用加工鉆床的整體系統(tǒng)示意圖見圖1。 

每臺進給軸驅(qū)動電機由BWS-BBG/BBH伺服控制器進行位置控制" title="位置控制">位置控制，BWS-BBG/BBH伺服控制器通過相應編碼器（PG）反饋信號構成位置閉環(huán)系統(tǒng)。所有的限位開關、零位開關等電氣信號直接聯(lián)入相應的控制器做為控制信號。2臺伺服控制器利用內(nèi)部集成的PLC功能，通過I/O信號與控制面板相連（根據(jù)不同用戶的要求，也可使用RS422/485通訊的方式進行相應的連線）。由于本套設備相關參數(shù)不希望能夠由設備操作者設定，因此控制面板上并沒有參數(shù)設定功能，取而代之的采用了可即時插拔式手操作器的方式對相關參數(shù)進行修改（由相關技術人員進行修改）。

圖2所示為單臺驅(qū)動電機驅(qū)動相應鉆頭的工件加工過程，可視作“快速接近工件——慢速加工工件——快速回退”的循環(huán)加工動作往復過程。

軟件設定的“互鎖”信號分為“鎖定對方”（輸出）信號和“響應鎖定”（輸入）信號，當BWS-BBG/BBH控制器控制驅(qū)動電機將鉆臺推進至接近中心線的某位置時（軟件設定），控制器會向另外一臺控制器給出“鎖定對方”信號。對方控制器接受到“響應鎖定”信號后，如正工作在安全區(qū)內(nèi)，則正常運行；如正在向前推進并有可能發(fā)生打刀情況，則執(zhí)行“暫停”動作使鉆臺停留在安全范圍內(nèi)直至“響應鎖定”信號消失。發(fā)出“鎖定對方”信號的控制器在所控制的鉆臺回退至安全范圍后，將“鎖定對方”信號取消以便另外一側(cè)鉆臺的正常運行。兩臺控制器本著“先入為主”的原則進行互鎖動作以保證加工時的高效率輸出。

3、項目效果

?        BWS-BBG/BBH伺服控制器調(diào)速比為1：5000，遠高于設計所要求的1：3000。經(jīng)

過實用考核驗證，滑臺在該調(diào)速比下能夠可靠運行，并滿足兩軸過孔專用加工鉆床的進給要求。

?        由于BWS-BBG/BBH伺服控制器采用的是輸出轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的“解耦控制”，在電機

基頻（50Hz）以下能夠保證3倍電機額定轉(zhuǎn)矩的平穩(wěn)輸出。滿足滑臺機構對于電機的低速大轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)輸出要求，以及在負載發(fā)生波動時依然能夠保證進給速率的穩(wěn)定與正常。

?        BWS-BBG/BBH伺服控制器位置控制范圍為4字節(jié)編碼器脈沖數(shù)。本套系統(tǒng)采用標

配的2500線編碼器，其位置控制范圍遠遠超過滑臺的實際工作范圍2m。經(jīng)過實測重復定位精度誤差為±0.002mm。滿足設備設計要求" title="設計要求">設計要求的定位誤差小于±0.005mm。

?        使用QMCL語言可實現(xiàn)對電機的靈活動作控制，配合實際工作情況我

們對滑臺動作進行了相應的優(yōu)化設計，在原有設計方案提高效率的基礎上又將工件加工時間縮短。采用原設計方案可實現(xiàn)4分鐘加工2件工件的要求。我們對滑臺動作進行優(yōu)化后最終實現(xiàn)3分10秒加工2件工件。

?        廣州博瑋伺服BWS-BBG/BBH系列伺服控制器允許輸入電壓波動范圍為±10％，在此范圍內(nèi)

均可保證系統(tǒng)的可靠運行，滿足低電壓低轉(zhuǎn)速時大轉(zhuǎn)矩可靠輸出的系統(tǒng)設計要求。

?        解決原電液伺服系統(tǒng)存在的噪音、振動、漏油以及安裝、維護和調(diào)試過

程中存在的問題或缺陷。

表1  IMS伺服控制器實測結(jié)果

4、客戶評價

?        工件加工周期由原來的4分鐘提升至3分10秒。對于設備使用廠家來

說效率就意味著產(chǎn)量和利潤，其重要性不言而喻，本項指標的提高也是最令設備使用廠家感到欣喜和滿意的地方。

?        系統(tǒng)具有極佳的可靠性與穩(wěn)定性，維護簡便。相對于傳統(tǒng)設備的液電伺

服系統(tǒng)，由于本套設備采用了三相異步電機做為驅(qū)動電機，因此極大地簡化了設備維護工作。系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性對于批加工企業(yè)來說非常重要，在整個調(diào)試階段IMS伺服控制器始終處于無故障運行使廠家感到非常滿意。

?        簡單明了的參數(shù)設計。絕大多數(shù)伺服驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)都是相對固定的，對

于機加工行業(yè)來說有些參數(shù)需要進行相應轉(zhuǎn)換后才能便于操作者的理解。BWS伺服控制器通過軟件設計出來的參數(shù)含義可直接按照用戶的要求進行相應設計，極大方便了設備操作者和使用者。

?       BWS-BBG/BBH系列伺服控制器內(nèi)部集成了PLC功能，I/O使用起來更加靈活方便，在

簡化了系統(tǒng)集成商整體設計方案難度的同時也減少了部分硬件成本。

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