开放式全功能-台达伺服在压模冲孔机系统的控制方案

关键词：转子惯量 用户宏程序（MACRO） 数控系统
引言：
　　自动化行业在对高速度/高精度要求不断提高的同时，对操作的亲和性与方便性的要求也不断提升。下面借压模冲孔机的应用介绍中达数控与台达伺服在该方面应用的经验与之供享。
一、规格与技术要求
压模冲头由液压驱动，工作速度: 200次/分钟
X，Y工作台由伺服电机驱动。
传动为滚珠丝杠，直径D=25mm 螺距:T=10mm
X轴滚珠丝杠长度 L=1100mm
Y轴滚珠丝杠长度 L=1100mm
快速定位:20000mm/min
定位精度: 0.02mm
重复定位精度:0.005mm
机械原点返回精度:0.005mm
工件存储能力:1000组
工件个数记忆能力
优化工件密排
二、系统方案比较与确定
    原方案采用PLC+步进马达来实现。此方案速度低冲压速度80—100次/分钟，定位精度差，且为单一工件程序存储能力，不能完全满足上述的要求。现方案采用CNC数控系统+2套ASDA伺服马达，完全满足上述的技术要求。
三、可行性分析
1.伺服马达的选型
a）快速定位 滚珠丝杠的螺矩=10mm
本机械采用直连方式;伺服马达转速2000转/分钟;直线速度 F= T＊n =10＊2000=20000mm/min 满足快速要求。
b）负载惯量计算
计算JL之公式

计算得知负载惯量：30.05 Kg.c㎡
伺服马达的惯量为: 6kg. c㎡
Tl=（F＊L/2πμ）+T0
式中:Tl—折算到电机轴上的负载转矩（N.M）
F—轴向移动工作台时所需要的力
L—电机轴每转的机械位移量（M）
To—滚珠丝杠螺母，轴承部分摩擦转矩折算到伺服电机轴上的值（N.M）
Μ—驱动系统的效率
计算得知负载转矩:4.29N.M
故此选用ASDA 1kw中惯量的伺服电机。
额定转矩4.8N.M 转子惯量:5.98Kg. c㎡
2.控制系统
A）TNC 快速I/O指令，满足高速压模冲头的快速需求。
B）电压命令型伺服指令接口，闭回路位置控制，分辨率0.001，满足定位精度/重复定位精度需求。
500kpps编码器的采集能力满足快速定 20000mm/min的需求。
C）TNC具有强大的MACRO功能，完成复杂的数学运算。
D）128k的存储容量 可以存储1000个宏程序。
E）内藏式plc满足机床辅助功能的需求。例如:板材的夹紧与放松;自动上下料，机床的行程保护;油压头的动作与保护;模具的夹紧/放松及保护。

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