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。 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,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。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。通过一台运动控制器可同时控制伺服冲压机和送料机构的动作。使用三菱特有的机械结构程序,简单地编写程序就可以将冲压头的动作和送料的各轴完美的结合在一起,实现同步控制的要求。
随着中国从制造业大国转变为制造业强国的进程和数字化交流系统的性能价格比逐渐提高的基础上,交流伺服系统作为控制电机类高档精密部件,它在行业中的市场也是在稳步上升。那么作为数控机床最重要的组成部分,同时系统也一直是影响系统加工性能的重要指标之一。决定交流伺服系统性能好坏的关键性因素依然是伺服控制技术,但由于交流伺服系统本身的有着极其先进的控制原理以及低成本,免维护的特性,更何况其控制特性也在全面的超越直流伺服系统,势必在今后的发展过程中将大部分甚至是全部代替直流伺服系统, 不仅如此,随着目前智能化的大幅度推广以及网络化模块化的盛行,而现代交流伺服驱动设备也同时具备着参数记忆的功能,以及自身故障的诊断和分析的功能,有的伺服电机甚至还具备了识别参数的性能,还能在发现振动的时候自动对其进行抑制,这些都是伺服电机在智能化的发展趋势。而网络化的重点发展方向就是如何适应高性能运动控制对数据传输的实时性、同步性以及可靠性的要求。高档数控系统的成功开发,也预示着网络化数字伺服开发成为当下的当务之急,还有伺服电机驱动器、电源、再生制动、以及电机与电机之间的通讯都在不断的向模块化方向发展。
在程序设计中使用最平常的一种是称为保持继电器的内部继电器。的保持继电器从HR000到HR915,共10×16个,另一种是定时器或计数器从TIM00到47(CNT00或CNT47)共48个(不同型号的三菱PLC保持继电器,定时器的点数不同)。 在运转之前,如果不强制使继电器复位,将会产生机械设备的误动作,系统设计时,通常采用的方法是设置硬件复位按钮,需要的时候,能够使保持继电器,定时器、计数器、高速计数器强制复位,在控制系统的调试中发现,如果使用保持继电器,定时器,计数器、高速计数器次数过多,硬件复位的功能很多时候会不起作用,也就是说,硬件复位的方法有时不能准确,及时地使三菱PLC的内部继电器、定时器、计数器复位,从而导致控制系统不能正常运转,人为地设置软件复位信号作为内部信号,可确保保持继电器有效复位,使系统在任何情况下均正常运转。
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。
台达伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,台达伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,三菱伺服电机伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和台达伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。二、交流台达伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。三、伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。三菱伺服电机交流台达伺服电机和无刷直流台达伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。