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台达机电产品在主动冲床上的成功使用

文章出处:admin 人气:发表时间:2018-11-10 12:52

台达机电产品在主动冲床上的成功使用
    
 
 
  海宁某太阳能机械配件出产企业,本来首要出产太阳能热水器的配件为主,由于国内近年来太阳能热水器工业的迅猛发展,带动了其配件职业的壮大,可是其装备业还停留在原有基础上,以通用冲床设备加简易工装来完结,无法满意大批量、高质量产品的需求,迫切需要专用的主动冲床来满意日益扩展的出产需要。应客户恳求,配套开发使用于太阳能热水器职业专用的主动冲床操控体系。
 
 
2 .主动冲床简介
 
  本体系选用台达新一代高性能PLC---DVP28SV11T,作为该操控体系的操控器,该PLC是台达针对商场多轴传动操控开发的PLC产品,能够轻松完结4轴200K高速脉冲输出,支持两轴圆弧和直线插补。
 
  考虑到职业产品多规范、多品种的要求,该体系选用台达DOPAE57BSTD触摸屏作为人机数据交换的平台,大大便利了用户进行参数修改、监控体系状况、毛病查询和运转操作。
 
  进给送料的定位精度和重复定位精度是冲床体系的重要目标,也是出产高质量产品和高出产功率的确保。送料体系选用台达新一代伺服产品ASD-B系列,满意操控精准和高响应性的要求。
 
  冲床的冲压部选用台达VFD-M迷你型矢量变频器操控,满意用户冲压速度无级可调的要求,能够依据出产要求调理冲压速度。
 
2.1根本架构
 
  主动冲床体系包括冲压部、物料夹钳、X轴送料组织、Y轴送料组织、变频调速操控、伺服传动组织和操作台等组成。
 
2.2动作流程
 
手动方法:冲床的动作以步进的方法作业,每完结一个动作,按一下“发动”按钮,履行下一步动作,直至冲压整个动作完结,并停在原点方位,等候下次使命。
 
 
 
在手动形式下,不考虑冲头和X轴送料的合作,屏蔽安装在冲压部大飞轮上的进料检测用挨近开关。该形式首要用于调试和新产品试产。二手冲床回收
 
主动方法:
 
  主动形式就是通过程序进行操控送料和冲压的整个过程,X轴进给的操控通过安装在冲压部飞轮上的两个挨近开关,来检测冲压部运转的方位,其中一个挨近开关作为冲压完结,开端送料信号,另一个挨近开关作为中止送料信号,假如X轴在此信号到来前还没有完结送料,体系报警并停机,确保不发生次品,确保产品质量。
 
  主动形式流程见上图,在履行主动流程时,冲压部是一直在作业的,X轴的送料是在冲压部冲压完结离开工件到下一次到达工件之间完结的,送料发动信号是安装在冲压部飞轮上挨近开关信号。
 
3.体系规划及选型
 
3.1冲压部传动体系
 
  冲压部选用台达VFD-M变频器拖动三相异步电机,功率为5.5KW,额外转速1440转/min。PLC通过MODBUS RS485通讯方法操控变频器的发动/中止和调速,参数设置和操作在HMI上完结。
 
  冲压部速度设定值,决议X轴送料的最小速度。由于X轴每次送料时刻必须小于冲压部上下往复一次的时刻,不然就会拉坏工件或许冲错方位,形成次品。
 
X轴送料时刻(t)和冲压部变频器设定频率(f)联系如下:
 
t = f / 50 *(60/1440) (单位:秒)
 
假设变频器设定频率为50HZ,则X轴每次送料的最大时刻为0.0417秒。
 
3.2送料传动体系
 
  送料传动部分选用台达ASD-B系列沟通伺服体系,通过1:1传动比的带动滚珠丝杆,驱动送料作业台行进和撤退。
 
X轴选用台达小惯量1KW伺服电机,类型:驱动器ASD-B1021-A,电机ECMA-C31010ES。
 
Y轴选用台达小惯量0.4KW伺服电机,类型:驱动器ASD-B0421-A,电机ECMA-C30804E7。
 
X轴丝杆导程:20mm;
 
Y轴丝杆导程:10mm;
 
规划要求:送料精度要求:>0.01mm;
 
X轴送料速度:>20米/min;
 
Y轴送料速度:>10米/min;
 
操控精度核算如下:
 
最小送料间隔 = s / p*i
 
s:丝杠导程
 
p:每转脉冲数=10000Pulse
 
i:减速比=1
 
 
通过以下核算得出单个脉冲对应的送料长度,即为操控精度。
X轴最小送料间隔=20mm/10000*1=0.002mm
 
Y轴最小送料间隔=10mm/10000*1=0.001mm
 
以上核算,X轴和Y轴的最小送料间隔均小于0.01mm,满意规划要求。
 
速度要求核算如下:
 
送料速度=f/p*s*i*60
 
f:操控脉波频率(最大输出频率=200K)
 
p:每转脉冲数=10000Pulse
 
s:丝杠导程
 
i:减速比=1
 
X轴最大速度=200K/10000*20*1*60=24000mm/min=24m/min>15m/min,满意速度规划要求。
 
Y轴最大速度=200K/10000*10*1*60=12000mm/min=12m/min>10m/min,满意速度规划要求。
 
  以上是不采纳电子齿轮比的情况下核算所得,假如选用电子齿轮比,伺服马达作业在最大转速(3000rpm/min)情况下,最大速度:X轴能够到达60米/min,Y轴能够到达30米/min,可是,假如选用电子齿轮比,会降低送料的操控精度。
 
4.PLC与HMI选型
 
4.1输入信号计算:
 
X轴送料手动操作按钮:手动向左和手动向右(2点)
 
Y轴送料手动操作按钮:手动向前和手动向后(2点)
 
X轴和Y轴原点信号:2点(挨近开关)
 
主动操作按钮:主动发动和主动中止(2点)
 
冲头方位信号:上位和下位(2点)---挨近开关信号(NPN)
 
手动夹钳按钮:1点
 
紧迫中止按钮:1点
 
手动/主动切换:1点(切换开关)
 
以上总计输入点数:13点。
 
  考虑到DVP28SV机种输入点数有限(16点输入),把X轴左右极限开关(2点)和Y轴前后极限信号(2点)直接接到伺服驱动器上,削减硬件的扩大,降低本钱,一起,也提高了体系的安全可靠性。
 
4.2输出信号计算:
 
脉冲输出(Pulse+Sign):4点(Y0,Y1)(Y2,Y3)
 
夹钳电磁阀:1点
 
冲头电磁铁接触器:1点
 
冲头操控接触器:1点
 
共7点
 
  依据以上考虑,PLC挑选DVP-28SV11T。详细功能参数为:200Kpps脉冲输出,16点输入/12点输出。台达PLC和变频器规范装备的RS485通讯口,满意变频器通讯操控的要求,也削减操控点数。
 
5.HMI画面与PLC程序规划
 
6.1部分画面示例:
 
 
 
6.2 PLC程序
 
  主程序选用步进指令完结,削减误动作的发生,简单明了,逻辑明晰。在操控精度确保上,整个程序的运算悉数选用浮点数运算,削减核算误差,如:孔间隔、Y轴进给间隔、手动速度、主动送料的速度等的设定,在换算成脉冲数或许脉冲频率的过程中,悉数选用浮点运算。通过实践验证,核算误差小于0.001mm。
 
  其次,考虑到丝杠在正反运转中的背隙问题,本程序供给背隙的补偿参数,依据实践情况进行调整。
 
  考虑到操作的便利性,依据现场操作习气,在手动形式下,在任何阶段都能够切换到主动运转,大大便利操作。
 
7.结束语
 
  本操控体系虽然到达预期的规划要求,可是主动化程度不是最高,用户考虑到本钱问题,上料和下料悉数选用人工手动的方法。假如在上料和下料工位,别离选用气动吸盘取料,伺服操控来操控物料的左右和上下移位,将大大提高设备的主动化程度,完全能够做到无人操作。
 
  本体系首要操控元件悉数选用台达机电产品,一体化的整合计划,既降低了设备的制形本钱,也大大提高了体系的安全可靠性,充分体现了台达机电产品高性能和高性价比的特色,为客户赢得可观的经济效益。
 

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