时光伺服系统在机床刀架进给中应用———时光伺服系统在机床刀架

一、概述
    在许多大型机床设备（如：龙门刨床，立式车床）上，刀架进给功能十分重要，直接决定着设备的加工精度。以龙门刨为例，目前龙门刨的刀架功能主要有两种方式，一种是传统的“机械走刀箱”方式，另一种是目前较为流行的“定时进刀”方式。第一种精度不高且成本昂贵。第二种精度更低，在实现时还要加上变频器、时间继电器等投资。在这种情况下，当龙门刨实现精刨时，操作工一般采取手动进刀的方式，而且每进一刀都要进行一次测量，这样一来大大降低了工作效率。可采用伺服系统解决这个问题，但是通常意义上的伺服系统在实现时面临两个难题，一是价格高，要使用伺服控制器和伺服电机；二是伺服系统一般需要上位机的控制，既增加了成本又增加了技术难度。
      针对这种现状，时光科技有限公司采用自行研制开发的交流异步伺服控制系统。采用32位微处理器，可对异步电机进行精确的速度、位置、转矩控制，最具特色的是它具有开放的PLC功能，不再依赖于上位机可独立成系统工作，节约了成本。时光伺服系统设计具有针对性，适应目前所有的龙门刨控制系统，并可增加铣、磨功能。安装实现灵活，可以直接和原有电路配套工作，适用于龙门刨改造及定型生产企业。
       采用该系统后，刀架在连续工作状态时，可以实现大范围调速，从而实现横向的铣削功能；刀架在间歇工作状态时，可以实现准确进刀，精度可以达到5μ以内，进刀量的设定方式也很灵活，可以通过模拟量、数字量、点动电位器或触摸屏实现设定；可以手动调节，手脉功能将大大减轻工人的劳动强度，定量式的调节也更为精确。

  二、功能介绍
时光伺服进刀机构的功能：
? 连续进给功能
       时光伺服系统调速比大于1:5000，速度精度达到±0.02%，低速大扭矩的平稳输出可以轻松实现刀架的慢速进给，从而达到铣削进刀的要求，简化以往机械高低速档的设计，达到刨铣一体机的要求。
具有龙门铣的快速功能，方便铣削操作。
? 间歇进刀功能
       位置控制精确，电机定位精度为±1P（0.036°），可以实现精确的进刀控制，进刀精度根据丝杠精度可以达到5μ以内。
       进刀量的设定方式灵活，包括模拟量、数字量、点动电位器、触摸屏等方式，适应高低端的各种应用场合。
? 手脉微调功能
      具有数控铣床特有的手脉功能，手脉功能极大程度减轻了操作工的劳动强度，而且提高了铣削、刨削的对刀精度。
      定量的进刀微调方式，改变以往手摇进刀方式下，进刀量不可控的问题，手脉的控制精度分为1μ、10μ、100μ三档。
时光伺服进刀机构的特色：
? 内置PLC
      具有内部PLC功能，可以独立成系统工作，方便和各类龙门刨铣电控系统配合工作。当存在配套不便时，还可以实时修改程序达到客户要求。
? 安装使用简单
安装方面该系统简化了进刀箱的机构，只需要考虑安装普通电机的方式就可以了。
时光伺服进刀机构的基本接口：（可根据机械实际改动）
C4D0:连续/间歇选择
C4D1:向左（间歇进刀时，该信号上升沿起效）
C4D2:向右（间歇进刀时，该信号上升沿起效）
C4D3:快速（仅在连续进给时起效，且需配合方向信号使用）
C4D4:进刀量增加（选择点动电位器调节进刀量时有效）
C4D5:进刀量减少（选择点动电位器调节进刀量时有效）
C5D0:手脉选通（间歇、连续状态下均有效）
C5D1:x1档（手脉每格对应进刀1μ，空档对应进刀10μ）
C5D2:x100档（手脉每格对应进刀100μ）

  三、应用效果
       目前该系统已在多家龙门刨铣生产厂家应用，得到了广泛的好评。时光公司还根据立车的要求设计了立车专用的刀架伺服系统，在多个厂家得到应用。