本文主要介紹了中達(dá)電通H4數(shù)控系統(tǒng)和臺達(dá)PLC，在客戶上海某五金刀具有限公司的使用情況，并用兩種產(chǎn)品的巧妙組合，實(shí)現(xiàn)了五軸專用磨刀機(jī)的特殊需求。
某刀具研磨機(jī)主要是用來加工銑刀和鉆頭的高精度工具磨床，是由五個軸組成的。其中X，Y為機(jī)臺的橫向和縱向運(yùn)動軸，Z為棒料分度軸是個旋轉(zhuǎn)軸，這三個軸控制刀具的加工。X1為料盤移動軸控制料盤的左右移動，Y1為機(jī)械臂上升軸控制機(jī)械臂升降。
圖一 中達(dá)H4數(shù)控系統(tǒng)及專用磨刀機(jī)一、工藝要求和精度要求
分度要求，當(dāng)加工時分度軸旋轉(zhuǎn)分度主要有兩個工藝要求，一是在加工過程中不允許改變分度方向，只能單向旋轉(zhuǎn)用以消除機(jī)械設(shè)備的反線誤差；二是分度加工時對溝槽加工的順序有特殊要求，而且刃數(shù)為偶數(shù)或奇數(shù)還有不同。
圖二 棒料的橫切圖偶數(shù)以一個8個刃數(shù)的銑刀為例，每個溝槽的加工順序是1，5，2，6，3，7，4，8，其表達(dá)式是:
即第一刃加工完成后，第一刃的起刀點(diǎn)與下一刃起刀點(diǎn)角度差為A，下一刃加工完成后這一刃的起刀點(diǎn)與后一刃的起刀點(diǎn)角度差為B，以此類推直到加工到最后一刃完成。
圖三 棒料的橫切圖奇數(shù)以一個9個刃數(shù)的銑刀為例，每個溝槽的加工順序是1，5，9，4，8，3，7，2，6，其表達(dá)式是:
即每刃起刀點(diǎn)之間的角度差為C。
機(jī)械臂運(yùn)動要求，以最左下方的料口為零點(diǎn)，每次放入加工完畢的銑刀的同時取走上方的棒料，依次上升直到放入最上端的料口后換列，取走另一列最下端的棒料，如此運(yùn)動直到將全部500個棒料都加工完畢，停止等待換料盤。
精度要求：徑向0.005mm，軸向0.03mm，機(jī)械臂0.01mm，料盤0.01mm。
二、實(shí)施方案
采用HUST的H4 M控制系統(tǒng)連接3臺臺達(dá)ASD-A0421LA伺服作為加工及分度的控制系統(tǒng)，采用臺達(dá)5.7寸單色觸摸屏+臺達(dá)ES 24點(diǎn)+24點(diǎn)PLC連接2臺臺達(dá)ASD-A0421LA伺服作為機(jī)械臂和料盤的控制系統(tǒng)。
三、實(shí)施步驟
利用H4系統(tǒng)MACRO指令對用戶自設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算來得到X，Y，Z三軸運(yùn)動的必要數(shù)據(jù)，再通過G00，G01等定位及插補(bǔ)指令來實(shí)現(xiàn)加工銑刀鉆頭的功能。同時將左旋和右旋分成兩個MACRO程序，兩者之間的區(qū)別只是在與分度方向不同。
兩個程序的流程圖如圖4所示：
圖四 兩個程序的流程圖對于Y1是利用PLC發(fā)脈沖對伺服進(jìn)行控制和臺達(dá)ASD-A0421LA伺服的Pr控制模式的回零功能來實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的上下移動定位的；對于X1也是利用臺達(dá)ASD-A0421LA伺服的Pr控制模式，PLC的I/O點(diǎn)來控制料盤的左右移動定位。
其它有關(guān)磨頭夾緊，料盤翻轉(zhuǎn)，機(jī)械臂前翻，機(jī)械臂后翻，是通過PLC來控制的，而與加工相關(guān)的切削液開關(guān)，沙輪旋轉(zhuǎn)，是由H4系統(tǒng)的內(nèi)置PLC通過I/O點(diǎn)來控制的。
四、結(jié)束語
該項(xiàng)目是一個利用中達(dá)產(chǎn)品在工具磨床上應(yīng)用的典型案例，使用三軸數(shù)控系統(tǒng)+PLC實(shí)現(xiàn)五軸磨床專用數(shù)控系統(tǒng)的功能，為客戶極大的節(jié)省了成本，同時也展現(xiàn)了臺達(dá)伺服電機(jī)產(chǎn)品良好的控制性能。
(后附MACRO程序)
附：MACRO程序(O0000~O0008為右旋，O0100~O0108為左旋)
O0000
N09 G11 P-03
N10 G65 L4 P#16 A#15 B3.140
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
N30 G65 L26 P#17 A#16 B#19
N35 G65 L1 P#23 A#87
N36 G65 L1 P#40 A0
N37 G65 L1 P#41 A0
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
N72 G65 L2 P#31 A#35 B1
N73 G65 L4 P#36 A#31 B360.00
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
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
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
Y0
N103 G04 X0.2
N104 G00 Y#43
N105 M08
N106 G00 X#42
N109 G65 L83 P140 A#23 B#28
N110 G65 L86 P165 A#23 B#27
N115 G65 L81 P130 A#26 B1
N120 M98 P04 L#24
N125 G65 L80 P185
N130 M98 P03 L#10
N135 G65 L80 P185
N140 G65 L81 P155 A#26 B1
N145 M98 P02 L#24
N150 G65 L80 P185
N155 M98 P01 L#10
N160 G65 L80 P185
N165 G65 L81 P180 A#26 B1
N170 M98 P08 L#24
N175 G65 L80 P185
N180 M98 P07 L#10
N185 G00 X0
Y0
N186 M09
N187 G11 P03
N1#87 M30
O0001
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
V#87
U2.500 W#32
N214 M99
O0002
N220 G65 L2 P#41 A#41 B1
N221 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
N222 G00 U-#60
V#87
U2.500 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
U2.500 W#33
N226 M99
O0003
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
U2.500 W#32
N235 M99
O0004
N239 G65 L2 P#41 A#41 B1
N240 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
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
N244 G00 U-#60
V#87
U2.500 W#30
N245 M99
O0007
N270 G65 L2 P#40 A#40 B1
N271 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
N272 G65 L81 P274 A#40 B#10
N273 G00 U-#60
V#87
U2.500 W#29
N274 M99
O0008
N280 G65 L2 P#41 A#41 B1
N281 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
N282 G00 U-#60
V#87
U2.500 W#29
N283 G01 U#88 V-#87 W#23 F#14
N284 G65 L81 P286 A#41 B#24
N285 G00 U-#60
V#87
U2.500 W#30
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
N13 G65 L2 P#42 A#39 B#44
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N20 G65 L31 P#18 A1.000 B#89
N25 G65 L4 P#19 A1.000 B#18
N30 G65 L26 P#17 A#16 B#19
N35 G65 L1 P#23 A#87
N36 G65 L1 P#40 A0
N37 G65 L1 P#41 A0
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
N72 G65 L2 P#31 A#35 B1
N73 G65 L4 P#36 A#31 B360.00
N75 G65 L3 P#29 A#27 B#23
N80 G65 L3 P#30 A#28 B#23
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
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
Y0
N103 G04 X0.2
N104 G00 Y#43
N105 M08
N106 G00 X#42
N109 G65 L83 P140 A#23 B#28
N110 G65 L86 P165 A#23 B#27
N115 G65 L81 P130 A#26 B1
N120 M98 P104 L#24
N125 G65 L80 P185
N130 M98 P103 L#10
N135 G65 L80 P185
N140 G65 L81 P155 A#26 B1
N145 M98 P102 L#24
N150 G65 L80 P185
N155 M98 P101 L#10
N160 G65 L80 P185
N165 G65 L81 P180 A#26 B1
N170 M98 P108 L#24
N175 G65 L80 P185
N180 M98 P107 L#10
N185 G00 X0
Y0
N186 M09
N187 G11 P03
N1#87 M30
O0101
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
V#87
U2.500 W-#32
N214 M99
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
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
U2.500 W-#33
N226 M99
O0103
