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中達電通股份有限公司 陶 君
摘 要：本文主要介紹了雙軸伺服切管機的設計原理，同時介紹了利用我們台達的PLC、伺服、TP04G在軸承切管機上的整體解決方案，並且相比之前的切管機比較在自動化水平、加工效率、廢料率等均有顯著的提升。
關鍵詞：雙軸伺服切管、A係列伺服、32EH00T2、中斷脈衝禁止
1 引言
軸(zhou)承(cheng)切(qie)管(guan)機(ji)是(shi)軸(zhou)承(cheng)加(jia)工(gong)領(ling)域(yu)的(de)最(zui)初(chu)工(gong)序(xu)加(jia)工(gong)機(ji)械(xie)，它(ta)主(zhu)要(yao)是(shi)把(ba)空(kong)心(xin)管(guan)按(an)照(zhao)軸(zhou)承(cheng)高(gao)度(du)的(de)需(xu)要(yao)，切(qie)成(cheng)等(deng)長(chang)尺(chi)寸(cun)的(de)小(xiao)圈(quan)，通(tong)常(chang)機(ji)器(qi)在(zai)一(yi)個(ge)軸(zhou)承(cheng)加(jia)工(gong)廠(chang)裏(li)麵(mian)需(xu)要(yao)很(hen)多(duo)台(tai)機(ji)床(chuang)連(lian)續(xu)工(gong)作(zuo)。以(yi)往(wang)的(de)切(qie)管(guan)機(ji)是(shi)在(zai)機(ji)械(xie)上(shang)調(tiao)整(zheng)切(qie)管(guan)的(de)長(chang)度(du)，也(ye)就(jiu)是(shi)送(song)一(yi)次(ci)料(liao)到(dao)平(ping)頭(tou)，然(ran)後(hou)伺(si)服(fu)或(huo)者(zhe)步(bu)進(jin)控(kong)製(zhi)的(de)刀(dao)頭(tou)切(qie)一(yi)次(ci)料(liao)，然(ran)後(hou)再(zai)送(song)一(yi)次(ci)料(liao)，這(zhe)樣(yang)循(xun)環(huan)，但(dan)是(shi)往(wang)往(wang)這(zhe)樣(yang)的(de)切(qie)管(guan)效(xiao)率(lv)比(bi)較(jiao)低(di)下(xia)，而(er)且(qie)送(song)料(liao)部(bu)分(fen)經(jing)常(chang)因(yin)為(wei)送(song)不(bu)到(dao)位(wei)，而(er)導(dao)致(zhi)機(ji)械(xie)定(ding)位(wei)不(bu)準(zhun)確(que)而(er)切(qie)出(chu)來(lai)的(de)圈(quan)不(bu)合(he)格(ge)，增(zeng)加(jia)報(bao)廢(fei)率(lv)，針(zhen)對(dui)此(ci)問(wen)題(ti)，設(she)計(ji)了(le)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)的(de)雙(shuang)軸(zhou)切(qie)管(guan)機(ji)，也(ye)就(jiu)是(shi)圈(quan)的(de)長(chang)度(du)不(bu)是(shi)靠(kao)送(song)料(liao)和(he)平(ping)頭(tou)來(lai)保(bao)證(zheng)，而(er)是(shi)通(tong)過(guo)伺(si)服(fu)定(ding)位(wei)來(lai)確(que)定(ding)圈(quan)長(chang)，同(tong)樣(yang)一(yi)次(ci)送(song)料(liao)可(ke)以(yi)連(lian)續(xu)切(qie)好(hao)多(duo)個(ge)產(chan)品(pin)，並(bing)且(qie)沒(mei)有(you)廢(fei)料(liao)，可(ke)以(yi)做(zuo)到(dao)真(zhen)正(zheng)的(de)高(gao)效(xiao)全(quan)自(zi)動(dong)切(qie)管(guan)，而(er)且(qie)全(quan)方(fang)位(wei)的(de)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)，可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)一(yi)個(ge)工(gong)人(ren)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)管(guan)至(zhi)少(shao)三(san)台(tai)以(yi)上(shang)這(zhe)樣(yang)的(de)機(ji)器(qi)，在(zai)人(ren)力(li)成(cheng)本(ben)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)的(de)現(xian)在(zai)，此(ci)機(ji)器(qi)勢(shi)必(bi)成(cheng)為(wei)此(ci)領(ling)域(yu)的(de)佼(jiao)佼(jiao)者(zhe)。
2 雙軸伺服切管機自動化係統設計
雙shuang軸zhou伺si服fu切qie管guan機ji核he心xin的de部bu分fen是shi兩liang軸zhou伺si服fu的de循xun環huan配pei合he動dong作zuo，一yi軸zhou為wei拖tuo板ban軸zhou向xiang軸zhou，另ling一yi軸zhou為wei切qie刀dao切qie向xiang軸zhou，拖tuo板ban軸zhou向xiang軸zhou主zhu要yao是shi做zuo圈quan長chang定ding位wei用yong的de，（a）當軸向往管的方向走的時候，當定位傳感器碰到管的頭部的時候就確認管的位置，進PLC硬件中斷，進行脈衝禁止，然後再根據切管的長度做一個補償定位；（b）定位完畢切向切刀進行切管，切管完畢；軸向繼續前進重複a,b的動作，直至切到管子送料的末端，也就是極限位置，軸向退回，然後送料，送料完畢，重複a,b動作，這就是雙軸伺服切管的最基本的動作流程。雙軸伺服切管機與普通切管機的機械構架如圖1所示。
圖1雙軸伺服切管機與原先普通切管機的機械構架示意圖
3 台達PLC控製方案
3.1 PLC雙軸伺服
由於使用了雙軸伺服控製，所以方案中使用的是32EH00T2型PLC主機做定位控製，同時利用中斷方式來實現軸向定位的切換。由於使用的是接觸式傳感器（X0）外部中斷來做脈衝禁止，然後切換到長度定位，同時使用的是絲杆傳導，所以精度問題可以保證（0.1mm以內），具體的PLC係統如圖2所示；控製工藝流程如圖3所示。
圖2 PLC係統結構圖
圖3 PLC控製工藝流程
3.2 軸向定位長度計算及控製
xinxingdeshuangzhousifuqieguanjiyuputongdeqieguanjizuiguanjiandebufenjiushizhouxiangdingweiheqieguanchangdukongzhijijisuan，xinxingqieguanjibuxuyaopingtoulaizuoqieguandedingwei，ershizhixuyaorangsifuzhouxiangwangguanfangxiangzou，dengpengdaolezaijinxingchangdudingwei，danshicifanganxuyaogaoxiangyingheyidingdechengxubianchengjiqiao，shangmiantidaodewaibuzhongduanjinxingmaichongqiehuanshiyigebijiaokuaiyoubijiaozhundefangan，tongguotu4-切管定位及計算，可以看到切管的長度分兩部分組成：L1：刀頭距，此距離可以進行機械調整，一般調整完以後不需要作大的修改；L2：補償距離，此補償距離就是根據實際切的管的長度需要作一個小的調整；所以切管長度L=L1+L2。以往舊的切管機L1就(jiu)等(deng)於(yu)切(qie)管(guan)的(de)長(chang)度(du)，而(er)且(qie)在(zai)空(kong)間(jian)上(shang)刀(dao)與(yu)頭(tou)的(de)位(wei)置(zhi)的(de)絕(jue)對(dui)不(bu)變(bian)的(de)，但(dan)是(shi)新(xin)的(de)機(ji)器(qi)刀(dao)與(yu)頭(tou)的(de)位(wei)置(zhi)是(shi)整(zheng)體(ti)隨(sui)軸(zhou)在(zai)走(zou)的(de)，這(zhe)就(jiu)是(shi)為(wei)什(shen)麼(me)新(xin)的(de)機(ji)器(qi)可(ke)以(yi)一(yi)次(ci)送(song)料(liao)多(duo)次(ci)切(qie)割(ge)的(de)關(guan)鍵(jian)所(suo)在(zai)。
圖4 切管定位及計算
4 結束語
軸承行業是加工密集型行業，所有的企業隻關心一個問題：danjichanliang，pingjiayitaijiqidehaohuai，xiaolvjihushitadeshengming，erzhiqianlaoshideqieguanjisongyiciliaoqieyiciguan，xiaolvziranbushihengao，danshishuangzhouqieguanji，wanquankeyizuodaosongyiciliaolianxuqieduociguan，tebiezaiqieduanquandeshihou，songyiciliaokeyiqie10次以上，那樣的速度是以往的切管機無法比擬的。
隨著源材料價格的不斷上升，同時軸承利潤的不斷下降，企業想要在每個環節節省成本，而以往的切管機由於送料部分有先天的缺陷：就jiu是shi有you送song料liao不bu到dao位wei的de問wen題ti存cun在zai，而er以yi往wang的de切qie管guan機ji恰qia恰qia是shi靠kao送song料liao到dao位wei平ping頭tou做zuo定ding位wei的de，那na如ru果guo送song不bu到dao位wei，切qie出chu來lai的de圈quan就jiu必bi然ran不bu合he格ge，白bai白bai浪lang費fei材cai料liao不bu說shuo，效xiao率lv也ye下xia降jiang，但dan是shi新xin型xing切qie管guan機ji切qie管guan的de定ding位wei是shi伺si服fu來lai做zuo的de，隻zhi有you碰peng到dao管guan頭tou了le才cai會hui定ding位wei切qie割ge，即ji使shi料liao送song不bu到dao位wei，它ta照zhao樣yang可ke以yi準zhun確que切qie割ge，隻zhi不bu過guo少shao切qie幾ji個ge圈quan而er已yi，但dan是shi不bu浪lang費fei材cai料liao也ye不bu影ying響xiang效xiao率lv。目mu前qian此ci機ji器qi已yi經jing成cheng功gong開kai發fa完wan成cheng，並bing且qie已yi經jing投tou入ru應ying用yong，並bing且qie得de到dao了le用yong戶hu的de高gao度du認ren可ke。
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