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运动控制器在机床行业的发展及应用

2015/2/19    来源:佳工网        
关键字:运动控制器  机床  数控铣  伺服驱动  
机床行业根据不同的设备,使用的电气产品非常地广泛,从单片机,PLC,定位模块,数控系统到运动控制系统等都有涉及,更有厂家自主研发的电气设备。一些高端应用领域,如高精度的磨床,旋转刀库,伺服冲压送料机,自动化专机流水线等,对于控制和工艺都有一些特殊的需求,这些都不是普通的脉冲发生产品或者定位产品可以简单对应的,正越来越多的使用运动控制产品。

1.机床行业的现状和前景

  近30年来,随着改革开放的逐步深入,中国的经济得到了很大的发展。国外的很多新技术新产品不断冲击着中国国内的市场,导致了制造业加工业迅猛发展,这给机床行业的拓展和进步带来了巨大的契机。

  中国的机床行业从以往的以小型机床为主体的大量制造,到现在大中型机床,成套成线产品的比重逐步增大。并且,随着加工工艺的不断改进,对于加工精度加工速度的要求也越来越高。

  目前全国机床行业的生产厂家有上万家,其中大多是以生产中低端粗加工为主的企业。但是,近年来由于材料和能源价格的飞涨,国家所采取的货币紧缩政策等因素,都将导致下游行业的增速减慢,利润减少。而有高附加值的产品增速则继续保持增产,利润大幅增加,未来行业的竞争将不可避免的将朝高端市场转移。所以,越来越多的企业已经开始意识到,中国的机床行业,在固守低端领域的同时,更应在高端产品的开发及制造方面拓展,而不是更多得依靠进口设备。

  机床行业根据不同的设备,使用的电气产品非常地广泛,从单片机,PLC,定位模块,数控系统到运动控制系统等都有涉及,更有厂家自主研发的电气设备。一些高端应用领域,如高精度的磨床,旋转刀库,伺服冲压送料机,自动化专机流水线等,对于控制和工艺都有一些特殊的需求,这些都不是普通的脉冲发生产品或者定位产品可以简单对应的,正越来越多的使用运动控制产品。

2.三菱运动控制和伺服产品简介

  三菱在运动控制和伺服驱动方面具有丰富的产品线,可以对应各种类型的机床设备。在运动控制器方面,从8轴同步控制到32轴同步控制,直到1280轴同步控制都有对应方法。并且,三菱的运动控制器通过不同的操作系统软件,可支持不同的机床行业应用。如SV13的操作系统,以专用的SFC的编程语言,多应用于高精度的磨床设备进行插补的动作,而SV22的操作系统,以机械支持语言,则广泛应用于多轴高速高精度同步控制的机床设备中。

  在伺服产品方面,具有各种惯量等级,满足各种设备的定位控制要求,而且从功率上来说,小到50W,大到110kW都有成熟产品。对于110kW以上的需求,也有各种对应方式来实现控制。

3.三菱产品在机床行业中的应用以及特点

  下面我们就以2个客户案例,来介绍三菱运动控制产品在机床行业中应用。

  ①.高性能伺服冲压及送料系统

  前面已经说过,今后的机床行业将朝着高端的市场转移,那么对机床的复合化智能化提出了更高的要求,以普通的冲压设备为例,以往设备是将冲压好的工件由人工操作拿取,随着现在国内人力成本的不断上升,由机器替代人工操作将是一个必然的趋势,那么高性能的冲压机床将会由自动送料取料系统取代人的操作。那么冲压设备如何根据不同的工件运行不同的冲压曲线,送料系统如何和冲压系统相配合,如何保证模具的安全性等将是高端冲压设备所需要考虑的,无疑使用运动控制器是最优选的方案,它要求运动控制器产品能根据不同的工件加工要求来变化冲压曲线,送料设备与冲压设备的同步控制。

  动作概要如下:

  该系统由伺服冲压机和配套的送料机所构成,冲压机在冲压完成的同时,送料系统进行送料的动作,在冲压头非工作的区域,完成送料,并且送料系统回到初始位置,等待冲压机再次进行冲压,依次循环,此系统要求送料系统动作和冲压机的动作能相互配合,进行同步的控制。该设备需要冲压轴一个,传送轴六个。

  该系统的伺服冲压机与送料机都是由三菱的运动控制器QD系列MOTION来进行控制,系统配置结构如下:

系统配置结构

  由于该设备使用了三菱的最新的Q170M型运动控制器产品,最多可控16根轴,所以如果今后需要控制更多的冲压机的话,只需要相应增加伺服产品既可,控制产品无需增加。另外,该运动控制产品内置电源,PLCCPU和运动控制CPU,节约了客户的一部分成本。同时,它基于IQ Platform的高速通信基板,实现无缝的链接通信,运动控制器与伺服放大器之间采用了三菱自主开发的SSCNETⅢ伺服总线网络,使各轴的时钟频率达到一致,保证了所有的轴在同一时刻接受到同一指令并开始动作。这些特性对于这种同步要求很高的设备来说,是非常必要的功能。另外,该运动控制器使用光纤总线连接,网络通讯速度更达到了50Mbps,不但提高了抗干扰能力,减少了现场布线操作的错误率,还能实现海量控制数据的高速传输。

责任编辑:陈浩
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